時間的形狀——相對論史話(增訂版)

時間的形狀——相對論史話(增訂版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

汪詰
图书标签:
  • 物理学
  • 相对论
  • 科学史
  • 科普
  • 时间
  • 空间
  • 爱因斯坦
  • 科学哲学
  • 物理史
  • 增订版
想要找书就要到 小特书站
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

史上最好懂、最精彩的相對論!
完全不同於一般傳統的科普書,更像一本閒暇時可以翻閱的小說。
淺顯的語言、身邊的事例、思維的實驗,這是一本人人都能讀懂的相對論。

★★★此次增訂版,於第五章的「從黑洞到蟲洞」、「壓軸大戲」;第七章的「時間旅行」;第九章的「EPR實驗」、「宇宙大法官」等章節有新增的內容,針對蟲洞、奇點、宇宙膨脹、量子糾纏(量子纏結)等,補上最新的資訊。

這本書保證有趣。跟隨作者,你可以進入愛因斯坦的夢境,坐在牛頓老師的課堂裡,來到星光實驗的現場……零距離接觸科學的知識與思維。

從小到大,你可能一直有這樣的疑問:

光到底是什麼東西?

光速不變,代表什麼意思?

宇宙到底長什麼樣子?有大小嗎?有生死嗎?

我們能不能穿越時空,任意到達未來或回到過去?

時間到底是什麼東西?

時間會停止嗎?時間停止了宇宙還存在嗎?

這世界上的物質到底是由什麼構成的?

 

讀了這本書,你將會找到答案。

 

本書上半部(前五章)先回顧一下物理學所走過的曲折歷史,這段歷史的精彩程度不亞於任何一段戰爭史。在伽利略、牛頓等巨星紛紛謝幕之後,超級巨星愛因斯坦閃亮登場。他就像一位橫空出世的大俠,無門無派,一出手即震驚天下,他的絕招就是「相對論」。

中間的第六章是一段橫跨半個世紀的真實歷史故事,這故事塵封已久,現在很多年輕人都不敢相信那是事實,但真相往往比小說更驚人。

最後四章是本書的下半部,比上半部更精彩,結構更宏大,故事更神奇。作者將細緻剖析時空的真相,帶你領略神奇的四維時空奇景,了解整個宇宙的終極圖像,再回到原子的深處,見識不可思議的微觀世界,最後看一看當今物理學的最新發展——萬物理論。

本書最初於2011年在中國出版,就蔚為風潮,備受讀者喜愛,更被推崇為與曹天元《上帝擲骰子嗎?量子物理史話》齊名的科普傑作。

對於想了解相對論、物理、宇宙、或是電影《星際效應》背後原理的讀者,將會發現這本書是如此的清晰易懂,先釐清一般人會想問的最基礎問題,把問題描述清楚了,才進入科學家的研究成果等等,這樣一來,讓物理變得更親切、有趣,進而產生好奇心,是這本書的最大特色。

 

初版專業好評:

林秀豪 清華大學物理系特聘教授

蔣正偉 台灣大學物理系教授

孫維新 國立自然科學博物館館長、台灣大學物理系及天文所教授

作者用生動的語言,營造趣味盎然的場景,為讀者介紹時間、空間、相對論背後的科學。特別是作者虛擬的對話,以淺顯迷人的方式,切入一個又一個的精彩話題:引人入勝,又不失科學的嚴謹性。在喧囂繁雜的日常生活裡,你可曾想過時間是什麼?如果是,那這是一本你不可錯過的好書。

——林秀豪 清華大學物理系特聘教授

好的,以下是一本不含《時間的形狀——相對論史話(增訂版)》内容的、关于其他主题的图书简介,力求详尽、自然。 --- 书名:《寰宇深处的回响:探索宇宙大尺度结构的奥秘》 作者:[此处可想象的作者名,例如:李 宏 宇 / 或保留空白] 页数:约 680 页 装帧:精装 / 函套 定价:RMB 188.00 ISBN:[此处可想象的ISBN] 出版日期:[此处可想象的日期] --- 核心内容概述: 《寰宇深处的回响》是一部宏大叙事与精微分析并重的科普巨著,它带领读者穿越时空,深入探究宇宙结构从微观涨落到宏观网状结构的演化历程。全书以现代宇宙学观测为基石,融合了粒子物理学、广义相对论(不涉及狭义相对论的历史发展脉络)的最新理论成果,致力于揭示宇宙“骨架”是如何形成的,以及那些我们尚未完全理解的暗物质与暗能量在其中扮演的角色。 本书并非一本单纯介绍天体物理现象的图鉴,而是一部聚焦于“结构形成理论”的深度导览。它从宇宙微波背景辐射(CMB)中微小的温度涨落开始,追踪这些涨落如何通过引力作用,在百亿年的尺度上被放大、拉伸,最终形成了我们今天所见的星系、星系团以及横跨数亿光年的巨大纤维状结构。 全书结构严谨,分为五大部分,层层递进,力求让非专业读者也能领略宇宙构造的磅礴之美和背后的物理机制。 --- 第一部:原初的种子与暴胀的遗产(约 150 页) 本部分着重于宇宙的“婴儿期”和“青春期”初期的物理条件。我们首先回顾标准宇宙学模型(Lambda-CDM 模型)的基石,但迅速将重点转向结构形成的起点:原初密度涨落。 详细阐述了暴胀理论(Inflation Theory)如何解释这些涨落的起源,特别是量子涨落被拉伸至宇宙学尺度,并成为后来所有结构的“种子”。我们将深入解析CMB各向异性的观测数据(如普朗克卫星的测量结果),解释为什么CMB的功率谱形状,尤其是其特征峰,直接证明了这些早期涨落的统计特性是近乎随机的、符合高斯分布的。 此外,本部分会讨论宇宙在“复合纪元”前后发生的相变,以及物质与辐射的退耦过程,这些事件为后续引力的作用设定了初始的“舞台”。重点区分了热暗物质(如早期宇宙中存在的粒子)与冷暗物质(Cold Dark Matter, CDM)的差异,并论证为何CDM是当前结构形成模拟的必要前提。 --- 第二部:引力的编织与暗物质的主导(约 180 页) 结构形成的主旋律是引力,而暗物质是这场宏大工程的首席建筑师。 本部分详尽地描述了线性引力坍缩的过程。在早期宇宙,物质密度扰动很小,演化可以被线性方程描述。然而,即使是微小的初始偏差,在引力作用下也会随着时间指数增长。 核心内容集中在暗物质晕(Dark Matter Halos)的形成。我们将分析晕的合并树(Halo Merger Trees),解释从小尺度的微小暗物质团块如何通过持续的并合和吸积,成长为容纳数千亿颗恒星的巨大星系所需的核心结构。本书将引入并详细解释“亚里(Dwarf)”和“子结构(Substructure)”的概念,即大型晕内部必然存在着大量未被完全并合的小型“卫星”晕,这为检验和限制暗物质的性质提供了关键的观测窗口。 书中将运用大量基于 N-体模拟(N-body Simulations)的图像和数据分析,展示结构形成过程中的“丝状结构”和“空洞(Voids)”的出现,勾勒出宇宙的宏大纤维网络(Cosmic Web)的初步形态。 --- 第三部:从气体到恒星:重子的介入与反馈(约 160 页) 暗物质搭建了引力的骨架,但我们能看到的恒星和星系,却是重子(普通物质)在这些骨架中冷却、聚集并点燃核聚变的产物。 本部分深入研究了重子物理过程在结构形成中的关键作用。我们将探讨早期宇宙中的气体如何被引力拖拽进暗物质晕,并经历冷却、辐射和坍缩,最终形成星盘或椭球状星系。 重点讨论了恒星形成反馈(Stellar Feedback):超新星爆发产生的巨大能量和周期性喷流如何将热气体从星系内部甚至从小质量星系中驱逐出去。这种反馈机制是理解“星系形成与演化”中诸多难题的关键,例如为什么宇宙中质量较小的星系数量没有模拟预测的那么多,以及为什么大质量星系内部的恒星形成活动会提前停止。 此外,书中还详细分析了活动星系核(AGN)反馈的作用,探讨了超大质量黑洞如何通过喷流和辐射对宿主星系的演化施加巨大的、有时甚至是抑制性的影响。 --- 第四部:宇宙学网格的成熟与观测证据(约 140 页) 结构形成理论的最终检验,在于其对当前观测到的宇宙结构的精确再现能力。 本部分将焦点转向大规模结构(Large Scale Structure, LSS)的统计学描述。我们将详尽介绍如何通过星系红移巡天(如 SDSS, DESI 等)来绘制三维的宇宙地图,并量化其结构。 核心概念包括:功率谱(Power Spectrum)和双星关联函数(Two-point Correlation Function)。读者将学习如何通过测量星系在不同尺度上的聚集程度,来反推宇宙中暗物质和暗能量的密度参数。特殊强调了重子声学振荡(Baryon Acoustic Oscillations, BAO)作为“标准尺度的度量”,它在早期宇宙中留下的印记,至今仍被用于精确测定宇宙膨胀的历史。 此外,本部分还将介绍星系团作为宇宙网的“节点”,它们如何通过碰撞和气体加热达到热平衡,以及这些最密集区域如何成为检验结构形成理论极限的天然实验室。 --- 第五部:未解之谜与未来的探索方向(约 30 页) 尽管Lambda-CDM模型取得了巨大的成功,但结构形成理论仍面临着悬而未决的挑战,这些挑战往往指向我们对暗物质和暗能量本质的认知可能存在偏差。 本部分将简要介绍当前研究的前沿和争议点,包括: 1. “内禀结构问题”:例如,为什么观测到的最亮星系晕的亚结构数量,似乎少于纯粹的冷暗物质模拟所预测的(即“缺失的卫星问题”的某些方面)。 2. 暗物质的性质:探讨如果暗物质不是完全“冷”的,例如存在温热暗物质(Warm Dark Matter)或具有自相互作用的暗物质(Self-Interacting Dark Matter),它们将如何影响小尺度结构的形成。 3. 宇宙网的早期演化:对更早期宇宙(如再电离时期)结构形成细节的推测。 《寰宇深处的回响》旨在提供一个全面而深刻的框架,使读者能够理解我们所处的宇宙,是如何从一个几乎均匀的状态,演化出今天这幅浩瀚而精妙的结构图景。它是一封写给引力、时间和物质,以及人类求知欲的情书。

著者信息

作者簡介

汪詰
專業科普作家;科學影視導演、編劇。
中國科普作協成員、「科學聲音」執行秘書。代表作《時間的形狀——相對論史話》獲第八屆國家文津圖書獎。科幻小說《時間囚籠》獲2019年百花文學獎。另著有《星空的琴弦》《億萬年的孤獨》《未解的宇宙》《少兒科學思維培養書系》《太陽系簡史》《植物的戰鬥》等十多部著作。執導(編劇)科技館特效影片《令人驚歎的宇宙》,獲2020年中國科普作協科學影視片金獎。自媒體電台《科學有故事》榮膺喜馬拉雅FM 2019和2020年十大最具商業價值主播。


图书目录

 

第二版自序

前言
 

第一章  不得不說的廢話
關於相對論的謠言粉碎機
你必須了解的四個概念
 

第二章  伽利略和牛頓的世界
相對性原理
伽利略變換
史上最強煉金術士牛頓
牛頓的絕對運動觀
牛頓水桶實驗中的絕對時空觀
 

第三章  光的速度
伽利略吹響衝鋒號
光速測量大賽
驚人的發現
科學史上最成功的失敗
 

第四章  愛因斯坦和狹義相對論
兩朵烏雲
巨星登場
第一個原理:光速不變
第二個原理:物理規律不變
環球快車謀殺案
同時性的相對性
時間會膨脹
空間會收縮
速度合成
質速神劍
光速極限
質能奇蹟
四個瘋狂的問題
 

第五章  廣義相對論的宇宙
愛因斯坦的不滿
生死重量
等效原理
太空大圓盤
時空彎曲
重力的本質
水星軌道之謎
星光實驗
沒見過這麼黑的洞
從黑洞到蟲洞
壓軸大戲
 

第六章  紅色革命
 

第七章  時空那點事
時空中的運動
四維時空
時間旅行
星際旅行
星際貿易
 

第八章  再談四維時空
宇宙的終極圖景
神奇的四維
 

第九章  上帝的判決
上帝玩不玩骰子?
美劇《宅男行不行》
要命的雙縫
波耳的上帝
EPR實驗
宇宙大法官
上帝的判決
萬物理論
 

第十章  宇宙是一首交響樂
萬物皆空唯有音樂
擊碎原子
宇宙中的四種「力」
超弦理論
偉大的設計
 

後記

第二版後記

名詞列表

图书序言

  • ISBN:9786269574773
  • 叢書系列:自由學習
  • 規格:平裝 / 368頁 / 23 x 16.8 x 2 cm / 普通級 / 單色印刷
  • 出版地:台灣
  • 適讀年齡:15歲~90歲

图书试读

 

第二版自序

本書自首次出版到現在,一晃就是十年過去了。這是我人生的第一本書,我清晰地記得,十年前當我第一次拿到樣書時,內心的激動恐怕和奧運冠軍走上領獎台時差不多。書上市後,我一口氣買了200 本。

我當時是一家小公司的老闆,有四五十個員工。我就讓所有員工在我的辦公室門口排隊,每個人走過來,看著我在書上簽個名,然後領走,就好像在書店的簽書會一樣。但這也才送出去不到五十本書啊,這哪夠呢。於是我又開始在親戚朋友中送書,有朋友一家三口(孩子剛上幼稚園),我就送三本,給每個人寫個贈言。我朋友尷尬而不失禮貌地微笑說其實有一本就夠了啦,小孩也還不識字,我說沒事沒事,放個十年就能看了。送完200本書後,我獲得了極大的滿足感,整天都樂呵呵的。

那時我是真沒想到這本書還能在台灣出版,甚至還能在台灣出到第二版,我以前以為只有教科書才需要這樣一版一版地修訂下去的。我也絕對沒有想到,十年後,我成了中國小有名氣的專業科普創作者,作品涉及圖書、音訊、視頻等各種形式,大大小小的獎盃擺滿了一櫥窗。而所有這一切的開端,都是始於這本書。

這本書不僅為我帶來了百萬數量級的讀者(包括有聲書聽眾),也讓我結識了許多重量級的科學界人士。2016年,我有幸認識了台灣著名的科幻推廣者、科幻作家葉李華博士,葉博士是加州大學柏克萊分校的理論物理博士,曾在台灣多所知名大學開課,目前任教於陽明交通大學理學院。葉老師不僅有深厚的理論物理功底,而且對科學傳播特別熱情。我與葉博士一見如故,相見恨晚。2019年5月我第一次去台灣旅遊,葉博士特別花時間陪我遊覽了許多台灣的名勝古蹟。

當然,我最感謝的還是葉老師為本書指出了不少大大小小的錯誤,尤其是我對「時間旅行」的物理學原理方面的錯誤,以及對量子力學的一些淺薄理解。

因此,這一版中,對原文內容做了比較多的修訂。例如,修訂了關於宇宙膨脹的內容,幾乎重寫了時間旅行的科學原理,修正了對量子力學的幾個不準確的理解。內容的準確和嚴謹性提升的同時,本書最大的特色,即通俗易懂、風趣幽默的特點並沒有被淡化,你依然需要做好一口氣讀完忘了睡覺的心理準備。

但是不得不說,物理學知識深不見底,任何一本科普書都不可能真正準確地傳達相對論的知識,這是因為科普和科研用的語言不一樣,只有數學才能真正準確地描述物理學知識,而自然語言最多只能讓你形成一個粗略的概念。如果本書讓您對物理和數學產生了比以前更多的興趣或更加深入的探究欲望,就是對我最大的褒獎。

十年,說短不短,說長也不長,我相信自己還有下一個十年創作期。經常有人問我,為什麼那麼熱愛科普創作?有些心裡話我放到書末的第二版後記中再說,先祝您閱讀愉快。

汪詰

2022年2月22日於上海

用户评价

评分

我對這類探討基礎物理學演進的著作,總是抱持著一種朝聖般的心情去對待。因為相對論的提出,徹底顛覆了牛頓以來我們對宇宙的刻板印象,它強迫我們重新定義「實在」。這本書如果能成功地梳理出從牛頓的絕對時空觀,到愛因斯坦的相對時空觀的轉折點,那它所提供的價值是無可估量的。我尤其關注的是,作者如何處理那些關鍵的「思想轉捩點」。是哪一個實驗,哪一句話,讓科學家們不得不放棄舊有的框架?這種對「臨界點」的捕捉,往往是歷史學和科學史最引人入勝的部分。我期待這本書能像一個精準的鐘錶匠,為我們展示這場偉大思維革命是如何一步步被組裝起來的。

评分

讀這本書,我希望能得到的不僅僅是物理知識,更是一種哲學上的震撼。時間和空間,這兩個我們最習以為常的概念,一旦被相對論的視角重新審視,它們的本質便變得極其陌生而迷人。我很好奇作者是如何處理這種「陌生化」的過程的,他是如何引導讀者跳脫出日常經驗的舒適圈,去接受一個非直覺的世界?如果這本書能讓我產生一種「原來我過去對時間的理解是如此狹隘」的體悟,那它就完成了對我個人最大的意義。這種從實證科學出發,卻最終指向存在本質的探問,才是真正頂尖的科普作品應有的風範,它讓科學不僅是知識,更是一種深刻的生命體驗。

评分

這本關於時間與空間的著作,光是書名就讓人忍不住想一探究竟。我一直是個對宇宙奧秘充滿好奇心的人,從學生時代起,那些關於光速不變、時空彎曲的奇特概念,總讓我著迷不已。這本書顯然不只是教科書式的論述,它更像是一部帶著我們穿越歷史長河的冒險故事。我特別欣賞那種把艱澀的物理學理論,用講述歷史故事的方式呈現出來的筆法,這讓原本高冷的相對論變得生動活潑,彷彿愛因斯坦的每一個轉念、每一次推導,都近在眼前。光是想像那個時代的科學家們,如何在實驗室和學術殿堂中激盪出劃時代的火花,就讓人熱血沸騰。這本書的架構想必是精心設計過的,它不只讓我們理解「是什麼」,更讓我們探討「為什麼」會這樣思考,這種對思想脈絡的梳理,遠比單純的知識堆疊來得有價值。

评分

說真的,市面上談論相對論的書籍不少,但要找到一本能真正觸動人心的,還真不容易。很多時候,我們讀完那些理論後,腦中留下的大多是冰冷的公式和難以捉摸的圖像。然而,從這本書的書名風格來看,它似乎更著重於「史話」的敘述,這讓我對其敘事手法抱有極大的期待。我希望它能像偵探小說一樣,層層剝開科學史上的迷霧,讓我們看到那些偉大理論背後,所隱藏的人性掙扎、學術爭議,甚至是時代氛圍的影響。畢竟,科學的發展從來不是一條直線,它充滿了迂迴和誤解。如果這本書能成功地將抽象的物理概念,巧妙地融入那個時代的社會文化背景中,那它就遠遠超出了科普書籍的範疇,而成為了一部深刻的人文觀察錄。

评分

身為一個習慣從生活經驗去理解世界的讀者,我最怕的就是那種過於學術化、充滿術語的文字。這本「時間的形狀」聽起來就帶著一種溫潤的人文氣息,似乎暗示著作者試圖用更貼近常人的語言,來描繪那些改變人類認知邊界的理論。我猜測,作者在撰寫的過程中,一定花費了大量心力去蕪存菁,把那些複雜的數學推導轉化成視覺化的場景,讓我們能「感受」到時空是如何被扭曲、如何被重塑的。這種敘事上的「翻譯」工作,才是真正考驗一位科普作家的功力所在。如果它能讓一個非物理背景的人讀完後,仍能自信地與人討論光錐與引力波的概念,那這本書的成就就不僅僅是知識的傳播,更是一種思維方式的啟發。

相关图书

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 ttbooks.qciss.net All Rights Reserved. 小特书站 版权所有