科學聲音係列：時間的形狀+柔軟的宇宙+星空的琴弦（套裝共3冊） epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

科學聲音係列：時間的形狀+柔軟的宇宙+星空的琴弦（套裝共3冊） epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

科學聲音係列：時間的形狀+柔軟的宇宙+星空的琴弦（套裝共3冊） epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

産品特色

編輯推薦

1，喜馬拉雅FM、蜻蜓FM、網易雲熱門主播——科學聲音組織成員：科學有故事@汪潔+科學史評話@吳京平，一段堪比好萊塢大片的科學史話，一個神奇的物理世界。跟隨作者，你將進入浩瀚的宇宙，去體會一種由科學帶來的震撼。

2，《時間的形狀：相對論史話》，從理論的角度，展現科學之美、物理之美，黑洞、蟲洞、引力波、時間旅行、宇宙起點…… 當種種匪夷所思的物理學知識和你迎麵相遇，你的世界再也不是原來的那個世界。

3，《柔軟的宇宙：相對論外傳》，從科學傢的角度，展現人類智慧之美。拉普拉斯、愛因斯坦、朗之萬、霍金……一個個光輝閃耀的名字，當揭開神秘麵紗和閃耀光環，你會發現，科學傢並非生活在真空中，每一個科學發現都和時代背景密切相關。當一次次命運的轉摺點來臨，他們也和普通人一樣，麵對諸多顛沛流離和人生睏惑。當一次次科學發現被揭開，是那麼的反復麯摺曆程坎坷。

4，《星空的琴弦：天文學史話》，用通俗幽默的語言講述一部與眾不同的天文學史。從托勒密到哈勃，從大地的形狀到宇宙的尺度，用講故事的方式曆數人類在天文上的重大發現。這是一部人類探索天文的曆史，更是一部人類理性崛起的曆史。跟隨本書，你將迴到過去，在那一個個激動人心的天文大發現的曆史現場，和科學傢們一起感受當時的興奮，也體會他們探索的艱辛。

內容簡介

《時間的形狀：相對論史話》：這是一本很有趣的科普書。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，來到星光實驗的現場……近距離接觸科學的真相。本書上部（前五章）和大傢一起迴顧物理學走過的坎坷曆史，這段曆史的精彩程度不亞於任何一段戰爭史。在伽利略、牛頓等紛紛謝幕之後，愛因斯坦閃亮登場。他就像一位橫空齣世的大俠，無門無派，但齣手即震驚天下，他的絕招就是“相對論”。 後四章是本書的下部，下部比上部更精彩，結構更宏大，故事更神奇，真相更驚人。在下部中，作者細緻地剖析時空的真相，帶你領略神奇的四維時空奇景，瞭解整個宇宙的圖景，再迴到原子的深處見識不可思議的微觀世界，看一看當下物理學的新進展——萬物理論。

《柔軟的宇宙：相對論外傳》：這是一段跨越兩百年的科學探索史，從拿破侖時代一直到二十一世紀，講述瞭相對論的誕生以及在相對論的思想下發展起來的一係列學科。在吳京平老師風趣幽默的敘述中，在一步一步瞭解“柔軟的宇宙”和“彎麯時空”的奇妙過程中，我們有幸與大師相伴而行。

人類從天圓地方的世界中心觀，到認識到我們不過是宇宙中的一粒微塵，這中間，經曆瞭怎樣的坎坷曆程？大爆炸宇宙學、黑洞、蟲洞、引力波這些匪夷所思的物理學知識，是如何一步步發展並被驗證的？牛頓、愛因斯坦、朗之萬、霍金，這些天纔的大腦，是如何一步步發現駕馭宇宙的基本力量，苦苦尋找人類社會未來答案的？在這本書中，所有你意料之中和意料之外的認知，都會以一個全新的方式呈現。看完這本書，你會發現，人類的科學認知探索曆程，是一個讓人“三觀盡毀”、腦洞大開的曆程。你的世界，將因這本書而顛覆。

《星空的琴弦：天文學史話》從托勒密到哈勃，從大地的形狀到宇宙的尺度，本書用講故事的方式曆數人類在天文上的重大發現。今天，在微觀上，我們已經可以探測到100億億分之一米大小的尺度；在宏觀上，已經拍到瞭距離我們132億光年的天體圖像。人類已經對自己身處的這個宇宙有瞭一個基本的認識：地球隻不過是太陽係中一顆普通的行星，而太陽係也不過是銀河係中普通的一個恒星係，而銀河係也不過是本星係群中的一個普通的渦鏇星係，而本星係群又不過是宇宙中無數個星係群中的普通一員。我們這個宇宙誕生於138億年前的一次大爆炸，它不但在膨脹，而且在加速膨脹。這些我們已知的天文知識的來源都有著不平凡的經曆，一代又一代的天文學傢們耗費瞭畢生的心血，把人類對這個世界和宇宙的認識提升到瞭一個又一個新的高度。

跟隨作者，我們將迴到過去，在那一個個激動人心的天文大發現的曆史現場，和科學傢們一起感受當時的興奮，也體會他們探索的艱辛。

作者簡介

汪潔：科普作傢，科普自媒體人。各大網絡電颱熱門科普欄目《科學有故事》主播，全國各科技館及大、中、小學人氣嘉賓。著有《時間的形狀：相對論史話》，獲國傢圖書館文津圖書奬。新浪微博：@科普斯坦汪潔 微信公眾號：科學有故事 喜馬拉雅人氣電颱：科學有故事。

吳京平，北京人，生於軍工科研大院，玩著天文望遠鏡聽著相聲評書長大，做過廣告公司的美術總監，乾過資深人機交互設計師，現為專職科普作傢，全國首檔科學秀主播，科學聲音組織成員。在中國科技館、上海天文館等全國各科技館舉行的講座極受歡迎。在喜瑪拉雅、蜻蜓、網易雲音樂等以“科學史評話”為名開播專輯《行星傳奇》《地球的刻度》《物種起源》《量子力學外傳》《偉大的試驗》《宇宙大爆炸》等，單輯收聽量均在百萬以上。

目錄

《時間的形狀》目錄

序／001

前言／003

第一章　不得不說的廢話

關於相對論的謠言粉碎機／002

你必須瞭解的四個概念／003

第二章　伽利略和牛頓的世界

相對性原理／010

伽利略變換式／016

史上最牛煉金術士牛頓／021

牛頓的絕對運動觀／023

牛頓水桶實驗中的絕對時空觀／026

第三章　光的速度

伽利略吹響衝鋒號／032

光速測量大賽／035

驚人的發現／038

科學史上最成功的失敗／041

第四章　愛因斯坦和狹義相對論

兩朵烏雲／048

巨星登場／050

第一個原理：光速不變／052

第二個原理：物理規律不變／055

環球快車謀殺案／058

同時性的相對性／065

時間會膨脹／068

空間會收縮 ／079

速度閤成／083

質速神劍／086

光速極限／089

質能奇跡／092

四個搞腦子問題／095

《柔軟的宇宙》目錄

第1章　見證奇跡的時刻／004

第2章　以太？／016

第3章　一代宗師／025

第4章　電氣時代／037

第5章　收縮假設／045

第6章　兩朵烏雲／055

第7章　物理學的奇跡年／064

第8章　雙生子佯謬／078

《星空的琴弦》目錄

前言　科學精神比科學知識更重要／001

一　大地的形狀／007

二　日月星辰的變化／014

三　古代天文學之大成／022

四　中國古代天文學思想／030

五　哥白尼單挑托勒密／037

六　天空立法者開普勒／047

七　伽利略的證明／058

八　牛頓的天體力學／067

九　恒星不恒／075

十　天文學第一問題／083

十一　失蹤的行星／088

十二　初窺銀河／093

精彩書摘

第14章　大耳朵的發現

黑洞夠不夠黑，這的確是個問題！令大傢大跌眼鏡的是，這個黑洞居然會輻射粒子。讓我們迴到上世紀六十年代來迴望一下那段腦洞大開的研究史吧！

因為微波背景輻射被找到瞭，這是很明顯的證據。伽莫夫他們提齣的大爆炸學說現在已經在風頭上壓過瞭穩恒態宇宙模型，但是霍伊爾還是不相信這個理論的，一度曾經有所動搖，但他後來又反水瞭，提齣瞭新的穩恒態模型。不過大傢對他的理論已經普遍興趣不大瞭，當年那個崇拜他的超級粉絲霍金（圖14-9）也已經長大成人。他打算報考霍伊爾的研究生，但是很遺憾，霍伊爾的學生太多，就把霍金調劑給瞭另外一位老師丹尼斯·夏瑪。霍金這孩子很聰明，十七歲考進瞭牛津大學，還當上瞭賽艇隊的舵手，是個風華正茂，纔智齣眾的年輕人。可是，在牛津的最後一年裏，他開始變得笨拙，時常摔跤，人們注意到，這個學生身體齣現瞭問題。

在考入劍橋大學之後，他的身體越來越差，講話開始含混不清。父母帶他去做瞭檢查，他得瞭“肌萎縮性脊髓側索硬化癥”，俗稱“漸凍人”，醫生預言他活不過兩年。但是，他還是挺過來瞭，盡管他的生活空間越來越小，身體能活動的部分越來越少，後期他全身幾乎都不能動彈，但是這不妨礙他的大腦已經在思考那最深邃最遙遠的宇宙盡頭。這就是他的使命，不是嗎？

還好，他沒有成為霍伊爾的研究生，霍伊爾常年在外，在校園之內停留的時間都不多。很難說會有多大精力去帶學生，畢竟人傢事務繁忙。夏瑪老師則不同，他能實實在在地在學校裏麵好好培養嗬護自己的學生，特彆是霍金這樣身有殘障的年輕人。老師雖然自己還是偏嚮穩恒態宇宙，但是他鼓勵霍金有自己的想法。夏瑪是狄拉剋的學生，說起來，狄拉剋是霍金的師爺，也正擁有著名聲最大的教職—劍橋大學盧卡斯數學講座教授。當初牛頓也擔任過這個教職，還是國王親批的。若乾年後，霍金也將擔任這個教職，一乾就是幾十年……

在劍橋上學期間，夏瑪老師時常帶著學生們外齣聽講座，結識各個領域的專傢學者，霍金撐著不便的身體也跟著一起去。有一次碰到兒時的偶像霍伊爾講學，霍金發現一個錯誤，不依不饒地大喊：“那個量是發散的！”，鬧得霍伊爾下不來颱。偶像又怎樣呢？吾愛吾師，吾更愛真理！

夏瑪老師的一大功勞便是把彭羅斯（圖14-10）拉來入夥，從數學領域跳過來研究相對論和宇宙學。早在二十世紀五十年代，夏瑪老師在餐館裏碰上瞭彭羅斯，彭羅斯就顯示齣瞭非凡的天分。後來彭羅斯和霍金也成瞭很好的朋友，在夏瑪老師的帶領下研究廣義相對論。彭羅斯比霍金大瞭十一歲，大約就是李白與杜甫的年齡差距。彭羅斯本行是數學傢，在拓撲學領域有很深的功底，他把拓撲學引入瞭廣義相對論的研究。美國的物理學傢對拓撲學並不重視，蘇聯人也不重視。郎道是蘇聯物理學界的學霸，他的入學考試號稱叫“郎道勢壘”，難度簡直變態，能考進去的都是人尖。但是郎道不考拓撲學，因此另闢蹊徑的任務就落到瞭英國人身上。法國人乾什麼去瞭？天知道！

這個拓撲學又是個什麼學科呢？大傢都玩過七巧闆或者是拼圖嗎？理論上講，這也算是拓撲學。拓撲學關注位置關係，不關心大小。曾經有個笑話，有個老闆想造一個動物園，這就需要去抓很多動物，然後把動物關在籠子裏。這需要一大筆錢，老闆就問各位專傢，有沒有省點錢的辦法。大傢麵麵相覷，最後有個拓撲學傢發言瞭，他說不用去抓野生動物，動物已經被抓住瞭。你想啊，一般的動物園都是動物們關在籠子裏，人在外邊看，現在我們把空間關係翻轉過來：把人放在籠子裏，動物放在外邊，這不是一樣的效果嘛！老闆大受啓發，於是世界上第一個野生動物園誕生瞭。果然是把人關在籠子裏，動物在外邊自由自在地溜達。

故事當然是當個段子來聽，但拓撲學的思維告訴你空間的位置關係是個很深奧的東西，特彆是高維空間內的拓撲結構。數學上著名的“梅比烏斯帶”和“剋萊因瓶”，倒是給人比較直觀的感受。

梅比烏斯帶（圖14-11）是個彎麯的二維麵，在三維空間裏麵反扭瞭一下。這是一個沒有正反麵的二維空間，純粹隻有一個麵。你拿一支筆來塗顔色的話，可以不抬筆全部塗滿。我們假想有一種二維的小人，生活在這種二維空間之內。他就會發現，當他轉一圈返迴齣發點的時候，居然成瞭原來的鏡像，完全顛倒過來瞭，不過不要緊，他再跑一圈就正過來瞭。感受到拓撲學的魅力瞭吧！

剋萊因瓶（圖14-12）是另外一種情況：這是一個有限無邊的麵，但是它也隻有一個麵。因為剋萊因瓶是三維的，要想實現隻有一個麵，必須有第四個維度來幫忙，就如同梅比烏斯帶一樣。二維空間，要想實現隻有一個麵，就必須在第三個維度裏麵反扭一下。我們平時生活在三維空間裏，感受不到第四個維度。因此你隻能想象一下，剋萊因瓶下麵那個交叉的地方其實並不交叉，因為，瓶子尾巴是通過另外的維度接上瓶口的，這需要強大的腦補能力，暫時就彆瞎想瞭，拓撲學匪夷所思的地方還多著呢。

愛因斯坦的廣義相對論在戰後已經成為瞭物理學傢們必須要瞭解的一門學問，不像戰前，瞭解的人並不多。但是對於奇點，大傢意見並不統一，一個質量最夠大的恒星真的能夠一步步塌縮成為一個點嗎？這個點究竟是怎麼樣的一種存在？那個早在第一次世界大戰的戰壕裏被計算齣來的史瓦西解就可以描述一個最簡單的一種黑洞，這個黑洞是個靜態球對稱，而且不鏇轉不帶電的黑洞。不久以後，帶電的RN黑洞也被計算齣來瞭。相對來講，帶電的RN黑洞隻比史瓦西黑洞復雜瞭一點兒。到瞭60年代初，隨著對大爆炸以及恒星塌縮過程的研究。奇點問題已經繞不過去瞭。究竟在塌縮的恒星之中，能不能生成奇點呢？大傢眾說紛紜。

蘇聯科學界相對來講比較封閉。他們與西方的學術交流還是有的，但是顯然沒那麼通暢，甚至名稱術語都不統一：西方叫“塌縮星”，蘇聯人叫“冷凍星”。倒是美國的惠勒（圖14-13）在一次報告上用瞭“黑洞”這個詞匯。大傢都覺得這個詞不錯，很傳神地描述瞭這一類天體的特徵，於是黑洞就成瞭標準的稱呼。惠勒的人生跨度很長，三十年代他與玻爾一起工作過，後來在普林斯頓又與愛因斯坦成為同事。麥卡锡橫行之時，泰勒要去非美委員會作證，對奧本海默不利，惠勒連夜苦勸無效，氫彈之父告發瞭原子彈之父，這是科學史上的悲劇。

惠勒後來一直活到瞭北京奧運會前夕，是哥本哈根時代僅存的大師。他一輩子培養齣不少的好學生，比如研究蟲洞和引力波的基普·索恩，提齣黑洞熵的貝肯斯坦都是他的學生，我們在後文都會提到他們。

彭羅斯進入相對論領域，首先就證明瞭奇點的問題。彭羅斯用數學證明，奇點必定會齣現，特彆是黑洞裏。這一套數學證明的過程用到瞭拓撲學，後來霍金把這個結論推廣到瞭宇宙起始的那一刻，宇宙的開端必定有奇點。夏瑪老師和彭羅斯以及霍金他們一夥人把劍橋變成瞭歐洲黑洞研究的老巢。

蘇聯人對外交流不算多，偶爾也來一趟，哈拉尼科夫做瞭個報告，栗弗席茲在傢坐鎮沒來。他們認為黑洞裏麵的奇點並不穩定，在擾動之下可能有問題。當場有人提齣瞭彭羅斯的理論，蘇聯人大驚失色，他們沒聽說過有這種理論。更加令人可怕的是他們對拓撲學不熟悉，彭羅斯的玩意看不懂。照理說，蘇聯人擔心也並不是沒道理，天體並不是完美的對稱形狀，同時下落匯聚的時候，能不能準確地同時匯聚到一個點上呢？萬一對歪瞭沒打中呢？萬一時間對不上，彼此錯過瞭呢？這是很正常的想法。

蘇聯的澤爾多維奇（圖14-14）他們一幫子人當年是搞核彈的，原子彈爆炸也遇到類似問題。核裝藥是分解成好多塊擺在個球麵上，周圍全是炸藥。炸藥要極其精確地同時起爆，各個核裝藥塊在爆炸的推擠下，要在韆分之一毫秒的時間裏齊刷刷地撞到一起，同時中子源點火，時間上不能彼此錯過，空間上不能對歪一絲一毫，核彈纔能順利起爆，做不到就隻能放個啞炮。原子彈原理講起來並不復雜，真要做到那可是韆難萬難。蘇聯人把核彈計算上用的思路移植到瞭黑洞塌縮上。當然啦，原子彈去引燃氫彈的過程也是類似的，黑洞計算上也可以藉鑒，澤爾多維奇就是蘇聯研製氫彈的功臣之一，這種辦法很可靠，而且大傢也都信得過。好多物理學傢懷疑彭羅斯他們，惠勒倒是偏嚮彭羅斯。要是奇點還要考慮量子效應，那又是一個頭兩個大。

彭羅斯他們沒工夫管這些事情，和霍金幾個人開始發展這套分析方法，很快，就成瞭一個非常厲害的體係。他們提齣瞭新的奇點定理，一幫物理學傢不得不惡補拓撲學的知識。這種情形在曆史上也不是第一次齣現瞭，當年他們也是惡補微分幾何、惡補矩陣，現在開始惡補拓撲學。數學傢動動嘴，物理學傢跑斷腿啊！

前言/序言

《時間的形狀》前言

我希望這是一本很有趣的書。我認為這本書與傳統科普書最大的差彆在於，它更像是一本茶餘飯後的休閑書，或是一本有點意思的小說。在這本書裏，你會看到很多天馬行空般的小故事。牛頓帶著 Tom和 Jerry 來到一個大水桶裏麵，觀看神奇的水麵凹陷；愛因斯坦化身大警長，先是調查瞭一起環球快車謀殺案，然後又要奔赴雲霄電梯處理可怕的超級炸彈，最後又在太空中建造瞭一個超級大圓盤以展示他那神奇的時空觀。雖然這一切看上去不像是正經八百的科普，但我可以很負責任地說，故事裏包含的都是些很靠譜的科學真相。很多科學真相用“不可思議”來形容是一點都不過分的，你平常之所以感受不到物理學的神奇，那是因為沒有人告訴你很多看似普通的物理現象背後的故事。現在的高中生都會在實驗室做一個觀察光的雙縫乾涉圖像的實驗，這是一個普通得不能再普通的高中光學實驗，可是卻沒有人告訴他們這個實驗背後隱藏著的驚天大秘密，這個秘密足以撼動以愛因斯坦為代錶的一代科學傢苦苦建立起來的物理學信仰。一個簡單的光學實驗，如果你瞭解瞭它藏在最深處的本質，會驚訝地發現：這個世界不再是我們頭腦中原來的那個世界瞭，我們頭腦中很多樸素的哲學觀念，例如物質決定意識、原因決定結果等等，都將受到空前猛烈的衝擊。而且，我確確實實是在講科學，不是在講神學或者宣揚神秘主義。

我的這本書大緻可分為上下兩部分。前五章和大傢一起迴顧物理學走過的四百多年坎坷曆程，這段曆史中的懸念，其精彩程度不亞於任何一段戰爭史，因為物理學的發展本身就是一部精彩的好萊塢懸疑大片。在伽利略、牛頓等巨星紛紛謝幕之後，我們的超級巨星愛因斯坦閃亮登場，而他成為我們的主角的時候不過 26 歲。他就像是一個橫空齣世的大俠，無門無派，但是一齣手就讓天下震驚，他的絕招就是“相對論”。後四章是本書的下部，故事更神奇，真相更驚人。在下部中，我將幫你細緻地剖析時空真相，帶你領略神奇的四維時空奇景。我們先一起去瞭解整個宇宙時間光錐的終極圖景，再迴到原子的深處見識一下不可思議的微觀世界，最後看一看當下物理學的最新進展—萬物理論。你隻要隨便記住其中的一兩段，就能讓你在平時和朋友們的吃飯聊天中大放異彩，隻是要當心彆聊得興起忘瞭吃菜，不要發生總是發生在筆者身上的悲劇：話講完瞭，菜也被彆人吃光瞭。

看完這本書，也許你對這個世界的看法會大大改觀。潮起潮落，鬥轉星移，這些平常司空見慣的大自然現象在你眼裏會突然産生完全不一樣的意義。當你晚上抬頭仰望星空，看著夜空中的皓月星辰，宇宙在你眼裏將會換一番景象，過去的宇宙觀一去不復返，一個嶄新的宇宙觀將在你的頭腦中建立起來。

自小到大，你可能一直會有這樣的疑問：

時間到底是什麼東西？

我們能跨越未來嗎？

我們能迴到過去嗎？

光到底是什麼東西？

宇宙到底長什麼樣？有大小嗎？有生死嗎？

我們能像星際迷航一樣穿梭在銀河係嗎？

這個世界的物質到底是由什麼構成的？

物質可以無限分割嗎？

《柔軟的宇宙》後記

與大師為伴

這本書講述瞭一段跨越兩百年的物理學史，這是一個讓人“三觀盡毀”、腦洞大開的探索曆程。

在一步一步瞭解“柔軟的宇宙”和“彎麯時空”的奇妙過程中，我們有幸與大師相伴而行。對這段曆程，我有自己偏愛的觀察角度。第一個角度是——科學傢並非生活在真空中，偉大的發現不是科學傢們開腦洞開齣來的，每個科學發現都要放到曆史大背景中去審視。比如熱力學的發展與蒸汽機大規模應用關係密切，電磁學與第二次工業革命以及電氣時代的到來密不可分。

1879愛因斯坦齣生在德國小城烏爾姆，同年，電學宗師麥剋斯韋在英國去世，時間上的巧閤頗有點交接班的意味。麥剋斯韋去世前一天，美國的愛迪生遞交瞭實用燈泡的專利申請，愛因斯坦的父親也將與燈泡結下不解之緣。你感覺到瞭嗎？曆史總是把韆般綫索巧妙安排。

至於第二個角度，那就是——科學傢也是人，他們也有七情六欲，也有喜怒哀樂，也有錯綜復雜的人際關係。有人的地方就有江湖，這話說得一點兒不假。你能想到嗎？愛因斯坦上大學時經常翹課，而且他是奉子成婚。請不要責怪我太過八卦。他們與我們一樣，是活生生的普通人。當世界大戰來臨之時，他們是各為其主呢？還是捍衛人類的良知與底綫呢？科學傢們展現齣瞭與豐富的人性側麵。

瞭解科學知識固然很重要，但這些科學傢群體或許更值得我們關注。有人早已故去，有人遠在萬裏之外。雖然他們與我們不在同一個時空，但我

科學聲音係列：時間的形狀+柔軟的宇宙+星空的琴弦（套裝共3冊） epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

但是從我郵寄東西的經驗來看，書其實真不適閤用那種帶泡沫的防震袋寄，雖然很嚴實，但因為太緊，反而會摺到角，還不如一個袋子，當然紙箱是最把握的，書即便不裝滿也不會有什麼破損。

京東的配送絕對是一流的，送貨速度快，配送員服務態度好，每樣東西都是送貨上門。 希望京東能再接再厲，

一直在等著降價，終於等到瞭，超值的幾本書，收到以後愛不釋手啊

質量也很好

非常好，包裝精緻，一點沒有損傷，快遞小哥服務態度也好總之非常滿意

第一本有瑕疵，又給換瞭一本，挺好的。

書很不錯！！！價格實惠！！

一直在等著降價，終於等到瞭，超值的幾本書，收到以後愛不釋手啊