时间的形状-相对论史话(升级版)彩图 汪洁 科普读物 物理相对论星际穿越时空 科幻小说相对论的意义 epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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编辑推荐

1，第八届国家图书馆文津奖获奖图书；

2，喜马拉雅、蜻蜓、网易等电台热门主播汪洁，历经五年全新修订，彩图升级。

3，一本人人都能读懂的相对论，用轻松幽默的语言讲解深奥的科学道理；趣味性兼具 与《上帝掷骰子吗？》并称国内科普两大经典

4，这不单单是一部科普读物，更是一段堪比好莱坞大片的科学史话。跟随作者，你将进入浩瀚的宇宙，去体会一种由科学带来的震撼。

内容简介

一直以来，你一定会有这样的疑问：

永恒流淌的时间，是真的摸不着看不见，还是有形状和终点？

我们所处的空间，是三维四维还是五维？

我们能不能踏上时光机，任意穿越时空回到过去和未来？

这些，都将在本书中找到答案。

跟随作者，你可以进入爱因斯坦的梦境，坐在牛顿老师的课堂，来到星光实验的现场……近距离接触科学的真相。你将轻松了解一个你以为深奥得无法捉摸的理论，你将进入一个你以为奇妙得永远理解不了的世界。

本书上部和大家一起回顾物理学走过的坎坷历史，这段历史的精彩程度不亚于任何一段战争史。在伽利略、牛顿等纷纷谢幕之后，爱因斯坦闪亮登场。他就像一位横空出世的大侠，无门无派，但出手即震惊天下，他的绝招就是“相对论”。

书的下部比上部还要精彩，结构宏大，故事神奇，真相惊人。在下部，作者细致地剖析时空真相，带你领略神奇的四维时空奇境，了解整个宇宙的图景，再回到原子的深处见识不可思议的微观世界，然后看一看当下物理学的新进展——万物理论。

一本人人都能读懂的相对论，用通俗幽默的语言讲解深奥的科学道理。这不是一本书，这是一个新的宇宙观。

作者简介

汪洁，科普作家。同时兼任中科院上海天文台“天之文系列科普讲坛” 讲者，上海天文博物馆首席志愿者讲解员，浙江省科技馆“科学脱口秀”讲者，“万有青年大烩”讲者、“科学声音”组织成员，喜马拉雅、蜻蜓、网易等电台热门主播。

精彩书评

网友评论：

很久没有这么废寝忘食地想把一本书读完了，比看小说还给力，关键是还有震撼的感觉。的确如作者所言，文科生写的科普才能明白文科生会问出什么样的问题，唉，相比之下，后现代什么的真是弱爆了！！！

——豆瓣网友 

每一章都让我有一种读完以后觉得，物理和数学放在一起太美了。里面讲了许多我思考很久搞不清的问题，思维试验讲的简单又玄妙。后还是要说一次，数学太美了，物理太美了。大赞此书，虽然我读的非常慢非常累，读死了好多脑细胞，但是真的太好看了！

——豆瓣网友 13@甜梦里

所谓科普，就是普及科学。所有对这个世界稍微有点好奇心又非专业研究物理的人都应该读一读，从伽利略到牛顿再到爱因斯坦以及霍金，历史上每一段我们深信不疑的事实就这样一次又一次被颠覆，而这些颠覆又如此伟大，不曾仰望星空然后低头思索过，无法感受到这种震撼。

——豆瓣网友 小愚先声

好看！！给科技小白带来脑内大革命！完全看兴奋看激动看高潮了好嘛？！

——豆瓣网友 

其实是从去年秋天就开始看了一点，当时不知咋回事就放下了。因刚看完《量子物理史话》，前天傍晚坐车回山东，就自然想起这本书。用Kindle看的，下午五点开始，然后就根本停不下来了好吗，重度吸引。语言上有一点点《上帝掷骰子吗》的痕迹，但没那么夸张，很流畅，更偏重阐述狭义相对论和广义相对论，史话的成分并不明显，这是我很喜欢的一点。里面好多公式推导，喜欢，除了中间喝了点酒，一直到凌晨三点就根本没休息没沾卧铺的边，一直看一直看，精彩极了，睡了三个小时，一睁眼就迫不及待打开一直看完。阐述的真的就是严肃的科学啊，阅读起来就完全把所谓的“科普”二字忘掉了。尤其是狭义相对论和引力场两个高亮段落，完全被那几页光子图示和长篇公式推导完全迷住了，在凌晨三点的卧铺车厢研究了二十多分钟，彻底弄懂的感觉酣畅淋漓，好开心。

——豆瓣网友 oungKingdom

目录

序／001

前言／003

一章　不得不说的废话

关于相对论的谣言粉碎机／002

你必须了解的四个概念／003

第二章　伽利略和牛顿的世界

相对性原理／010

伽利略变换式／016

史上牛炼金术士牛顿／021

牛顿的绝对运动观／023

牛顿水桶实验中的绝对时空观／026

第三章　光的速度

伽利略吹响冲锋号／032

光速测量大赛／035

惊人的发现／038

科学史上成功的失败／041

第四章　爱因斯坦和狭义相对论

两朵乌云／048

登场／050

一个原理：光速不变／052

第二个原理：物理规律不变／055

环球快车谋杀案／058

同时性的相对性／065

时间会膨胀／068

空间会收缩 ／079

速度合成／083

质速神剑／086

光速极限／089

质能奇迹／092

四个搞脑子问题／095

第五章　广义相对论的宇宙

爱因斯坦的不满／100

生死重量／103

等效原理／110

太空大圆盘／114

时空弯曲／121

引力的本质／125

水星轨道之谜／131

星光实验／133

没见过这么黑的洞／137

从黑洞到虫洞／143

压轴大戏／145

第六章　时空那点事

时空中的运动／152

四维时空／157

时间旅行／158

星际殖民／167

星际贸易／173

第七章　再谈四维时空

宇宙时空的图景／178

神奇的四维／189

第八章　上帝的判决

上帝玩不玩骰子？／200

美剧《生活大爆炸》／201

要命的双缝／202

玻尔的上帝／208

EPR实验／214

宇宙大法官／216

上帝的判决／219

万物理论／223

第九章　宇宙是一首交响乐

万物皆空唯有音乐／226

击碎原子／228

宇宙中的四种“力”／235

超弦理论／237

伟大的设计／240

精彩书摘

时间旅行

让我们先从让你感到激动的时间旅行开始说起吧。

现在这年头，穿越类的小说真多，俨然都成了各大文学网站和影视剧的一个大类，各种各样的穿越手法真是五花八门，令人眼花缭乱，不过那种月光宝盒式的无厘头穿越不在我们今天讨论范围之列。偶尔你也会看到一些对穿越行为的“科学原理”的描述，其中多的是说“根据相对论，只要速度能超过光速，我们就可以回到过去” 。各位，以后凡是看到这种利用超光速穿越的小说，可以立即定义为“科盲幻想小说”，简称“盲想小说”。这种“根据相对论，超光速就能穿越”的科学原理简直自相矛盾得一塌糊涂。相对论的一个基本的原理就是光速是任何运动的速度极限，是不可能被超过的，而一旦允许超光速运动，那么相对论本身就被推翻了，又何谈“根据相对论”呢？这是一个显而易见的自相矛盾，那么多的“盲想小说家”把这个奉为至宝——但凡穿越，必超光速，实在是让我异常惊讶。我一个朴素的愿望是芸芸穿越小说家们能随手翻翻我这本书，就是编也要编得靠谱一点。

那我们来了解一下真正的物理学家研究的时间旅行到底有一些什么样的科学原理和依据吧。

时间旅行是广义相对论研究的课题，目前全世界确实有很多严谨的科学家在探讨这方面的可能性。根据广义相对论，引力会使时空弯曲，引力越强，则时空的弯曲程度越大。也就是说，根据广义相对论的这个原理，我们会发现时空不是平坦的，时空是有形状的。我知道我这么说还是让你感到不太容易明白，那么我就来打一些粗糙的比喻来帮助你理解。我们首先把时空想象成一张纸，我们在时空里面运动，就好似沿着纸面运动，但是请注意一点，如果这张“时空纸”延伸的方向表示时间这个维度的话，那么我们只能朝着一个方向运动，因为时间维是只能朝一个方向运动的，这是时间维的物理性状。

但是请千万注意一点，在爱因斯坦的时空观里，这张纸是不平坦的，有起伏，有褶皱，我们在“时空纸”上的运动就像在崎岖不平的山路上走路一样，是高高低低的。

现在假设我们在一个平坦的时空中，上午8:00点出发，从时空的一头运动到另外一头，到达终点的时候，刚好是上午9:00点。（注意，前面我们已经说过，任何物体在时空中运动的速度都是光速，所以，在这个比喻里面，你就不要再问我们的运动速度是多少这样的傻问题了）。现在再假设我们经过的这段时空被某种力量弯曲了，那么我们达到终点的时候，会变成上午8:30；如果弯曲的更厉害一点，我们就会在8:10分到达终点。

现在是重点来了，如果时空这张纸被弯曲了成一个莫比乌斯带的形状，头尾相连了起来，你就有可能在7:50达到终点。也就是说你沿着弯曲的时空走了一圈回来以后，发现到达的时间比你出发的时间竟然还早。这意味着你回到了过去。

因此，在广义相对论中，时间旅行的科学原理是通过一个时空的圈环来回到过去，这个时空圈环在《时间简史》这本书中被霍金称为“类时闭合曲线”（有点拗口，我更喜欢我翻译的“时空圈环”）。爱因斯坦的狭义相对论是不允许时间旅行的，等到广义相对论刚刚诞生的时候，爱因斯坦也不认为时空能弯曲成一个圈环。直到1949年，他的好朋友——大数学家哥德尔（Godel， 1906-1978）在广义相对论方程中发现了一个解，这个解居然允许宇宙中这种时空圈环存在。爱因斯坦当时就震惊了，但随后他就自己意识到这个时空圈环正是自己和助手罗森一起发现的“虫洞”的某种特性（还记得我们在第五章后讲到的爱因斯坦—罗森桥吗）。

所以，靠谱一点的时空穿梭原理一般都要借助虫洞来完成，以后看穿越小说记得先翻翻有没有提到爱因斯坦罗森桥或者虫洞什么的。

非常抱歉，前面出现了一个让你莫名其妙的名词——莫比乌斯带。不是我故意不解释，而是这个东西实在是太迷人了，我非得另起一段单独讲讲才觉得过瘾呢。莫比乌斯带，也经常被叫做魔比斯环，或者梅比乌斯带、麦比乌斯带等等，都是翻译带来的麻烦，英文名称是Mobius Strip。这是诸多科幻小说、科幻电影经常出现的一个神奇事物，它往往象征着时空穿梭。以它的发现者莫比乌斯命名，到现在也快有两百年了。

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