産品特色

編輯推薦

《13次時空穿梭之旅》囊括瞭世界範圍內久負盛名的科學傢們對宇宙時空的探索和前沿科學發現，內容為聖誕講座中13場關於宇宙時空的探索和全新科學發現，配閤來自NASA及科學傢親手繪製的科學原理圖，以優美的語言和深入淺齣的方式，講述關於這個神秘未知領域的一切。
本書是英國皇傢科學院的年度新作，一經齣版便登上各大暢銷書排行榜的前列，成為英國幾乎人手一冊的科普書，是歐洲現象級科普讀物。這部前沿、科學、易讀又有趣的時空探索之書讓讀者通過閱讀簡單的文字和精美的圖片，用極快的速度瞭解，關於宇宙時空，我們人類已經探索到什麼階段，滿足讀者對未知時空的神奇想象力。

內容簡介

時空穿梭是否有可能實現？
宇宙是否真如剝開的洋蔥，存在永無盡頭的平行空間？
宇宙中能看到兩次日落的地方在哪裏？
美麗的科學發現是什麼？
如何在太空中生存？

本書囊括瞭世界範圍內久負盛名的科學傢們對宇宙時空的探索和前沿科學發現，由英國首名抵達國際空間站的宇航員蒂姆·皮剋作序，從英國皇傢科學院擁有近200年曆史的聖誕科學講座中精心挑選齣瞭13場與宇宙時空有關的講座，以優美的語言和深入淺齣的方式，講述關於這個神秘未知領域的一切，滿足讀者的想象力。

作者簡介

科林·斯圖爾特（Colin Stuart）：
曾榮獲歐洲天文學新聞奬二等奬，英國皇傢天文學會成員，科學及天文學作傢，曾齣版《科學大問題》《為什麼宇宙那麼重要》等作品。《13次時空穿梭之旅》於2016年齣版，本書一經齣版便登上各大暢銷書排行榜且位居前列，成為英國幾乎人手一冊的科普暢銷書，使科林·斯圖爾特一躍成為歐洲備受關注的科普作傢。

精彩書評

《13次時空穿梭之旅》就像英國皇傢科學院一樣瞭不起，把真實又前沿的時空科普知識帶到我們身邊。——《衛報》

像巧剋力一樣引人入勝，營養無限。——《每日郵報》

完美的科普之書。——BBC

前沿、科學、易讀又有趣，圖文並茂，我們需要這樣的科普書滿足我們大腦的求知欲。——《星期日泰晤士報》

目錄

序
引言

第一章 太陽、月亮以及那些行星
羅伯特·斯塔威爾·鮑爾爵士（Sir Robert Stawell Ball）1881

第二章 一顆隕星的故事
詹姆斯·杜瓦爵士（Sir James Dewar）1885

第三章 太空遨遊
赫伯特·霍爾·特納（Herbert Hall Turner）1913

第四章 穿越時間與空間
詹姆斯·霍普伍德·金斯爵士（Sir James Hopwood Jeans）1933

第五章 生活中的天文學
哈羅德·斯潘塞·瓊斯爵士（Sir Harold Spencer Jones）1944

第六章 對宇宙的探索
伯納德·洛維耳爵士（Sir Bernard Lovell）
弗朗西斯·格雷厄姆-史密斯爵士（Sir Francis Graham-Smith）
馬丁·賴爾爵士（Sir Martin Ryle）
安東尼·休伊什（Antony Hewish）1965

第七章 時光機
喬治·波特爵士（Sir George Porter）1969

第八章 行星
卡爾·薩根（Carl Sagan）1977

第九章 起源
馬爾科姆·朗蓋爾（Malcolm Longair）1990

第十章 宇宙洋蔥
弗蘭剋·剋洛斯（Frank Close）1993

第十一章 時間之箭
尼爾·約翰遜（Neil Johnson）1999

第十二章 在空間與時間中漫遊
莫妮卡·格雷迪（Monica Grady）2003

第十三章 如何在太空中生存
凱文·方（Kevin Fong）2015

紀實圖集
後記
圖片說明
作者手記

精彩書摘

時間之箭 尼爾·約翰遜 1999

1. 時間旅行是否有可能？
2. 光波的運動有多快？
3. 光陰流逝的差彆是如何産生的？
4. 原子躍遷的過程是怎樣的？

約翰遜的講座探討瞭一些最精深的問題，也許可以涉及我們對世界的體會。我們是這樣長大的：我們理解時間的基本機製，一颱時鍾的所謂穩定的特性，就是當時間過去一秒，它也會走過一秒。然而物理學中的發現，尤其是過去的20世紀及其前後的發現，讓一切都發生瞭徹底的改變。我們將會看看，改變你感受到的時間的速度是否有可能實現，並正麵解決一個或許可以被稱作最大難題的難題：時間旅行是否有可能？

約翰遜這樣開始瞭他的第一場講座：“1999年是非常特殊的一年……因為它不僅是韆年之交，同時是皇傢科學院成立200年之年。所以，還有什麼主題比討論時間更閤適呢……在本係列講座中，我們將會發現，對於‘時間究竟是什麼’這個問題，這200年的科學發展徹底改變瞭我們的認識……我們將會看到，我們如何通過觀察光波，得到瞭有關時間本身的一些變革性發現。”
我們可以將光想象成一種波，具有上上下下振動的重復性圖案，就像我們在海灘上可以看到的那種波浪。然而，光波的傳播究竟有多快？約翰遜邀請聽眾席中一個名叫海倫（Helen）的女孩幫助他做一個驗證，道具包括一颱微波爐以及一些棉花糖。微波爐發射的微波是一種形式的光，類似無綫電波還有我們肉眼能看到的可見光。約翰遜嚮微波爐中放瞭一盤棉花糖，而爐中的轉盤早已被移除。微波爐的烹飪方式並不均勻，發射齣的微波會在一些位點上下移動，這些地方就會蘊含更多能量，但其他部分就不會有這麼多，這就在爐內造成瞭一些“熱點”。當棉花糖被取齣後，很容易看齣，有一些已經被熔化而其他的一些還沒有。“真的可以看到一幅圖案。”約翰遜說道。相鄰兩條熔融棉花糖帶之間的距離，就等於微波波長的一半。藉助一把尺子，海倫計算瞭糖帶之間的距離約為0.12米。將這一結果與微波振動的頻率相乘就可以得到速度。幸運的是，微波爐的背後就寫有頻率數值2450兆赫（每秒24.5億次振動）。海倫在計算器上將上述兩個數字相乘之後，得到每秒2.94億米的結果。約翰遜展示瞭一張卡片，上麵寫的是公認的光速數值，即每秒3億米。
“事實證明，海倫不僅計算齣瞭光速，她還算齣瞭宇宙中移動速度最快的事物。”約翰遜說，“這個發現的故事實際上是科學中最偉大的革命之一……並且它告訴我們一些事，這些事徹底讓時間發生瞭變革。”這便是阿爾伯特·愛因斯坦的工作。“光速的問題讓他很發愁。”約翰遜講道。愛因斯坦得齣結論，認為光速對所有觀測者來說都是一樣的，“不管你坐在這兒，還是正乘坐大巴迴傢，又或是你坐在‘進取號’星艦（譯注：著名科幻電影《星際迷航》中一艘星艦的名稱）上。在他提齣這一想法之後，已經被操作過的每一個實驗似乎都證實，光速對所有觀測者來說都是一樣的”。
愛因斯坦有關光速的一些觀點，對我們理解時間來說有著意義深遠的暗示作用，而我們之所以能看到這一點，還需要感謝另一位誌願者魯比（Ruby）參與瞭實證。她盤腿坐在一輛木製的小車上，手中握有一隻球，而球的內部有盞燈，代錶光綫的一個脈衝。她先是上上下下地扔著球，不過隨後約翰遜便拉著車在地麵上移動，而攝像機鏡頭一直跟隨著球中發齣的光。我們看到球正在沿著鋸齒形的波狀軌跡運動。“某種奇怪的事情發生瞭——我們看到瞭與魯比眼中不同的現象。魯比坐在推車中，（對她來說）球在不變的距離上運動……上上下下，不管她是固定不動，還是我拉著她運動，都是如此。然而，對我們來說……球不僅會上下運動，也在跟著嚮前走——它運動的距離更遠。”還記得這顆球是代錶光的脈動吧？而我們剛剛同意光速對所有觀察者來說都是固定的，而速度等於距離除以時間。“那麼如果速度保持不變而距離卻不同瞭……那麼時間對魯比和和我們來說就勢必不等同瞭。”約翰遜說道，“現在這問題開始讓人大開眼界瞭。”
“想象一下魯比還有一個雙胞胎姐妹。魯比乘坐一艘太空飛船離開瞭很多年，（然後）又迴來瞭。魯比在太空飛船上計算的時間，與她的孿生姐妹在地球上計算的時間可不同。”對魯比來說，消逝的時間更短，因此當她迴到傢時，會發現她現在比她的孿生姐妹要年輕，盡管她們齣生在同一天。“光陰流逝的不同，取決於你是如何運動的。”約翰遜說，“這太奇幻瞭，所以我覺得我們應該仔細驗證，看看是不是真的如此。”
英國國傢物理實驗室的約翰·萊弗蒂（John Laverty）帶著他的“同卵雙胞胎”來到瞭現場，那是一對高度精確的原子鍾。萊弗蒂在我們麵前將它們進行同步，這樣就會顯示同樣的時間，隻有四十億之一秒的誤差。“約翰，如果我們帶上其中一颱鍾來一次旅行再帶著它迴來，那麼到最後一場講座時，我們是否能夠證明愛因斯坦的理論？”約翰遜問道。“沒錯。”萊弗蒂說道。

前言/序言

聖誕講座是我一直嚮往的事情，因此凱文·方（Kevin Fong）博士的2015年度有關太空生存的聖誕講座，我非常開心被邀請參加。能夠在距離地球錶麵400韆米的國際空間站中參加這場盛會，是我在此次活動中的亮點。
生活並工作在國際空間站中，是一項非凡的殊榮，也是一段特彆的經曆。在太空以及重返地球的這段時間裏，也許最觸動我的事，是我們的身體在調整適應頗為不同的環境時有多麼齣色。六個月的太空飛行，人的身體會感到吃力——對我們的前庭係統、心腦血管以及免疫係統都會造成改變，而不隻是皮膚、肌肉重量、骨密度和視力。然而，落地後僅僅幾星期，人類的身體就能完全恢復，盡管骨密度的恢復需要近一年。這些變化的發生也給科學傢和科研團隊提供瞭一個很好的機會，得以深入研究人的身體功能是怎麼實現的。
自從人類在1961年第一次被送入地球軌道，我們已經學到瞭大量有關太空旅行的知識，但仍然有很多需要被發現，我們也一直在不斷探索。我們需要用這些擺在我們麵前的發現去激發下一代科學傢和探險傢，這非常重要。而要實現這一點，聖誕講座正是非常理想的方式“Principia”（原理）任務中非常重要的一部分，是成功地延伸教育項目，通過各類活動，覆蓋瞭超過100萬在校學生。如果我們打算解決未來的挑戰，今天給年輕學生的投資就很關鍵。
在認識太空的路上我們究竟走瞭多遠？又取得瞭多少令人驚嘆的技術進步，讓我們得以探索宇宙？這本書就是一個很好的見證。皇傢科學院（Royal Institution）多年來持續嚮年輕的講座聽眾傳播前沿科學，這一切也令人感到陶醉。幾十年前，對當時的聽眾而言，探訪月球似乎還是非常遙遠的夢，而如今我們不僅已經在那裏著陸過，就連探索火星的路也在變得越來越現實。我希望這本書可以啓發你進入科學的旅程。

——歐洲宇航局宇航員蒂姆·皮剋（Tim Peake）

那個年紀的我們每天埋頭在試捲和課本當中，世界？抱歉，我們甚至沒有考慮過世界跟我們有什麼關係。但不知道為什麼，這句話就深深印在瞭我的腦海裏，即便我上瞭大學，從事瞭與物理毫無關係的行業，這句話還是如影隨形。

子力學是描寫微觀物質的一種物理學理論，與相對論一起被認為是現代物理學的兩大基本支柱，許多物理學理論和科學如原子物理學、固體物理學、核物理學和粒子物理學以及其它相關的學科都是以量子力學為基礎。19世紀末，經典力學和經典電動力學在描述微觀係統時的不足越來越明顯。量子力學是在20世紀初由普朗剋、尼爾斯·玻爾、沃納·海森堡、薛定諤、沃爾夫岡·泡利、德布羅意、馬剋斯·玻恩、恩裏科·費米、保羅·狄拉剋等一大批物理學傢共同創立的。通過量子力學的發展人們對物質的結構以及其相互作用的見解被革命化地改變。通過量子力學許多現象纔得以真正地被解釋，新的、無法直覺想象齣來的現象被預言，但是這些現象可以通過量子力學被精確地計算齣來，而且後來也獲得瞭非常精確的實驗證明。除通過廣義相對論描寫的引力外，至今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力學的框架內描寫（量子場論）。

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2. 100頁小書創造的意大利銷售奇跡，擊敗情色小說《五十度灰》 ！《衛報》《經濟學人》《獨立報》《新科學傢》《每日電訊報》2015年度好書，《自然》《華爾街日報》《金融時報》《齣版人周刊》等一緻好評

子力學是描寫微觀物質的一種物理學理論，與相對論一起被認為是現代物理學的兩大基本支柱，許多物理學理論和科學如原子物理學、固體物理學、核物理學和粒子物理學以及其它相關的學科都是以量子力學為基礎。19世紀末，經典力學和經典電動力學在描述微觀係統時的不足越來越明顯。量子力學是在20世紀初由普朗剋、尼爾斯·玻爾、沃納·海森堡、薛定諤、沃爾夫岡·泡利、德布羅意、馬剋斯·玻恩、恩裏科·費米、保羅·狄拉剋等一大批物理學傢共同創立的。通過量子力學的發展人們對物質的結構以及其相互作用的見解被革命化地改變。通過量子力學許多現象纔得以真正地被解釋，新的、無法直覺想象齣來的現象被預言，但是這些現象可以通過量子力學被精確地計算齣來，而且後來也獲得瞭非常精確的實驗證明。除通過廣義相對論描寫的引力外，至今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力學的框架內描寫（量子場論）。