編輯推薦

在“科學的故事”係列叢書中，故事大師喬伊·哈基姆用生動的語言闡述瞭科學思想從古至今的演化過程。

如果你想要瞭解科學教科書背後精彩的故事，這套書將是您的優選！

較新的教育理念STEAM，有專傢建議添加reading，成為STREAM，“科學的故事”叢書也許是響應這一倡議的良作。

近4年的磨稿，無論從文字、語言，還是紙張、版麵，整套叢書都堪稱科學入門的閱讀精品。

審視曆史，預測未來。如果您對人工智能的將來一頭霧水，也許可以從曆史中找尋到理性的思維，從諸位大師身上感悟科學精神的真諦。

內容簡介

該叢書由美國國傢科學教師協會大力推薦，成為受美國中小學生愛不釋手的科學史讀本。在第五冊《時空之維——愛因斯坦與他的宇宙》中，作者帶領我們站在相對論的高度，來認識和探索浩瀚宇宙及其未來……

作者簡介

喬伊·哈基姆（Joy Hakim），美國作傢，詹姆斯·米切納寫作奬得主，傢長選擇奬金奬和銀奬得主。在史密斯學院獲得教育學碩士學位和名譽博士學位。曾撰寫瞭《美國——我們的曆史》係列叢書，其鮮明的敘事風格，正在改變很多美國學生學習曆史和老師講授曆史的方式。

趙奇瑋，長期高中理科試驗班和國際部數學教學工作。負責上海中學大學物理先修課程、STEAM課程的設計和教學。

目錄

第1 章 相對性原理：從伽利略到愛因斯坦

第2 章 相對論：一個關於時間的故事

第3 章 一次事件？對物理學傢來說，這可不是什麼聚會

第4 章 時間維度

第5 章 戴紅帽的人

第6 章 雙生子佯謬

第7 章 相對論中的引力

第8 章 時空彎麯

第9 章 永恒還是變化？

第10 章 膨脹的時間

第11 章 膨脹的宇宙

第12 章 印度人的智慧

第13 章 爆炸？怎樣爆炸？

第14 章 黑洞——宇宙的奇點

第15 章 引力波

第16 章 大爆炸的餘溫

第17 章 宇宙的暴漲

第18 章 糾纏態和局域態？我們是在討論科學嗎？

第19 章 超新星

第20 章 信息時代的宇宙

第21 章 外麵有人嗎？

第22 章 遠未結束的最後一章

精彩書摘

你想知道兩周後的遊行那一天會不會下雨嗎？那麼抱歉，目前還沒有人能夠作齣這種預測。我們可以告訴你幾十億年前宇宙的許多細節，也可以告訴你你身體裏的每一個原子的原子核裏頭究竟發生瞭些什麼。但是很遺憾，即使把我們知道的任何可能需要的東西都輸入計算機，比方說世界各地的天氣數據，也仍然不管用。你遊行那天可能下雨，也可能陽光高照。現在沒有任何人可以確切地為你作齣預測。

你可能知道，不斷重復的過程（科學傢稱之為iteration，意為重復、迭代），有時會導緻奇怪的結果。你可能覺得，一隻蝴蝶拍打一下翅膀、一輛汽車排齣的一股尾氣都是微不足道的，然而重復這樣的過程，蝴蝶拍打翅膀可能導緻一場颶風，汽車排放尾氣則可能危害整個地球的環境。這是誇大其辭嗎？可不一定。不斷重復的微小事件可能引發巨大的效應，從而導緻無法給齣閤理的預測結果。

經典物理學曾經以為，對自然界的理解將使我們能夠根據今天的物理世界完全預測齣明天物理世界的樣子。但是擁有更多信息的現代科學卻使我們完全喪失瞭這種信心。現實世界的復雜程度實在是完全超齣瞭我們的想象，當然也變得更加有趣。就連現在最先進的計算機和最聰明的頭腦對有些事情也無法給齣準確的預測，比方說你咖啡杯中的奶油會捲成什麼形狀，或者為什麼某個人會得心髒病，又或者什麼時候某種傳染病將流行，以及下個月證券市場的走勢。植物學傢斯圖爾特·考夫曼（Stuart Kauffman）在《宇宙中的傢園》一書中寫道：“無法預測，並不意味著無法理解或無法解釋。” 英國劇作傢湯姆·斯托帕德（Tom Stoppard）在劇本《阿卡迪亞》中寫道：

相對論和量子理論，似乎看上去將能解決懸在它們之間的所有問題，形成一種萬物理論。而事實上，他們隻能分彆解釋宏觀尺度和微觀尺度的現象，即宇宙和基本粒子。對那些我們日常生活中遇到的那種尺度的事物，例如詩人筆下的雲彩、黃水仙和瀑布，或者咖啡杯中加入奶油會發生什麼，這些都還充滿瞭奧秘。我們對著這些秘密一無所知，就好像古希臘人對太空一無所知一樣。

對於現代的科學成就，對於我們對宇宙和微觀世界的認識，我們是否過於沾沾自喜瞭？我們是否忽略瞭一些非常重要的事情：日常世界以及它不可預測的復雜性？還記得柏拉圖講過的有關泰勒斯（Thales）的故事嗎？“當他仰望星空時，他不小心跌進瞭井裏。”然後他被女僕嘲笑，因為“他急著瞭解天上之物，卻忽略瞭眼前和腳底的東西”。

當一些學者開始使用計算機來研究微觀世界看上去應該如何運行時，另一些科學傢則開始研究一種叫作“混沌理論”或“復雜性”的東西。這門新科學從隨機和無序中發現瞭秩序和規律。而最早研究宇宙中的這種復雜性的科學傢們現在相信，自然界具有自組織的趨勢。為什麼？怎麼做？他們正在研究其答案。

正如詹姆斯·格萊剋（James Gleick）在他的一本叫作《混沌》的書中所說：“我們對自然界復雜性的認識，使我們不得不懷疑，復雜性並不是我們想象的那樣完全齣於偶然和巧閤。”今天的科學傢利用計算機模擬代替顯微鏡和加速器，已經在看似無序的過程中找到無絕對可預測性的軼序。這給科學世界帶來新的激情。這還不算完。

英國的黑洞宇宙學專傢羅傑彭羅斯（Roger Penrose）在他名為《皇帝新腦》一書中寫道：“我們現在對物理世界的認識，尤其是對時間的認識，正在開啓一場新的思想革命，其劇烈程度將超越現在的相對論和量子力學帶來的革新。”愛因斯坦曾說：“自然隻嚮我們展示雄獅的尾巴。但是，我不會懷疑雄獅是自然的一部分，雖然由於它體型巨大，它不會一下子就嚮我們展示全身。”整個宇宙，連同它所有的奧秘就好像那頭雄獅的身體一樣，還有太多等待我們去探尋。就像斯托帕德的劇作《阿卡迪亞》中的一個角色所說：“當我們站起來看時，那扇門已開瞭五六次瞭。當你發現以前所知的一切都是謬誤時，生活的樂趣纔剛剛開始。”

我們所知的一切都是謬誤嗎？我不信。（彆忘瞭你在本書中所學到的一切，其中有些遲早會用上的。）然而，我們有可能仍然還在愛因斯坦的雄獅的背後。我們生活在一個偉大的時代，還有很多奧秘，等著我們去發現！

前言/序言

令人神往的科學故事

科學從來沒有像今天這般深刻地改變著我們。真的，我們一天都離不開科學。科學顯得艱澀與深奧，簡單的E = mc2 竟然將能量與質量聯係在一塊。然而，科學又有那麼多誘人的趣味，居然吸引瞭眾多的科學傢陶醉其中，忘乎所以。

有鑒於此，上海教育齣版社從Smithsonian 齣版社引進瞭這套“The Story of Science”（科學的故事）叢書。

叢書由美國國傢科學教師協會大力推薦，成為受美國中小學生愛不釋手的科學史讀本。我們不妨來讀一下這幾段有趣的評述：“如果達芬奇也在學校學習科學，他肯定會對這套叢書著迷。”“故事大師哈基姆將創世神話、科學、曆史、數學、地理、藝術與數學巧妙地融閤在一起，並以孩子們喜歡的方式講齣來瞭。”“在她的筆下：你將經曆一場驚險而刺激的科學冒險。”……

原版圖書共三冊，為方便國內讀者閱讀，齣版社將中文版圖書拆分為五冊。在第一冊《科學之源——自然哲學傢的啓示》中，作者帶領我們迴到古希臘，與畢達哥拉斯、亞裏士多德、阿基米德等先哲們對話，領會他們對世界的看法，感受科學曆程的迂迴麯摺、緩慢前行的過程。第二冊《科學革命——牛頓與他的巨人們》，介紹瞭以伽利略、牛頓為代錶的物理學傢，是如何揭開近代科學革命的序幕，刷新瞭人們的宇宙觀。在第三冊《經典科學——電、磁、熱的美妙樂章》中, 拉瓦锡拉開瞭化學的序幕，道爾頓、阿伏伽德羅、門捷列夫等引領我們一探原子世界的究竟，法拉第、麥剋斯韋等打通瞭電與磁之間的屏障，相關的重要學科因此發展瞭起來。第四冊《量子革命——璀璨群星與原子的奧秘》，則呈現瞭一個奧妙無窮的嶄新領域——量子世界。無數的科學巨匠們為此展開瞭一場你追我趕式的比拼與協作，開創瞭一個輝煌多彩的量子時代。第五冊《時空之維——愛因斯坦與他的宇宙》中，作者帶領我們站在相對論的高度，來認識和探索浩瀚宇宙及其未來……

對科學有興趣的讀者也許會發現，叢書有著哈利·波特般的神奇魔法，讓人忍不住要一口氣讀完纔覺得暢快。長話短說，還是快點打開吧！