時間的形狀：相對論史話 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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汪潔 著

圖書標籤:

• 物理學
• 相對論
• 科學史
• 時間
• 空間
• 愛因斯坦
• 科學普及
• 曆史
• 理論物理
• 宇宙學

店鋪： 炫麗之舞圖書專營店

齣版社： 北京時代華文書局

ISBN：9787569914061

商品編碼：29689369548

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-04-01

基本信息

書名：時間的形狀：相對論史話

定價：48.00元

作者：汪潔

齣版社：北京時代華文書局

齣版日期：2017-04-01

ISBN：9787569914061

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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1．第八屆文津奬獲奬圖書。

2．喜馬拉雅、蜻蜓、網易等電颱熱門主播汪潔，曆經五年全新修訂，彩圖升級。

3．一本人人都能讀懂的相對論，用*輕鬆幽默的語言講解深奧的科學道理；性與趣味性兼具 與《上帝擲骰子嗎？》並稱科普兩大經典。

4．這不單單是一部科普讀物，更是一段堪比好萊塢大片的科學史話。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。

內容提要

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一直以來，你會有這樣的疑問：

永恒流淌的時間，是真的摸不著看不見，還是有形狀和終點？

我們所處的空間，是三維四維還是五維？

我們能不能踏上時光機，任意穿越時空迴到過去和未來？

這些，都將在本書中找到答案。

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。你將輕鬆瞭解一個你以為深奧得無法捉摸的理論，你將進入一個你以為奇妙得永遠理解不瞭的世界。

本書上部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，超級愛因斯坦閃亮登場。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”。

書的下部比上部還要精彩，結構宏大，故事神奇，真相驚人。在下部，作者細緻地剖析時空真相，帶你領略神奇的四維時空奇境，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，然後看一看當下物理學的新進展——萬物理論。

一本人人都能讀懂的相對論，用通俗幽默的語言講解深奧的科學道理。這不是一本書，這是一個全新的宇宙觀。

目錄

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序／001

前言／003

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

史上牛煉金術士牛頓／021

牛頓的運動觀／023

牛頓水桶實驗中的時空觀／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

科學史上成功的失敗／041

第四章　愛因斯坦和狹義相對論

兩朵烏雲／048

登場／050

個原理：光速不變／052

第二個原理：物理規律不變／055

環球快車案／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

第五章　廣義相對論的宇宙

愛因斯坦的不滿／100

生死重量／103

等效原理／110

太空大圓盤／114

時空彎麯／121

引力的本質／125

水星軌道之謎／131

星光實驗／133

沒見過這麼黑的洞／137

從黑洞到蟲洞／143

壓軸大戲／145

第六章　時空那點事

時空中的運動／152

四維時空／157

時間旅行／158

星際殖民／167

星際貿易／173

第七章　再談四維時空

宇宙時空的圖景／178

神奇的四維／189

第八章　上帝的判決

上帝玩不玩骰子？／200

美劇《生活大爆炸》／201

要命的雙縫／202

玻爾的上帝／208

EPR實驗／214

宇宙大法官／216

上帝的判決／219

萬物理論／223

第九章　宇宙是一首交響樂

萬物皆空唯有音樂／226

擊碎原子／228

宇宙中的四種“力”／235

超弦理論／237

的設計／240

作者介紹

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汪潔，科普作傢。同時兼任中科院上海天文颱“天之文係列科普講壇” 講者，上海天文博物館首席誌願者講解員，浙江省科技館“科學脫口秀”講者，“萬有青年大燴”講者、“科學聲音”組織成員，喜馬拉雅、蜻蜓、網易等電颱熱門主播。

文摘

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序言

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《星辰的低語：宇宙演化史》 第一章：混沌的黎明——宇宙的誕生 想象一下，在一切存在之前，沒有空間，沒有時間，沒有物質，也沒有能量。隻有一片虛無，一種絕對的寂靜，一種超越我們理解的“無”。然而，就在這看似永恒的靜止中，潛藏著一個即將爆發的奇跡。 大約138億年前，這個“無”被一聲震動宇宙的巨響打破瞭。這不是我們所能想象的“爆炸”，而是一種空間的極速膨脹，一種能量密度的無限聚集，一種物理定律尚未成型的混沌初開。這就是“大爆炸”，宇宙的起點。 在那最初的瞬間，宇宙比我們現在所知的任何物質都要熾熱、緻密。一切物質和能量都壓縮在一個比原子還要小的點裏。緊接著，空間本身開始以令人難以置信的速度膨脹，將這股原始能量和物質嚮外擴散。這股膨脹並非在已有的空間中發生，而是空間本身的誕生和擴張。 隨著宇宙的冷卻，最基本的粒子開始形成：誇剋、輕子（如電子）以及傳遞力的玻色子。在最初的幾微秒內，這些粒子碰撞、湮滅，又在不斷冷卻的宇宙中重新組閤。溫度稍微下降，誇剋便開始結閤，形成質子和中子。 宇宙誕生的第一個幾分鍾，是核閤成的黃金時代。質子和中子在高溫高壓下融閤成更重的原子核，主要是氫和氦，以及極少量的鋰。這個比例，至今仍是理解早期宇宙的重要證據。想象一下，一顆顆剛剛誕生的“原子蛋”，在滾燙的宇宙湯中翻滾，孕育著未來恒星和星係的藍圖。 然而，此時的宇宙依然是一片熾熱的等離子體海洋。光子（光的粒子）被自由電子不斷散射，無法自由傳播。宇宙仍然是“不透明”的，就像置身於濃霧之中，目不能及。 直到宇宙誕生後的約38萬年，溫度降至約3000開爾文。電子得以被原子核捕獲，形成中性原子。這是宇宙曆史上的一個關鍵時刻，被稱為“復閤時期”。隨著自由電子的消失，光子終於得以自由穿梭。宇宙第一次變得“透明”，宇宙微波背景輻射，就是這最初的光芒留下的永恒迴聲，它均勻地灑布在整個宇宙空間，是揭示早期宇宙信息的寶貴檔案。 然而，這並非是一個完全均勻的宇宙。雖然整體上溫度相似，但微觀尺度的量子漲落，在宇宙膨脹的拉伸下，被放大成瞭宏觀的密度不均。這些微小的密度差異，如同宇宙中的“種子”，在引力的作用下，開始緩慢地聚集周圍的物質。 第二章：星辰的序麯——恒星與星係的誕生 在宇宙微波背景輻射的光芒過後，是一段長達數億年的“黑暗時期”。雖然有物質存在，但還沒有發光的恒星。引力，這股無形的力量，在黑暗中靜靜地工作著。 密度稍高的地方，吸引著越來越多的氫和氦氣體。這些氣體雲團在引力的作用下收縮，密度不斷增加，溫度也隨之升高。當氣體雲團的核心溫度達到約1000萬開爾文時，一種改變宇宙麵貌的現象發生瞭——核聚變被點燃。 氫原子核（質子）開始在高壓下融閤成氦原子核，釋放齣巨大的能量。這便是恒星的誕生。第一批恒星，我們稱之為“第一代恒星”或“龐大恒星”，它們體積巨大，燃燒迅速，壽命短暫。它們像宇宙中的超級英雄，在短暫的生命中，用它們強大的核聚變力量，熔煉齣比氫和氦更重的元素，例如碳、氧、氮，甚至是鐵。 這些龐大恒星在生命走到盡頭時，會以壯麗的超新星爆發結束。在爆炸的瞬間，它們將內部産生的重元素拋撒到宇宙空間中。這些“星際塵埃”和“星際氣體”成為下一代恒星形成的原材料。 隨著第一代恒星的誕生和死亡，宇宙逐漸變得更加豐富多彩。氣體和塵埃聚集在一起，在引力的作用下，形成瞭更大的結構——星係。星係並非是孤立的存在，它們就像宇宙中的島嶼，在引力的牽引下，聚集在一起，形成瞭星係團，進而又形成瞭更大的宇宙網格結構。 我們的太陽係，就是在一個星係（銀河係）中，由前代恒星的遺骸形成的。從宇宙大爆炸産生的最原始的氫和氦，經過億萬年的星係演化，在恒星內部的煉爐中冶煉，最終凝結成瞭構成行星、構成我們身體的各種元素。 想象一下，你手中的一粒沙，它裏麵的每一個原子，都可能曾在遙遠的恒星內部燃燒過，也可能曾是某顆超新星爆發時的塵埃。我們，以及我們所看到的一切，都是由星辰鍛造而來。 第三章：結構的宏圖——星係的形成與演化 星係的形成是一個漫長而復雜的過程，遠非一蹴而就。早期宇宙中的物質分布並不均勻，這些微小的密度波動，就像宇宙中的“播種者”，在引力的作用下，吸引著周圍的氣體和暗物質。 暗物質，一種我們看不見、摸不著，但卻占據宇宙物質總量約85%的神秘物質，在星係的形成中扮演著至關重要的角色。它的引力效應，就像一個看不見的“骨架”，為氣體聚集提供瞭基礎。沒有暗物質，我們今天所見的星係將無法形成。 早期形成的星係通常體積較小，結構也相對簡單，被稱為“矮星係”。這些矮星係通過碰撞和閤並，逐漸成長，變得越來越大，形態也變得更加復雜。 星係的碰撞並非總是毀滅性的，有時反而會激發新的恒星誕生。當兩個星係發生碰撞時，巨大的引力擾動會壓縮星係中的氣體雲，促使它們塌縮並點燃新的恒星。這些“星係碰撞”的壯觀景象，我們在宇宙深空中依然可以看到，它們是星係演化的重要驅動力。 星係的形態多種多樣，最常見的有三種： 鏇渦星係： 它們通常擁有一個明亮的中心核球，周圍環繞著扁平的鏇轉盤，盤中分布著鏇臂，這些鏇臂是活躍的恒星形成區域，因此常常呈現齣明亮的藍色。我們的銀河係就是一個典型的鏇渦星係。 橢圓星係： 它們的形狀像一個光滑的橢球體，沒有明顯的盤狀結構和鏇臂。橢圓星係中的恒星大多是老年星，恒星形成活動非常少。 不規則星係： 它們沒有固定的形狀，通常是由於與其他星係的引力作用而變形。 星係在其漫長的生命周期中，會不斷地與其他星係互動、碰撞、閤並，從而改變它們的形狀、大小和內部結構。例如，一些鏇渦星係可能會因為碰撞而失去其盤狀結構，最終演變成橢圓星係。 在星係的中心，往往潛藏著一個強大的“引力怪獸”——超大質量黑洞。這些黑洞的質量可以達到太陽質量的數百萬倍甚至數十億倍。它們通過吞噬周圍的物質，不斷壯大，並對星係的演化産生深遠的影響。當黑洞吞噬物質時，會釋放齣強大的能量，這些能量可以阻止或減緩星係內部的氣體冷卻，從而影響恒星的形成。 星係不僅在孤立的空間中演化，它們也並非隨機分布。引力將它們聚集在一起，形成瞭宏偉的宇宙結構——星係團和超星係團。這些結構如同宇宙中的“巨網”，其中包含著無數的星係，而網格之間的“空洞”則幾乎是空的。 第四章：生命之歌——行星的誕生與演化 在星係的宏大敘事中，行星的誕生是另一段扣人心弦的篇章。當一顆恒星形成後，圍繞它的氣體和塵埃盤仍然在鏇轉。這個盤，被稱為“原行星盤”，是行星的搖籃。 在這個盤中，塵埃顆粒開始相互碰撞、粘附，逐漸形成越來越大的團塊，就像宇宙中的“滾雪球”。這些團塊繼續生長，最終形成瞭行星的雛形——“星子”。 星子之間的引力吸引著它們相互碰撞、閤並，體積不斷增大。在這個過程中，較重的元素（如鐵和鎳）會沉降到行星的核心，形成地核；較輕的元素（如矽酸鹽）則形成地幔和地殼。 對於那些位於恒星附近、質量足夠大的星子，它們可以吸引氣體（主要是氫和氦）聚集，形成氣態巨行星，如木星和土星。而距離恒星較遠、引力不足以吸引大量氣體的星子，則形成瞭岩石行星，如地球和火星。 這個過程並非一帆風順。年輕的恒星會發齣強烈的恒星風，將原行星盤中剩餘的氣體和塵埃吹散，限製瞭行星的進一步生長。同時，行星之間的引力作用也會導緻一些星子被彈齣軌道，甚至與其他行星發生碰撞。 地球的誕生，就像宇宙中的一個奇跡。在形成之初，地球經曆瞭漫長的撞擊時期，熔岩遍布，地殼尚未形成。一次巨大的撞擊，可能形成瞭我們的月球，它至今仍是地球的忠實伴侶。 隨著地球的冷卻，水開始在錶麵匯聚，海洋形成。在大約40億年前，地球上齣現瞭生命。這個生命起源的謎團，至今仍是科學傢們孜孜不倦探索的課題。 從最簡單的單細胞生物，到復雜的多細胞生物，生命在地球上經曆瞭波瀾壯闊的演化曆程。每一次大滅絕事件，都像是對生命的嚴峻考驗，但生命總能在絕境中找到新的齣路，繼續繁衍。 我們人類，就是這場生命之歌中，一個特彆的鏇律。我們擁有思考和創造的能力，能夠仰望星空，去理解宇宙的浩瀚，去追尋生命的意義。 第五章：宇宙的遠景——暗能量與宇宙的終結 當我們凝視宇宙的深邃夜空，除瞭閃爍的星辰和浩瀚的星係，我們還需要認識到，宇宙的構成遠不止於此。我們可見的物質，僅僅是宇宙總質量-能量的不到5%。 剩下的95%由暗物質和暗能量構成。暗物質我們已經瞭解瞭它的引力作用，它默默地維係著星係的結構。而暗能量，則是一種更加神秘的力量。 在20世紀末，科學傢們通過觀測遙遠的超新星，發現瞭一個令人震驚的事實：宇宙的膨脹不僅沒有減緩，反而正在加速！這種加速膨脹的背後，就是暗能量在起作用。 暗能量似乎是一種遍布整個宇宙的能量，它具有“負壓強”的性質，能夠對抗引力，推動空間加速擴張。它的本質是什麼，我們仍然知之甚少。它可能是宇宙常數，是真空本身的能量，也可能是一種全新的場。 暗能量的存在，對宇宙的未來命運提齣瞭疑問。目前主流的宇宙模型預測瞭以下幾種可能的終局： 大撕裂（Big Rip）： 如果暗能量的強度隨時間增強，它可能會在遙遠的未來，以巨大的撕扯力，將星係、恒星、行星，甚至原子本身都撕裂開來。 大凍結（Big Freeze）或熱寂（Heat Death）： 如果暗能量的強度保持恒定，宇宙將繼續加速膨脹，星係會越來越遠，最終彼此之間無法再觀測到。恒星會耗盡燃料，宇宙將陷入一片死寂，溫度趨近於絕對零度。 大擠壓（Big Crunch）： 盡管目前看來可能性較低，但如果暗能量的強度減弱，引力可能會重新占據主導地位，導緻宇宙的膨脹停止，並開始收縮，最終迴歸一個奇點。 無論宇宙的終結會是哪種景象，它都將是一個漫長而遙遠的過程。在漫長的宇宙演化史中，我們人類隻是匆匆一瞥。然而，正是這段短暫的“一瞥”，讓我們有機會去理解宇宙的誕生，去欣賞星辰的絢爛，去思考生命的意義。 《星辰的低語：宇宙演化史》不僅僅是一部關於宇宙起源、星係形成、行星演化的百科全書，它更是一麯關於存在、關於演化、關於我們在浩瀚宇宙中位置的宏大史詩。它邀請我們一同踏上這場跨越時空的探索之旅，去聆聽宇宙深處那些古老而又嶄新的低語。

評分☆☆☆☆☆

《時間的形狀：相對論史話》這本書，單憑書名就有一種穿越時空、探尋宇宙奧秘的宏大感。我一直對那些能夠將復雜科學理論變得引人入勝的作品情有獨鍾，尤其是涉及到愛因斯坦的相對論，更是我心目中的一個重要“知識寶藏”。我期待這本書能夠帶領我，就像乘坐一艘思想的飛船，在時間的長河中遨遊，去親曆相對論誕生的每一個關鍵時刻。我希望書中能夠詳細地介紹狹義相對論的誕生背景，那些關於光速、慣性係等基本概念是如何被提齣並被大眾接受的。更讓我期待的是廣義相對論，那個將引力描述為時空彎麯的革命性理論，它究竟是如何被構建起來的？書中能否用形象化的語言，描繪齣時空這個“織物”是如何被物質和能量所“壓彎”的？我更想知道，在那個時代，這些驚世駭俗的理論是如何被科學傢們接受、辯論、證實，又或是被質疑的。我希望它不僅僅是理論的堆砌，更能展現齣那個時代科學探索的激情與艱辛，以及那些偉大的科學傢們，如愛因斯坦本人，他們是如何思考，如何突破固有思維，從而奠定我們今天宇宙觀基礎的。我相信，這本書能夠讓我對時間的本質，以及我們所處的宇宙，有一個全新的、更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

《時間的形狀：相對論史話》這個名字，就像為我量身定做一樣。我一直對時間這個概念充滿瞭好奇，它既是我們生活中最熟悉不過的存在，又充滿瞭無限的神秘感。而“形狀”這個詞，更是為時間增添瞭一種視覺化的想象空間，讓我不禁開始思考：時間究竟是怎樣的？它是否真的如我們日常感知的那樣，是一條筆直的、不可逆轉的河流？我迫切地想在這本書中找到答案。我尤其關注相對論，因為我知道它是顛覆瞭牛頓經典時空觀的革命性理論。我期待書中能夠以一種易於理解的方式，為我揭示狹義相對論和廣義相對論的核心思想，比如光速不變原理、時間膨脹、引力如何彎麯時空等等。我希望作者能夠通過生動的敘述，將這些抽象的物理概念變得鮮活起來，讓我能夠在大腦中構建齣它們運行的圖景。更重要的是，我希望這本書能夠讓我感受到相對論發展過程中的曆史脈絡，那些科學傢們是如何從前人的基礎上，一步步提齣新的設想，並通過實驗來驗證他們的理論。我期待的是一場思想的盛宴，一次對宇宙最基本規律的深刻探索，讓我能夠以更廣闊的視野來理解時間和空間。

評分☆☆☆☆☆

讀到《時間的形狀：相對論史話》這本書，我首先被它充滿詩意的名字所吸引。在我的想象中，時間從來不是一個簡單的綫性概念，它承載著過去、現在與未來，也蘊含著無數的故事和可能性。而“形狀”這個詞，更是將時間具象化，讓它擁有瞭可感知、可探索的維度。我一直覺得，物理學最迷人的地方在於它能夠用嚴謹的數學和精密的實驗去描繪宇宙最根本的規律，而相對論無疑是其中的巔峰之作。我渴望在這本書中，能夠找到一種方式，讓我這個非專業讀者也能觸摸到相對論的脈絡。我希望它能如同一個導遊，耐心地為我指引那些復雜的概念，比如光速不變原理、時間膨脹、長度收縮，以及最為核心的，物質與能量如何影響時空的彎麯。我期待書中能有生動的比喻和鮮活的例子，幫助我理解這些抽象的物理現象，就像是在腦海中構建起一個微型的宇宙模型。同時，我也希望這本書能夠讓我感受到相對論在曆史長河中是如何一步步演進的，那些科學傢們是如何在質疑與爭議中前進，又是如何用他們的智慧和勇氣，一點點改變瞭人類對宇宙的認知。我期待的不僅僅是冰冷的公式，更是那些隱藏在公式背後的思想的溫度，以及它們如何塑造瞭我們今天對世界的理解。

評分☆☆☆☆☆

拿起《時間的形狀：相對論史話》這本書，我內心湧動著一種對宇宙深處秘密的探求欲。書名本身就充滿瞭一種詩意與哲學意味，它將抽象的“時間”與具體的“形狀”結閤，仿佛在暗示時間並非我們刻闆印象中的模樣，它可能擁有我們無法想象的形態。我一直以來都對物理學，尤其是相對論這一顛覆性的理論感到著迷。我渴望在這本書中，能夠深入地瞭解相對論是如何一步步發展演變而來的。我希望作者能夠以一種引人入勝的方式，講述狹義相對論的基石，比如光速不變原理如何挑戰瞭人們的直覺，以及時間膨脹和長度收縮這些看似不可能的現象是如何被科學解釋的。而更令我期待的是廣義相對論，那個將引力描述為時空幾何變化的宏大理論。我希望書中能夠用形象的比喻和生動的語言，幫助我理解時空這個“網格”是如何被質量所“扭麯”的，以及這種扭麯又是如何影響瞭天體的運動。我期待的不僅僅是理論的解讀，更是那些天纔科學傢們在探索未知道路上的心路曆程，他們的靈感、他們的掙紮，以及他們如何用智慧和勇氣，改變瞭人類對宇宙的認知。這本書，我期待它能成為我理解宇宙最深刻的啓迪之作。

評分☆☆☆☆☆

這本《時間的形狀：相對論史話》光是書名就足以讓人心生好奇。我一直對宇宙的奧秘充滿著探究的欲望，而愛因斯坦的相對論無疑是其中最令人著迷的篇章之一。雖然我並非物理學專業人士，但對於那些能夠將深奧的科學理論用通俗易懂的語言講述齣來的作品，我總是報以極大的熱情。《時間的形狀》給我一種預感，它將會是一次穿越時空的智慧之旅，帶領我一同領略那些天纔科學傢們如何一步步揭開時間的神秘麵紗。我非常期待書中能夠生動地描繪齣那些偉大的思想碰撞的瞬間，那些靈感閃現的時刻，以及為瞭求索真理而付齣的艱辛努力。我希望它不僅僅是理論的介紹，更是一部充滿人文關懷的科學史詩，能夠讓我感受到科學傢們作為個體，在探索未知世界時的喜悅、睏惑、堅持與突破。這本書或許能讓我明白，時間並非我們日常感知的那樣一成不變，它可能彎麯，可能膨脹，也可能與空間緊密交織，形成一個我們從未想象過的宏偉結構。這種顛覆性的認知，本身就是一種巨大的吸引力。我尤其好奇，作者將如何展現相對論發展的不同階段，從狹義相對論到廣義相對論，這個過程中又有哪些關鍵的實驗和理論支撐？書中能否穿插一些當時社會背景的描寫，讓我們更好地理解這些科學思想産生的土壤？我期待的不僅僅是知識的獲取，更是一種思想的啓迪，一種對世界更深層次理解的渴望。