星空的琴弦:天文学史话+时间的形状:相对论史话 汪洁 科普读物

星空的琴弦:天文学史话+时间的形状:相对论史话 汪洁 科普读物 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

汪洁 著
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店铺: 慧思文创图书旗舰店
出版社: 北京时代华文书局
ISBN:9787569914061
商品编码:14270759947
包装:平装
开本:16开
出版时间:2017-04-01
套装数量:2
正文语种:中文

具体描述

产品特色



编辑推荐

《星空的琴弦:天文学史话》


适读人群 :15-45岁男性读者

1,国家文津奖得主汪洁,继《时间的形状》后又一畅销力作,用通俗幽默的语言讲述一部与众不同的天文学史。从托勒密到哈勃,从大地的形状到宇宙的尺度,用讲故事的方式历数人类在天文上的重大发现


2,托勒密的地心说为什么能统治世界 1500 年?哥白尼、开普勒、伽利略如何改变了人类的宇宙观?宇宙到底是有限还是无限的?当今天文学很大的谜题是什么?星系与星系之间的空间真的是完全空旷的吗?宇宙将会怎样终结?从大地的形状到日月星辰的变化,从天文学问题到银河系的秘密,跟随作者,你将进入浩瀚的宇宙,体会科学带来的震撼


3,这是一部人类探索天文的历史,更是一部人类理性崛起的历史。跟随本书,你将回到过去,在那一个个激动人心的天文大发现的历史现场,和科学家们一起感受当时的兴奋,也体会他们探索的艰辛。


《时间的形状:相对论史话 》


适读人群 :广大读者,科普爱好者

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

《星空的琴弦:天文学史话》


从托勒密到哈勃,从大地的形状到宇宙的尺度,本书用讲故事的方式历数人类在天文上的重大发现。


今天,在微观上,我们已经可以探测到100亿亿分之一米大小的尺度;在宏观上,已经拍到了距离我们132亿光年的天体图像。人类已经对自己身处的这个宇宙有了一个基本的认识:地球只不过是太阳系中一颗普通的行星,而太阳系也不过是银河系中普通的一个恒星系,而银河系也不过是本星系群中的一个普通的涡旋星系,而本星系群又不过是宇宙中无数个星系群中的普通一员。我们这个宇宙诞生于138亿年前的一次大爆炸,它不但在膨胀,而且在加速膨胀。这些我们已知的天文知识的来源都有着不平凡的经历,一代又一代的天文学家们耗费了毕生的心血,把人类对这个世界和宇宙的认识提升到了一个又一个新的高度。


跟随作者,我们将回到过去,在那一个个激动人心的天文大发现的历史现场,和科学家们一起感受当时的兴奋,也体会他们探索的艰辛。


宇宙不可理解之处在于它竟然是可解的,这大概就是人类思维上的至高享受了。当我们仰望星空,看到的既是浩茫的空间,也是深远的时间,天上的星星发出的光芒跨越了漫长的时空到达地球,我们看到的,其实是宇宙的历史。


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3,这是一部人类探索天文的历史,更是一部人类理性崛起的历史。跟随本书,你将回到过去,在那一个个激动人心的天文大发现的历史现场,和科学家们一起感受当时的兴奋,也体会他们探索的艰辛。


《时间的形状:相对论史话 》


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,第八届文津奖获奖图书得主,著有《时间的形状》《外星人防御计划》等。全国各科技馆及大、中、小学人气嘉宾,知名电台节目《科学有故事》主播,在喜马拉雅、蜻蜓、网易云音乐、凤凰FM等电台订阅听众超过15万,全平台累计播放量超过1000万次。

目录

《星空的琴弦:天文学史话》


前言 科学精神比科学知识更重要/001


一 大地的形状/007


二 日月星辰的变化/014


三 古代天文学之大成/022


四 中国古代天文学思想/030


五 哥白尼单挑托勒密/037


六 天空立法者开普勒/047


七 伽利略的证明/058


八 牛顿的天体力学/067


九 恒星不恒/075


十 天文学第1问题/083


十一 失踪的行星/088


十二 初窥银河/093


十三 银河系揭秘/102


十四 宇宙的尺度/109


十五 膨胀中的宇宙/114


十六 大爆炸/119


十七 星际有机分子/132


十八 类星体/135


十九 脉冲星/138


二十 哈勃的宇宙/141


二十一 暗物质/147


二十二 暗能量/153


二十三 宇宙有限还是无限/163


二十四 Z后的问题/167


二十五 探索永无止尽/189


后记/199


《时间的形状:相对论史话 》


序/001


前言/003




第1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Z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Z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


第1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

一谈到宇宙诞生于一场大爆炸,多数人头脑中的景象是这样的:在无边无际的黑暗中,突然,一个光点像焰火一样炸出来,无比绚丽。大多数关于宇宙的纪录片都是这样拍的,但实际上,这个场景是错误的。这无法怪导演,换了我也只能这样拍,因为正确的图像是无法用影像准确描述出来的。真正的情况是:在创世的那一刻,没有黑暗,没有空间,甚至没有时间,没有就是没有。整个宇宙,也就是你脑子中想象出来的一切有形的东西,都包含在一个原子大小的尺度内,当一切都炸开之后,才产生了空间和时间。好吧,我承认我以上说的一切都令人相当费解,至少是难以想象,我再用下面一个类比的方法,帮助你理解宇宙诞生时的空间。


现在,让我们做一个疯狂的假想:如果我们回到?138?亿年前,那时候的宇宙只有一个牢房那么大,20?平米左右,那么,当你身处这个宇宙中时,你会看到什么?你会看到,如果朝前面看,自己的背影就在几米开外的前方;朝后看,另一个自己就在几米开外的后方,与你做着同样的动作,再朝上朝下看,都能看到一样的自己。当你朝前面跑时,前方的自己也开始跑,只用了几步你又跑到了自己出发的位置,不管你朝任何一个方向跑,都会回到原点。这是一个无限循环的三维空间,你根本不可能“出去”,因为根本没有“外面”,整个宇宙就在你眼中,这就是“有限无界”的宇宙观。听上去有点儿恐怖,这样的牢房就是真正无法越狱的完美牢房。现在,请把这样一个有限无界的宇宙不断地在你的脑海中缩小再缩小,一直缩小到只有一个原子大小。注意,没有“外面”,也没有黑暗,空间和时间都禁锢在这个“宇宙”中。然后上帝说“要有光”,于是,这个宇宙开始急速膨胀,这就是“宇宙大爆炸”理论。


请注意,我刚才的那个牢房的比喻是针对宇宙刚刚诞生的时刻。那么,我们今天的宇宙在经历了?138?亿年的膨胀后,是否依然是一个巨大的恐怖牢房呢?如果我们朝一个方向一直飞一直飞,Z后会不会回到原地呢?虽然还没有定论,但是越来越多的宇宙学家认为,我们今天的宇宙是一个无限大的宇宙,我们永远也无法飞回到原地,这个观点得到了理论和观测的有力支持。这个话题在后面还会详谈,这里先放一放。


自从这个宇宙微波背景辐射被探测到后,一大批科学家都兴奋地投入到这个领域中。相比考古学家来说,宇宙学家是无比幸福的,为什么这么说呢?因为考古学家在研究远古时代的地球时,面对的都是经过了成千上亿年时间洗礼的遗迹,他们只能通过残留下来的点点蛛丝马迹,艰难地还原当时的现场。可是宇宙学家,自从发现了微波背景辐射后,就相当于找到了宇宙诞生时刻的光子,这些光子跨越了?100?多亿年的漫漫时空,来到地球。当研究宇宙的微波背景光子时,也就是在端详宇宙大约?138?亿年前的模样。于是,全世界投入了大量的人力物力,建造出一个又一个精密无比的天文仪器。在随后的十几年里,对宇宙微波背景辐射的研究是整个宇宙学乃至天文学Z热门的一个领域。但是随着测量数据越来越精确,许多大爆炸的支持者却变得越来越坐立不安,因为一个幽灵从这些测量数据中慢慢地浮现出来,这个幽灵是什么呢?


从宇宙背景辐射的探测数据中,他们发现整个空间中的辐射是完全均匀的,无论把天线指向哪里,辐射的温度都是?2.725K?左右。也就是说,宇宙“大火球”的温度极为惊人地均匀一致,用专业点的术语讲,就是宇宙在?10-5?量级上都表现出完美的各向同性。


你可能会奇怪了,这听上去应该是很正常啊,如果不均匀我才会觉得奇怪呢,怎么宇宙大火球温度均匀一致反而成了一个幽灵、一个谜题呢?


是这样的,按照广义相对论的计算,在宇宙诞生的那一刻,宇宙空间膨胀的速度是如此之快,以至于其中不同区域相互远离的速度超过了光速(别问我是怎么计算出来的,那个太难懂了,一大堆的微分方程组,我哪里看得懂。总之你跟我一样,知道结论就可以了)。等等,相对论不是说光速是速度极限吗?怎么你这里说超过了光速?这里其实有一个广泛的误解:相对论所说的光速极限是指的信息和能量的传递速度无法突破光速(可以参看拙作《时间的形状—相对论史话》),而空间的膨胀本质上是一种视运动,其速度是完全可以超过光速的。换句话说,星系与星系之间的相对退行速度是不受任何速度限制的,因为这种速度并没有信息和能量的传递,所以完全合法。


这样一来,问题就出来了。我们想象一下,宇宙在诞生的时候,“砰”的一声炸得四分五裂,但是由于空间的膨胀速度超过光速,也就是意味着每一个碎块与碎块之间的分离速度超过了光速,那么这些碎块与碎块之间绝对不可能发生任何能量交互,也不可能发生热量的传导,但是Z终的结果,却是所有的碎块温度全部惊人地一致。这就好像夜空中炸开了一朵焰火,但是焰火每一颗火星的温度都极为精准地完全一致。这个情况与当时理论计算的结果产生了严重的矛盾,宇宙学家们将这个谜题称之为“视界问题”。


这个谜题不但困扰着当时无数的物理学家和宇宙学家,也困扰着在美国斯坦福直线加速器中心工作的理论物理学家阿兰·古思(Alan Guth,1947?年-)。不过这个古思是个牛人,他在?1979?年首次提出了一个理论,后来又经过另外几个科学家的关键改进,成功地解决了困扰学界多年的视界问题,并且被物理学界广泛接受,这就是大名鼎鼎的“暴胀理论”。暴胀理论也是严格地依据广义相对论计算得出的。大家知道广义相对论是非常难解的一组偏微分方程组,弗里德曼他们搞出的大爆炸宇宙模型也可以称为弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克解,是广义相对论方程的一个精确解。古思他们就在原来的这个解的基础上,利用广义相对论的某些特性,如排斥性引力、量子场等(我又是看书又是看维基百科,但自己看得也是一知半解),经过更加精密的计算,修正了原有的大爆炸理论,搞出了一个暴胀理论。这个理论其实非常复杂,也涉及到众多概念和计算,但是我还是可以试着用一种概括的方式跟大家概述一下:


视界问题之所以会折磨原有的标准大爆炸模型,是因为空间的不同区域分离得太快,不足以建立起热平衡。暴胀理论则减慢了在宇宙ZZ初期时刻的膨胀速度,使宇宙大火球有足够的时间建立相同的温度。在完成了这个热平衡后,宇宙经历了一次短暂的爆发性的膨胀,而且越来越快,以对早期的缓慢膨胀做出补偿,这就是暴胀这个词的由来。这个理论的核心内容是说,宇宙空间在迅速远离之前就已经建立了共同的温度。


那么这个暴胀的速度是多快呢?古思他们的计算表明,在?10-35秒到?10-33?秒之间,也就是十亿亿亿亿分之一秒的时间内,宇宙的尺度突然增大了?1026?倍,也就是一百亿亿亿倍。这是个什么概念?我简单做了一个计算,相当于一粒尘埃瞬间膨胀成?10?个银河系这么大。这里插一句题外话,我在写这段的时候,查阅暴胀理论的相关资料,我头很大。因为,在《万物简史》这本书中,说的是宇宙在暴胀期间膨胀了?1040?倍,而百度百科的暴胀理论词条中则更夸张,是?1078?倍。一开始,我也搞不清楚到底谁对谁错,于是我自己动手做了下计算,普朗克尺度大约是?10-35?米的量级,所谓普朗克尺度就是理论上的Z小尺度,就像绝对零度那样,不可能再有比这更小的尺度了。而目前普遍认为的可观宇宙的大小是直径?930?亿光年,相当于?1026?米的量级,也就是说即便是从Z小暴胀到Z大,也就是?1061倍。百度百科的数据显然荒谬得很,而《万物简史》的那个数据也看着不像,因为我粗略计算一下,1040?相当于一粒尘埃膨胀到现在整个可观宇宙的大小。Z后我采信的数据是维基百科的数据,也就是1026?倍,我根据这个数据计算,差不多就是一粒灰尘膨胀到?10?个银河系的尺度。这种规模的膨胀是我们这些凡夫俗子穷尽一切想象力也无法真正理解的。


《时间的形状:相对论史话 》


时间旅行


让我们先从Z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Z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Z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Z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。


《星空的琴弦:天文学史话》与《时间的形状:相对论史话》这两本书,如同两颗璀璨的星辰,共同勾勒出人类仰望星空、探索宇宙奥秘的宏伟画卷。它们由知名科普作家汪洁倾情呈现,以生动流畅的笔触,带领读者穿越时空的洪流,领略天文学和相对论这两个伟大科学领域跌宕起伏的发展历程,揭示那些塑造了我们宇宙观的深刻思想。 《星空的琴弦:天文学史话》 本书将带您踏上一段穿越数千年的天文学探索之旅。从远古人类对日月星辰的敬畏与朴素观测,到古代文明中闪耀着智慧光芒的天文成就,再到近现代科学革命的澎湃浪潮,每一个节点都凝聚着人类对宇宙无尽的好奇与不懈的求索。 故事的开端,或许要追溯到那片辽阔的夜空。在没有望远镜的年代,人类凭借肉眼,细心记录着星辰的轨迹,将它们编织进神话传说,指引着方向,也孕育了最初的宇宙模型。从巴比伦人精准的观测记录,到古希腊哲学家们对宇宙结构的哲学思辨,如托勒密的“地心说”,它在当时一度是解释天体运动的“权威”,尽管后来被证明是错误的,但其背后严谨的数学推演和对观测数据的整合,为后来的科学发展奠定了基础。 然而,宇宙的面貌并非一成不变。哥白尼以其“日心说”的惊世创见,如同划破黑暗的流星,彻底颠覆了人们数千年的认知。这并非一蹴而就,它经历了漫长的酝酿、传播与辩论。紧随其后,伽利略,这位伟大的科学家,不仅用自己制造的望远镜,将肉眼所见的星空拓展到前所未有的深度,观测到了月球的环形山、木星的卫星、金星的盈亏,更重要的是,他以实验精神挑战传统,用科学的方法去解释自然现象。他奠定了现代科学研究的基石,也将天文学带入了观察与数学相结合的新时代。 再往前行,便是牛顿的光辉。他在万有引力的定律中,将天上运行的星辰与地上掉落的苹果联系起来,揭示了宇宙运行的普遍法则。这一定律的提出,如同给浩瀚宇宙装上了一把通用的“钥匙”,使得天文学不再是零散的观测与猜测,而成为一个能够进行精确预测的科学体系。开普勒行星运动定律,更是牛顿万有引力理论的理论基石,它们描述了行星运动的椭圆轨道,揭示了天体运行的内在规律。 随着观测设备的不断升级,人类对宇宙的认识也日益深入。望远镜的口径越来越大,分辨率越来越高,我们看到了更多遥远的星系,更清晰地描绘了星云的壮丽。19世纪的化学分析技术,让我们能够探究恒星的成分,理解它们是如何发光发热的。20世纪,爱因斯坦的相对论,更是从根本上改变了我们对空间、时间和引力的理解,为理解宇宙的大尺度结构和演化提供了新的理论框架。 本书不仅仅是列举科学家的名字和他们的发现,更在于讲述这些发现背后的故事。那些充满智慧的灵光乍闪,那些面对质疑的坚持,那些在黑暗中摸索的艰辛,以及不同时代、不同文化背景下,人类如何一步步剥开宇宙的层层迷雾,揭示其内在秩序与规律。它展现了科学的迭代性,一个理论的提出,往往建立在前人工作的基础上,又可能被未来的新发现所修正甚至颠覆。这种开放性和自我修正性,正是科学精神的魅力所在。 从古巴比伦的星占,到中国古代的观测记录,再到希腊的哲学思辨,以及欧洲文艺复兴以来的科学革命,本书将带您领略不同文明在天文学探索中的贡献,感受人类智慧的共通之处。您将看到,那些看似遥远的星辰,与人类的日常生活,与我们对自身存在意义的追问,有着多么深刻的联系。星空,不再是冰冷而遥远的背景,而是充满生命力、不断演变、等待我们去理解的宇宙家园。 《时间的形状:相对论史话》 如果说《星空的琴弦》带您仰望星空,《时间的形状》则将引领您深入探索构成宇宙最基本元素之一——时间——的奥秘。本书以相对论为核心,讲述了人类对时间、空间、引力以及宇宙本质认知的巨大飞跃,这是一场深刻的“思想革命”。 故事的开端,我们首先要回顾经典物理学对时间和空间的认识。牛顿的“绝对时间”和“绝对空间”,认为时间是均匀流逝的,空间是固定不变的,如同一个宏大而稳定的舞台,万物在其上上演着各自的戏剧。这种朴素而直观的观念,在日常生活中无疑是足够精确的,它支撑了工业革命以来一系列伟大的科学与工程成就。 然而,随着物理学研究的深入,一些现象开始挑战这种经典观念。例如,光速的不变性,无论观察者如何运动,测量到的光速总是相同的,这与我们日常生活中的经验似乎格格不入。同时,电磁学的研究也显示出时间与空间并非完全独立。 正是在这样的背景下,阿尔伯特·爱因斯坦登场了。他以其惊人的洞察力,提出了狭义相对论。狭义相对论的核心在于两个基本假设:物理定律在所有惯性参考系中都具有相同的形式;光速在真空中对于任何惯性观察者来说都是恒定的。这两个看似简单的假设,却带来了颠覆性的结论:时间不再是绝对的,而是相对的,它会随着观察者的运动速度而改变,即“时间膨胀”;长度也不再是固定的,会发生“长度收缩”。更令人费解的是,质量和能量之间并非相互独立,而是可以通过著名的E=mc²公式相互转化。 狭义相对论的提出,彻底改变了我们对时间和空间的理解,它们不再是独立的、绝对的背景,而是紧密联系在一起,形成了一个四维的“时空”连续体。这种对时空的全新认识,为理解高速运动的粒子、天体物理等领域提供了强大的理论工具。 然而,狭义相对论并没有解决引力的问题。爱因斯坦并没有止步不前,他继续探索,最终在1915年提出了广义相对论。广义相对论将引力不再看作是一种“力”,而是时空弯曲的表现。质量和能量会弯曲周围的时空,而物体则沿着弯曲时空的“测地线”运动,我们感受到的引力,正是这种时空弯曲的效应。 广义相对论的预言,如光线在引力场中的弯曲、水星近日点的进动、引力红移等,都得到了天文观测的精确验证,这让爱因斯坦的名字家喻户晓,相对论也成为了现代物理学的基石之一。广义相对论不仅解释了引力的本质,更预示了黑洞、引力波等奇异的天体现象,这些都是对宇宙最极端物理条件的探索。 本书将带您深入了解相对论的诞生过程,从爱因斯坦的思考,到实验的验证,再到理论的不断完善。它不仅仅是介绍几个科学公式,更是展示了科学家的思维方式,他们如何质疑权威,如何大胆假设,如何通过严谨的逻辑和精妙的实验去探索未知。您将体会到,科学的进步,往往伴随着对现有认知体系的颠覆和挑战。 《时间的形状》将引领您思考一些深刻的哲学问题:时间真的“流逝”吗?空间是无限的吗?宇宙的起源和未来是什么样的?相对论的出现,不仅是物理学的一次革命,也是一场深刻的哲学革新,它迫使我们重新审视我们对实在世界的理解。 这本书还会涉及相对论在现代科技中的应用,比如GPS全球定位系统,它就必须考虑狭义和广义相对论的效应才能精确工作。这些例子将证明,那些看似深奥的理论,其实与我们的日常生活息息相关。 总而言之,《星空的琴弦:天文学史话》与《时间的形状:相对论史话》这两本书,构成了汪洁老师献给读者的一份珍贵礼物。它们以引人入胜的故事、严谨的科学态度和流畅的文笔,将人类探索宇宙最宏大疆域的两个重要篇章——天文学和相对论——展现在我们面前。阅读这两本书,不仅能增进我们对宇宙的认识,更能激发我们对科学的兴趣,感受人类智慧的伟大力量。它们是开启智慧之门、拓展视野的绝佳选择,让每一位读者都能在星辰大海和时空维度中,找到属于自己的那份敬畏与感动。

用户评价

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拿到这套书的时候,首先感受到的是一种沉甸甸的厚重感,这不仅仅是纸张的物理重量,更是知识的份量。封面设计虽然简洁,却透露出一种不容置疑的专业性和探索精神。“星空的琴弦”似乎在暗示着宇宙的和谐与规律,而“时间的形状”则指向了物理学中最令人着迷的谜团之一。我一直对那些能够解释宇宙宏观规律和微观世界奥秘的理论非常感兴趣,但很多时候,对于那些复杂的数学公式和概念望而却步。我期待这套书能够以一种非常平易近人的方式,带领读者一步步深入了解天文学和相对论的发展历程,理解那些伟大的科学思想是如何孕育、如何被证明,又是如何改变我们对世界认知的。

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这套书的出现,简直是给像我一样对宇宙和时间充满好奇,但又缺乏专业背景的读者量身定做的。我一直觉得,真正的科普读物,不应该只是知识的堆砌,更是一种思维的启迪。它应该能够让你在合上书本后,依然能对书中的概念念念不忘,忍不住去思考,去观察身边的世界。我猜想,“星空的琴弦”部分会从古代的神话传说讲起,逐步梳理出人类对宇宙认识的演变,也许还会涉及那些改变我们认知视角的关键天体现象和理论。“时间的形状”则可能更加侧重于对相对论核心思想的解读,比如引力如何影响时间,光速的极限意味着什么,这些听起来就如同科幻小说般引人入胜的议题,相信作者会用最浅显易懂的方式为大家一一揭开神秘的面纱,让我们能窥见宇宙最深层的秘密。

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我对汪洁老师的作品一直很有好感,他的科普文章总能将深奥的科学理论讲得生动有趣,就像在听一位博学的朋友娓娓道来。我特别欣赏他那种在严谨科学基础上,融入人文关怀和历史视角的能力。比如在讲天文学史的时候,我相信他不会只罗列枯燥的数据和公式,而是会深入挖掘那些推动科学进步的伟大人物的生平事迹、他们面对的困难和质疑,以及那些改变人类认知的关键时刻。同样的,对于相对论这样抽象而又充满哲学思辨的领域,我相信他会通过生动的比喻和清晰的逻辑,将爱因斯坦那令人拍案叫绝的智慧呈现出来。我期待着在这套书中,能够看到科学的严谨与人文的温度完美结合,让我不仅仅是学习知识,更能感受到科学探索的魅力和人类智慧的光辉。

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一直对宇宙的奥秘充满了好奇,从小就喜欢仰望星空,想象着那些遥远的光点背后隐藏着怎样的故事。虽然我并非专业背景,但一直希望能找到一本既能满足我的求知欲,又不至于过于枯燥晦涩的科普读物。看了看这套书的介绍,感觉“天文学史话”这个主题就非常吸引人,历史的脉络往往能更好地串联起复杂的科学概念,让人更容易理解知识的演进和科学家的探索历程。想象着从古代的观星者,到伽利略的望远镜,再到现代的太空探索,这一路走来的故事,一定充满着智慧与勇气。“时间的形状”这个副标题则更加令人遐想,时间在我们日常生活中是如此稳定,但听到“形状”这个词,就立刻联想到那些关于相对论的颠覆性理论,比如时间膨胀、空间弯曲等等,这些听起来就充满哲学意味的概念,如果能用通俗易懂的方式讲解,绝对能打开我的新世界大门。

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这套书的装帧设计真的太戳我了!星空那部分,深邃的蓝色背景上点缀着细碎的星光,仿佛真的能将人带入无垠的宇宙。封面上“星空的琴弦”这几个字,用了一种很有质感的银色字体,在深蓝映衬下显得既神秘又浪漫,让人一看就忍不住想深入其中,去聆听宇宙的交响乐。而“时间的形状”那部分,则选择了更加抽象的几何图形,配合着深邃的紫色调,营造出一种未知的、引人探索的氛围。书脊的设计也很统一,摆在书架上整体感很强,无论是作为阅读材料,还是作为书架上的装饰品,都非常有品位。我特别喜欢这种既有内容深度,又有美学追求的设计,让人在翻开书页之前,就已经被它的颜值深深吸引,对里面的内容充满了期待,想象着书中的知识会像封面一样,既有科学的严谨,又不失艺术的想象力。这种内外兼修的书籍,在这个信息爆炸的时代,显得尤为珍贵。

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