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主编推荐语

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。

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。

目录

  • 版权信息
  • 前言
  • 第一章 CHAPTER ONE 不得不说的废话
  • 关于相对论的谣言粉碎机
  • 你必须了解的四个概念
  • 第二章 CHAPTER TWO 伽利略和牛顿的世界
  • 相对性原理
  • 伽利略变换式
  • 史上最牛炼金术士牛顿
  • 牛顿的绝对运动观
  • 牛顿水桶实验中的绝对时空观
  • 第三章 CHAPTER THREE 光的速度
  • 伽利略吹响冲锋号
  • 光速测量大赛
  • 惊人的发现
  • 科学史上最成功的失败
  • 第四章 CHAPTER FOUR 爱因斯坦和狭义相对论
  • 两朵乌云
  • 巨星登场
  • 第一个原理:光速不变
  • 第二个原理:物理规律不变
  • 环球快车谋杀案
  • 同时性的相对性
  • 时间会膨胀
  • 空间会收缩
  • 速度合成
  • 质速神剑
  • 光速极限
  • 质能奇迹
  • 四个搞脑子问题
  • 第五章 CHAPTER FIVE 广义相对论的宇宙
  • 爱因斯坦的不满
  • 生死重量
  • 等效原理
  • 太空大圆盘
  • 时空弯曲
  • 引力的本质
  • 水星轨道之谜
  • 星光实验
  • 没见过这么黑的洞
  • 从黑洞到虫洞
  • 压轴大戏
  • 第六章 CHAPTER SIX 时空那点事
  • 时空中的运动
  • 四维时空
  • 时间旅行
  • 星际殖民
  • 星际贸易
  • 第七章 CHAPTER SEVEN 再谈四维时空
  • 宇宙时空的终极图景
  • 神奇的四维
  • 第八章 CHAPTER EIGHT 上帝的判决
  • 上帝玩不玩骰子?
  • 美剧《生活大爆炸》
  • 要命的双缝
  • 玻尔的上帝
  • EPR实验
  • 宇宙大法官
  • 上帝的判决
  • 万物理论
  • 第九章 CHAPTER NINE 宇宙是一首交响乐
  • 万物皆空唯有音乐
  • 击碎原子
  • 宇宙中的四种“力”
  • 超弦理论
  • 伟大的设计
  • 后记
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评分及书评

4.5
26个评分
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    给这本书评了
    4.0
    不是走近,而是走进相对论

    “星星眨着眼,月儿画问号…… 时光在飞逝,生命知多少……” 还记得《蓝猫淘气 3000 问》吗?小时候,我们都是科学家,我的理想就是去研究 “时间”;后来不知怎么地,学问越长越多、梦想渐行渐远,一颗童心淹没在人潮人海。 然而,当你看完天台风光,会发现楼下的人群就像小蚂蚁;当你看完飞机风光,会发现窗外的江山风月俱在怀中;当你看完这本书,潮起潮落、斗转星移、宇宙在你眼中也会换一番景象! 作为 “相对论史话”,它写尽了相对论的前世今生,是一本科普界的小说、畅销界的经典:在这儿,你不会被物理发展纪年表打扰,相反会被科学的悬疑和壮阔的史实所深深吸引;在这儿,牛顿不再是产出方程的机器,而是带着 Tom Jerry 游走于大水桶的老师;在这儿,爱因斯坦则走出神坛,一会儿调查环球快车谋杀、一会儿奔赴云霄电梯拆除炸弹、一会儿又走上超级大圆盘来展示奇异的时空观…… 瞧它!第一章用 “废话” 破了两个谣言,立下四条概念;二、三章用战争史的手法写物理发展,从伽利略、牛顿的经典基石,到光速测量的隐隐不安;四、五章进入爱因斯坦主场,细说狭义、广义相对论;后四章则用更宏大的结构漫谈四维时空、终极宇宙、微观世界,以及瞭望当下物理学的最新进展 —— 万物理论。 其中 “相对论” 是研究时间、空间、运动这三者关系的理论体系的总称,它是这一百多年来人类最伟大的两个理论之一。首先要破除的误解,就是 “相对” 二字 —— 多少人望文生义,想要故弄玄虚地讲一句:“万物都是相对的”?事实上,爱因斯坦在晚年一直很不喜欢别人把他的理论叫做 “相对论”,他自己觉得他的这个理论应该叫做 “不变论”,因为他的理论中最重要的部分是那些数学方程式中的不变量,且整个相对论都是从 “在任何惯性系中,所有物理规律保持不变” 和 “在真空中光的传播速度恒定不变” 这两条原理上发展而来的。这两条定理就非常了不得:前者是在牛顿的物理根基上迈出的坚实一步,称为 “相对性原理”;而后者则源自从伽利略时代就开始的 “光速测量” 命题,光在真空中的传播速度恒为 c,即 “光速不变原理”。而真正的不可思议才刚刚开始。高速运动下,钟表慢了,却没有任何机械的或者化学的原因,就是时间本身变慢了,与时间有关的一切都变慢了!用一个很酷很形象的说法就是时间膨胀了。尺子缩短了,同样不是任何机械的、化学的、材料的原因,跟任何外力无关,而是我们这个宇宙的物理规律,看似空无一物的空间本身也必须当作一个实体来看待:高速运动下,是空间本身收缩了! 但相对论的时间膨胀和空间收缩,无法真正让你长寿或苗条:​​如果你坐上 0.99999c 的飞船飞了 1 年后回来,地球确实已经过去了 224 年之久,但是对于你自己的感受来说,你真真切切的还是只活了 1 年,仍然只能感受到你自己生命中的每天仍然是 24 小时、1 小时仍然是 60 分钟。只是在走出飞船舱门的那一刹那,你看见的地球上的景物,已经隔世。从我们地球人的眼里来看,其实你也并没有比我们潇洒多少,虽然你的 1 分钟相当于我们的 224 分钟,可是在我们眼里,你的一切动作全都变慢了,我们吃一个包子 1 分钟就完了,而在我们眼里,你吃一个包子却要 224 分钟。​类似地,飞行途中,你地面上的亲人将看到 “压缩” 了 224 倍的你和飞船,你和飞船都变成一个很扁很扁的玩具模型了;但是在飞船中的你,却不会有任何感觉。 被誉为 “无疑是人类历史上最高的智力成就” 的广义相对论对此有着新的解释:在引力越强的地方,时空被弯曲得越厉害,也就是时间变得越慢,称为 “时空弯曲效应”。什么东西产生引力?是质量。质量越大,引力越强;引力越强,空间弯曲得越厉害 —— 可想:质量越大的物体在空间上形成的洞越深,质量足够大时就能形成黑洞,这正是广义相对论的推论之一。在黑洞里面,时间停止了,准确地说,时间不存在了,时空在这个地方被打了一个死结人类对宇宙的认识止步于黑洞的 “视界”。举个例子:假设有一个倒霉的宇航员不幸掉入一个黑洞,他在掉入黑洞的一刹那,从外面的观察来看,这个倒霉宇航员的时间停止了,他的动作也停止了,他就像照片定格一样被永远定格在了黑洞的边缘;但是,对那个倒霉的宇航员来说,时间仍然是流逝的,他仍然会感到自己掉了进去。“所谓黑洞,就是一切永远无法了解的事件真相的集合。” 霍金如是说。有黑洞,也有白洞?这是广义相对论的另外一个推论。所谓白洞,就是刚好跟黑洞性质相反的一个洞,这个洞不停地把物质以辐射的方式 “吐” 出来,尽管迄今为止,尚未有任何直接或者间接的观测证据出现。但至少为 “虫洞” 奠基,为时空旅行提供了理论可能性。假设未来无限远,假设时间机器确实可以造出来,那么概率再小也应该有未来人回来了啊。但是为什么我们从来没有见到过这样的未来人呢?历史上也从未记载有未来人光临,这可真令人沮丧。问题又来了,如果你回到过去杀死以前的自己的话,又怎么能有后面的你回到过去自杀呢?“自由意志丧失说” 认为:一旦你回到过去,就会丧失自由意志而完全被历史所控制,无法改变一丁点历史;“时空交错说” 则强调:你是可以回到过去,但是你回到的那个时空和真实的历史时空是平行纠缠在一起的,但永远不可能相交,你可以看见历史,但不能影响历史;“多历史说” 则相信:你做出任何改变历史的事情时,世界就分裂成了两个世界……   时空旅行、魂牵梦萦,却只是相对论的花边;相对论高深莫测,却只是物理大一统前 “最合时宜的偏见”;我所抓取的脉络更不过是原书的冰山一角。与其说我给你答案、即解决相关问题的能力,毋宁说我给你问题、即寻找答案的意识。—— 可望而不可及,或许也是科学的魅力。

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      给这本书评了
      5.0
      看得懂的相对论科普

      作者特别会讲故事,这本相对论的科普,有高中物理知识背景的,应该都能看懂。这本科普书,比很多科幻好看。本书不仅讲狭义相对论和广义相对论,而且讲了整个物理史的发展过程。从经典力学的绝对时空观,引出狭义相对论,从狭义相对论的矛盾引出广义相对论,最后谈到广义相对论和量子力学的冲突,以及最新的超弦理论,试图统一四种基本力,回答物质的本质。关于时空的本质和物质的本质,最新的理论是超弦理论。物质都是由基本粒子组成的。这些基本粒子到头来都是一根根的‘橡皮筋圈’,它们就像吉他弦一样在空间中振动着。构成这些橡皮筋的材料不是别的,也正是空间本身,一段弯曲的六维空间。一个个振动着的 “橡皮筋圈” 就是构成物质的最小单位,不同的振动频率构成了不同的基本粒子,不同的基本粒子组合又构成了质子、中子和电子,质子和中子组合在一起构成了原子核,原子核和电子一起构成了原子,原子构成分子,分子构成材料,材料构成了世间万物,包括你和我。如果上帝可以听见振动着的弦发出的声音,那么每一个基本粒子就是一个音符,原子就是乐句,分子就是乐段,世间万物、你和我就是乐章,整个宇宙就是一首恢宏的交响乐。这首交响乐从宇宙诞生的那天起就开始演奏,一刻不停歇,直到宇宙消失的那天为止。

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        给这本书评了
        4.0
        第一次看懂相对论

        推荐指数:(建议对这个领域感兴趣的朋友,优先阅读这本书)


        适合这些朋友阅读:
        - 想要了解相对论的朋友。
        一本绝佳的物理学科普书。
        科普其实是一件很不容易的事情,科学家们跋山涉水去探险,越是优秀的人,向前走得越远,而他们愿意不辞辛劳,折回来走到我们身边,再扶着我们重新走一遍这段旅程,让我们看到山那一边的风景。
        好的科普书,就是科学家折回来的距离长,带我们看得风景又很靠前,总之,是陪我们的路走得更长。
        汪洁先生这本《时间的形状》,就是这样,他对于读者没有过高的要求,几乎所有的解读都是建立在中学物理的基础上,让我们可以很轻松又全面地了解相对论。
        质能转换、时空弯曲、黑洞、虫洞,这些名词我们似乎了解又很不明白。读过这本书之后,会有更深一层的理解。
        书中有一点让我印象最深刻,就是这个理论与其叫「相对论」,不如叫「不变论」。爱因斯坦在提出狭义相对论时,最最基础的前提其实就是两条「不变」,而我们去了解相对论时,很容易被各种变换搞得头晕脑胀,而抓住到底还有什么是不变的,对于理解相对论至关重要。
        以往,优秀的科普书籍往往来自于国外作者,他们固然眼光独到语言明快,可是多多少少还是在表述中和我们隔了那么一层,而一位中文写作者的科普,就更容易让我们感觉到轻松幽默。
        总而言之,即使我们如今的生活,似乎和相对论还是很远,但是你还是应该去接近它,了解它,就像去高山,去大海,只是因为那本身就是无比壮丽的景象。

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        出版方

        北京时代华文书局 

        北京时代华文书局有限公司是安徽出版集团、时代出版传媒公司在北京独资设立的子公司,是全国第一家跨地区出版社。