科学声音.物理之美:时间的形状 柔软的宇宙 (套装共2册)

科学声音.物理之美:时间的形状 柔软的宇宙 (套装共2册) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

汪洁,吴京平 著
图书标签:
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出版社: 北京时代华文书局
ISBN:12190966
版次:1
商品编码:12190966
包装:平装
开本:16开
出版时间:2017-05-01
用纸:纯质纸

具体描述

产品特色

编辑推荐

适读人群 :25-45岁男性读者

1,喜马拉雅FM、蜻蜓FM、网易云热门主播——科学声音组织成员:科学有故事@汪洁+科学史评话@吴京平,一段堪比好莱坞大片的科学史话,一个神奇的物理世界。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。

2,《时间的形状:相对论史话》,从理论的角度,展现科学之美、物理之美,黑洞、虫洞、引力波、时间旅行、宇宙起点…… 当种种匪夷所思的物理学知识和你迎面相遇,你的世界再也不是原来的那个世界。

3,《柔软的宇宙:相对论外传》,从科学家的角度,展现人类智慧之美。拉普拉斯、爱因斯坦、朗之万、霍金……一个个光辉闪耀的名字,当揭开神秘面纱和闪耀光环,你会发现,科学家并非生活在真空中,每一个科学发现都和时代背景密切相关。当一次次命运的转折点来临,他们也和普通人一样,面对诸多颠沛流离和人生困惑。当一次次科学发现被揭开,是那么的反复曲折历程坎坷。

4,这两本书互相补充、互相解释,从两个不同的角度展现了科学之美、物理之美、相对论这一伟大理论之美。


内容简介

《时间的形状:相对论史话》:这是一本很有趣的科普书。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。本书上部(前五章)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,超级爱因斯坦闪亮登场。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”。 后四章是本书的下部,下部比上部更精彩,结构更宏大,故事更神奇,真相更惊人。在下部中,作者细致地剖析时空的真相,带你领略神奇的四维时空奇景,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,后看一看当下物理学的新进展——万物理论。

《柔软的宇宙:相对论外传》:这是一段跨越两百年的科学探索史,从拿破仑时代一直到二十一世纪,讲述了相对论的诞生以及在相对论的思想下发展起来的一系列学科。在吴京平老师风趣幽默的叙述中,在一步一步了解“柔软的宇宙”和“弯曲时空”的奇妙过程中,我们有幸与大师相伴而行。

人类从天圆地方的世界中心观,到认识到我们不过是宇宙中的一粒微尘,这中间,经历了怎样的坎坷历程?大爆炸宇宙学、黑洞、虫洞、引力波这些匪夷所思的物理学知识,是如何一步步发展并被验证的?牛顿、爱因斯坦、朗之万、霍金,这些天才的大脑,是如何一步步发现驾驭宇宙的基本力量,苦苦寻找人类社会未来答案的?在这本书中,所有你意料之中和意料之外的认知,都会以一个全新的方式呈现。看完这本书,你会发现,人类的科学认知探索历程,是一个让人“三观尽毁”、脑洞大开的历程。你的世界,将因这本书而颠覆。


作者简介

汪洁,科普作家,文津图书奖得主。科学声音组织成员,兼任中科院上海天文台“天之文系列科普讲坛” 讲者,上海天文博物馆首席志愿者讲解员,浙江省科技馆“科学脱口秀”讲者,“万有青年大烩”讲者,喜马拉雅、蜻蜓、网易等电台热门主播,受众无数,主播的专辑《星空的琴弦》《科幻世界漫游指南》《时间的形状》《寻找外星人的科学》等广受欢迎。

吴京平,北京人,生于军工科研大院,玩着天文望远镜听着相声评书长大,做过广告公司的美术总监,干过资深人机交互设计师,现为专职科普作家,全国首档科学秀主播,科学声音组织成员。在中国科技馆、上海天文馆等全国各科技馆举行的讲座极受欢迎。在喜玛拉雅、蜻蜓、网易云音乐等以“科学史评话”为名开播专辑《行星传奇》《地球的刻度》《物种起源》《量子力学外传》《伟大的试验》《宇宙大爆炸》等,单辑收听量均在百万以上。


目录

《时间的形状》目录

序/001

前言/003

第一章 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

史上最牛炼金术士牛顿/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

科学史上最成功的失败/041

第四章 爱因斯坦和狭义相对论

两朵乌云/048

巨星登场/050

第一个原理: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



《柔软的宇宙》目录

第1章 见证奇迹的时刻/004

第2章 以太?/016

第3章 一代宗师/025

第4章 电气时代/037

第5章 收缩假设/045

第6章 两朵乌云/055

第7章 物理学的奇迹年/064

第8章 双生子佯谬/078

第9章 第五公设/090

第10章 弯曲的时空/102


精彩书摘

第14章 大耳朵的发现

黑洞够不够黑,这的确是个问题!令大家大跌眼镜的是,这个黑洞居然会辐射粒子。让我们回到上世纪六十年代来回望一下那段脑洞大开的研究史吧!

因为微波背景辐射被找到了,这是很明显的证据。伽莫夫他们提出的大爆炸学说现在已经在风头上压过了稳恒态宇宙模型,但是霍伊尔还是不相信这个理论的,一度曾经有所动摇,但他后来又反水了,提出了新的稳恒态模型。不过大家对他的理论已经普遍兴趣不大了,当年那个崇拜他的超级粉丝霍金(图14-9)也已经长大成人。他打算报考霍伊尔的研究生,但是很遗憾,霍伊尔的学生太多,就把霍金调剂给了另外一位老师丹尼斯·夏玛。霍金这孩子很聪明,十七岁考进了牛津大学,还当上了赛艇队的舵手,是个风华正茂,才智出众的年轻人。可是,在牛津的最后一年里,他开始变得笨拙,时常摔跤,人们注意到,这个学生身体出现了问题。

在考入剑桥大学之后,他的身体越来越差,讲话开始含混不清。父母带他去做了检查,他得了“肌萎缩性脊髓侧索硬化症”,俗称“渐冻人”,医生预言他活不过两年。但是,他还是挺过来了,尽管他的生活空间越来越小,身体能活动的部分越来越少,后期他全身几乎都不能动弹,但是这不妨碍他的大脑已经在思考那最深邃最遥远的宇宙尽头。这就是他的使命,不是吗?

还好,他没有成为霍伊尔的研究生,霍伊尔常年在外,在校园之内停留的时间都不多。很难说会有多大精力去带学生,毕竟人家事务繁忙。夏玛老师则不同,他能实实在在地在学校里面好好培养呵护自己的学生,特别是霍金这样身有残障的年轻人。老师虽然自己还是偏向稳恒态宇宙,但是他鼓励霍金有自己的想法。夏玛是狄拉克的学生,说起来,狄拉克是霍金的师爷,也正拥有着名声最大的教职—剑桥大学卢卡斯数学讲座教授。当初牛顿也担任过这个教职,还是国王亲批的。若干年后,霍金也将担任这个教职,一干就是几十年……

在剑桥上学期间,夏玛老师时常带着学生们外出听讲座,结识各个领域的专家学者,霍金撑着不便的身体也跟着一起去。有一次碰到儿时的偶像霍伊尔讲学,霍金发现一个错误,不依不饶地大喊:“那个量是发散的!”,闹得霍伊尔下不来台。偶像又怎样呢?吾爱吾师,吾更爱真理!

夏玛老师的一大功劳便是把彭罗斯(图14-10)拉来入伙,从数学领域跳过来研究相对论和宇宙学。早在二十世纪五十年代,夏玛老师在餐馆里碰上了彭罗斯,彭罗斯就显示出了非凡的天分。后来彭罗斯和霍金也成了很好的朋友,在夏玛老师的带领下研究广义相对论。彭罗斯比霍金大了十一岁,大约就是李白与杜甫的年龄差距。彭罗斯本行是数学家,在拓扑学领域有很深的功底,他把拓扑学引入了广义相对论的研究。美国的物理学家对拓扑学并不重视,苏联人也不重视。郎道是苏联物理学界的学霸,他的入学考试号称叫“郎道势垒”,难度简直变态,能考进去的都是人尖。但是郎道不考拓扑学,因此另辟蹊径的任务就落到了英国人身上。法国人干什么去了?天知道!

这个拓扑学又是个什么学科呢?大家都玩过七巧板或者是拼图吗?理论上讲,这也算是拓扑学。拓扑学关注位置关系,不关心大小。曾经有个笑话,有个老板想造一个动物园,这就需要去抓很多动物,然后把动物关在笼子里。这需要一大笔钱,老板就问各位专家,有没有省点钱的办法。大家面面相觑,最后有个拓扑学家发言了,他说不用去抓野生动物,动物已经被抓住了。你想啊,一般的动物园都是动物们关在笼子里,人在外边看,现在我们把空间关系翻转过来:把人放在笼子里,动物放在外边,这不是一样的效果嘛!老板大受启发,于是世界上第一个野生动物园诞生了。果然是把人关在笼子里,动物在外边自由自在地溜达。

故事当然是当个段子来听,但拓扑学的思维告诉你空间的位置关系是个很深奥的东西,特别是高维空间内的拓扑结构。数学上著名的“梅比乌斯带”和“克莱因瓶”,倒是给人比较直观的感受。

梅比乌斯带(图14-11)是个弯曲的二维面,在三维空间里面反扭了一下。这是一个没有正反面的二维空间,纯粹只有一个面。你拿一支笔来涂颜色的话,可以不抬笔全部涂满。我们假想有一种二维的小人,生活在这种二维空间之内。他就会发现,当他转一圈返回出发点的时候,居然成了原来的镜像,完全颠倒过来了,不过不要紧,他再跑一圈就正过来了。感受到拓扑学的魅力了吧!

克莱因瓶(图14-12)是另外一种情况:这是一个有限无边的面,但是它也只有一个面。因为克莱因瓶是三维的,要想实现只有一个面,必须有第四个维度来帮忙,就如同梅比乌斯带一样。二维空间,要想实现只有一个面,就必须在第三个维度里面反扭一下。我们平时生活在三维空间里,感受不到第四个维度。因此你只能想象一下,克莱因瓶下面那个交叉的地方其实并不交叉,因为,瓶子尾巴是通过另外的维度接上瓶口的,这需要强大的脑补能力,暂时就别瞎想了,拓扑学匪夷所思的地方还多着呢。

爱因斯坦的广义相对论在战后已经成为了物理学家们必须要了解的一门学问,不像战前,了解的人并不多。但是对于奇点,大家意见并不统一,一个质量最够大的恒星真的能够一步步塌缩成为一个点吗?这个点究竟是怎么样的一种存在?那个早在第一次世界大战的战壕里被计算出来的史瓦西解就可以描述一个最简单的一种黑洞,这个黑洞是个静态球对称,而且不旋转不带电的黑洞。不久以后,带电的RN黑洞也被计算出来了。相对来讲,带电的RN黑洞只比史瓦西黑洞复杂了一点儿。到了60年代初,随着对大爆炸以及恒星塌缩过程的研究。奇点问题已经绕不过去了。究竟在塌缩的恒星之中,能不能生成奇点呢?大家众说纷纭。

苏联科学界相对来讲比较封闭。他们与西方的学术交流还是有的,但是显然没那么通畅,甚至名称术语都不统一:西方叫“塌缩星”,苏联人叫“冷冻星”。倒是美国的惠勒(图14-13)在一次报告上用了“黑洞”这个词汇。大家都觉得这个词不错,很传神地描述了这一类天体的特征,于是黑洞就成了标准的称呼。惠勒的人生跨度很长,三十年代他与玻尔一起工作过,后来在普林斯顿又与爱因斯坦成为同事。麦卡锡横行之时,泰勒要去非美委员会作证,对奥本海默不利,惠勒连夜苦劝无效,氢弹之父告发了原子弹之父,这是科学史上的悲剧。

惠勒后来一直活到了北京奥运会前夕,是哥本哈根时代仅存的大师。他一辈子培养出不少的好学生,比如研究虫洞和引力波的基普·索恩,提出黑洞熵的贝肯斯坦都是他的学生,我们在后文都会提到他们。

彭罗斯进入相对论领域,首先就证明了奇点的问题。彭罗斯用数学证明,奇点必定会出现,特别是黑洞里。这一套数学证明的过程用到了拓扑学,后来霍金把这个结论推广到了宇宙起始的那一刻,宇宙的开端必定有奇点。夏玛老师和彭罗斯以及霍金他们一伙人把剑桥变成了欧洲黑洞研究的老巢。

苏联人对外交流不算多,偶尔也来一趟,哈拉尼科夫做了个报告,栗弗席兹在家坐镇没来。他们认为黑洞里面的奇点并不稳定,在扰动之下可能有问题。当场有人提出了彭罗斯的理论,苏联人大惊失色,他们没听说过有这种理论。更加令人可怕的是他们对拓扑学不熟悉,彭罗斯的玩意看不懂。照理说,苏联人担心也并不是没道理,天体并不是完美的对称形状,同时下落汇聚的时候,能不能准确地同时汇聚到一个点上呢?万一对歪了没打中呢?万一时间对不上,彼此错过了呢?这是很正常的想法。

苏联的泽尔多维奇(图14-14)他们一帮子人当年是搞核弹的,原子弹爆炸也遇到类似问题。核装药是分解成好多块摆在个球面上,周围全是炸药。炸药要极其精确地同时起爆,各个核装药块在爆炸的推挤下,要在千分之一毫秒的时间里齐刷刷地撞到一起,同时中子源点火,时间上不能彼此错过,空间上不能对歪一丝一毫,核弹才能顺利起爆,做不到就只能放个哑炮。原子弹原理讲起来并不复杂,真要做到那可是千难万难。苏联人把核弹计算上用的思路移植到了黑洞塌缩上。当然啦,原子弹去引燃氢弹的过程也是类似的,黑洞计算上也可以借鉴,泽尔多维奇就是苏联研制氢弹的功臣之一,这种办法很可靠,而且大家也都信得过。好多物理学家怀疑彭罗斯他们,惠勒倒是偏向彭罗斯。要是奇点还要考虑量子效应,那又是一个头两个大。

彭罗斯他们没工夫管这些事情,和霍金几个人开始发展这套分析方法,很快,就成了一个非常厉害的体系。他们提出了新的奇点定理,一帮物理学家不得不恶补拓扑学的知识。这种情形在历史上也不是第一次出现了,当年他们也是恶补微分几何、恶补矩阵,现在开始恶补拓扑学。数学家动动嘴,物理学家跑断腿啊!

后来,索恩和霍金几个人去了苏联,见了见苏联的朋友们。栗弗席兹(图片14-15)倒是痛痛快快地承认了错误。反正栗弗席兹很坦诚,他们用传统方法也算出了一个可以稳定存在的奇点,大家殊途同归。传统方式能算出更加丰富的信息,拓扑学只能告诉你有奇点,却不能告诉你别的。

奇点的问题告一段落,视界面还有问题。天体并不是完全对称的,万一是个歪瓜裂枣的形状,塌缩过程里能不能形成个完美的球形的视界面呢?苏联的泽尔多维奇小组得出来的结果是—“天空飘来五个字,这都不是事”,略微有些起伏没关系。在塌缩的过程里,这些不完美的地方会变成引力波辐射出去,最后变成完美的对称形状。苏联人一宣读结论,西方人就感到震惊,看来铁幕那一边的人还是很有实力的。泽尔多维奇是研究核弹出身,后来才转行来折腾黑洞的。计算黑洞的塌缩过程,把氢弹计算上要用到的那些压力、激波、高温、核反应、辐射全都用上了。

夏玛老师经常派学生去参加各种各样的学术会议,有时候是霍金去,有时候是别人。这一次去的是埃利斯,回来以后两眼放光,讲座上爱尔兰的伊斯雷尔提到他算出来的结果:哪怕天体是方的,塌缩成黑洞也会得到一个完美球对称的形状。

电荷与角动量不会变成引力波辐射出去,因此不会被抹平,这两个信息是丢不掉的。黑洞就只剩下三个信息:旋转、电荷、质量。任何一个黑洞,有这三个信息你就能描述了,这是一个非常毁三观的结论。普通人一定会问:吸进去的物质都哪里去了?其实这不奇怪,我们平时生活里见到的物体总可以获得许多的信息,一块蛋糕你可以掂量掂量有多重,也可以咬一口看看软硬,还可以尝尝是甜的还是咸的。总之,一块蛋糕包含了非常丰富的信息。我们都是通过这些信息来理解特定事物的,信息越是丰富,我们就越是觉得这个东西实在,相反就不太能接受信息越来越少的情况。气体的信息就少多了,没有形状,也不一定有味道,很可能没有颜色,了解空气只能通过流动时产生的风和气压。面对黑洞,我们很不安,物质掉进黑洞里,我们熟悉的那些信息统统感受不到了。对此,我们的脑子很难接受。大家总是脑补,物质一定囤积在黑洞的内部。人总是违拗不过直觉,可物理偏偏又是反直觉的,大跌眼镜已经是家常便饭了。

搞广义相对论的科学家们对此并不在意,奇葩的东西见怪不怪。惠勒充分体现了他为老不尊的一面,他把黑洞信息理论称为“黑洞无毛定理”(这个词在西方含有XXX的意味),物理学家们广泛接受了这个称呼,伊斯雷尔在自己论文里面毫不犹豫地就写上了“黑洞无毛定理”。倒是杂志的编辑们受不了了,你们这帮子物理学家为什么都这么“污”!《物理评论》的老编辑们拒绝刊登这种含有污言秽语的文章,但最后还是胳膊拧不过大腿,大批的物理学家们用得不亦乐乎,编辑们也不得不接受了这个词。这个词翻成中文倒是看不出什么,有人还称为“三毛定理”,倒也是蛮贴切的。

惠勒一向很顽皮,他七十岁生日的时候,正好参加学术会议。他发现没人记得今日是他的七十大寿,一份礼物都没收到。于是就在别人的椅子腿后面绑了鞭炮,一声轰响,现场乱作一团……


前言/序言

《时间的形状》前言

我希望这是一本很有趣的书。我认为这本书与传统科普书最大的差别在于,它更像是一本茶余饭后的休闲书,或是一本有点意思的小说。在这本书里,你会看到很多天马行空般的小故事。牛顿带着 Tom和 Jerry 来到一个大水桶里面,观看神奇的水面凹陷;爱因斯坦化身大警长,先是调查了一起环球快车谋杀案,然后又要奔赴云霄电梯处理可怕的超级炸弹,最后又在太空中建造了一个超级大圆盘以展示他那神奇的时空观。虽然这一切看上去不像是正经八百的科普,但我可以很负责任地说,故事里包含的都是些很靠谱的科学真相。很多科学真相用“不可思议”来形容是一点都不过分的,你平常之所以感受不到物理学的神奇,那是因为没有人告诉你很多看似普通的物理现象背后的故事。现在的高中生都会在实验室做一个观察光的双缝干涉图像的实验,这是一个普通得不能再普通的高中光学实验,可是却没有人告诉他们这个实验背后隐藏着的惊天大秘密,这个秘密足以撼动以爱因斯坦为代表的一代科学家苦苦建立起来的物理学信仰。一个简单的光学实验,如果你了解了它藏在最深处的本质,会惊讶地发现:这个世界不再是我们头脑中原来的那个世界了,我们头脑中很多朴素的哲学观念,例如物质决定意识、原因决定结果等等,都将受到空前猛烈的冲击。而且,我确确实实是在讲科学,不是在讲神学或者宣扬神秘主义。


《柔软的宇宙》后记

与大师为伴

这本书讲述了一段跨越两百年的物理学史,这是一个让人“三观尽毁”、脑洞大开的探索历程。

在一步一步了解“柔软的宇宙”和“弯曲时空”的奇妙过程中,我们有幸与大师相伴而行。对这段历程,我有自己偏爱的观察角度。第一个角度是——科学家并非生活在真空中,伟大的发现不是科学家们开脑洞开出来的,每个科学发现都要放到历史大背景中去审视。比如热力学的发展与蒸汽机大规模应用关系密切,电磁学与第二次工业革命以及电气时代的到来密不可分。

1879爱因斯坦出生在德国小城乌尔姆,同年,电学宗师麦克斯韦在英国去世,时间上的巧合颇有点交接班的意味。麦克斯韦去世前一天,美国的爱迪生递交了实用灯泡的专利申请,爱因斯坦的父亲也将与灯泡结下不解之缘。你感觉到了吗?历史总是把千般线索巧妙安排。

至于第二个角度,那就是——科学家也是人,他们也有七情六欲,也有喜怒哀乐,也有错综复杂的人际关系。有人的地方就有江湖,这话说得一点儿不假。你能想到吗?爱因斯坦上大学时经常翘课,而且他是奉子成婚。请不要责怪我太过八卦。他们与我们一样,是活生生的普通人。当世界大战来临之时,他们是各为其主呢?还是捍卫人类的良知与底线呢?科学家们展现出了与丰富的人性侧面。

了解科学知识固然很重要,但这些科学家群体或许更值得我们关注。有人早已故去,有人远在万里之外。虽然他们与我们不在同一个时空,但我们读他们的故事,不就相当于穿越时空,与他们为伴吗?能与大师为伴,是多过瘾的事儿啊!

什么是科学?

“科学”二字本是名词,字面原意就是“分科之学”。在我国,科学经常被当做形容词使用。人们总是说,“XXX不科学”,这时候“科学”已经成了正确与优化的代名词,但是人们对于科学本身的含义却未必清楚。到底什么才是科学呢?人们往往会把自己认为正确的观点统统成为“科学”。这时的科学,就是狭义的科学。

凡是能被科学讨论的,必须是可以测量的。伽利略做斜面滚落实验,连续测量了上千次之多,比萨斜塔上的自由落体实验更是个广为流传的科学故事。尽管伽利略做没做过这个实验现在存疑,是不是在比萨斜塔做的也存疑。至少是在伽利略他们这一代人手里,科学从哲学中分离出来,最后逐步发展成了现代科学体系。




《科学声音·物理之美:时间的形状》 《时间的形状》这本书,正如其名,是一次深入时间本质的探索之旅。它不是一本枯燥的教科书,也不是一本充斥着晦涩公式的学术论文集。相反,它以一种引人入胜、富有诗意的方式,揭开了时间这个宇宙中最神秘、最迷人的维度之一的面纱。作者以其深厚的物理学功底和卓越的文学天赋,将那些抽象的时间概念,通过生动的比喻、巧妙的类比和引人入胜的故事,变得触手可及,令人回味无穷。 书的开篇,作者便将我们带入了一个日常却又充满疑惑的场景:时间到底是什么?我们每天都在经历它,感受它的流逝,但我们对它的理解,往往局限于“过去”、“现在”和“未来”这样简单的词汇。然而,科学的视角远不止于此。本书将从牛顿经典时空观出发,阐释时间如何被视为一条笔直、恒定的河流,在宇宙中均匀流淌,不受任何因素干扰。这种朴素而直观的理解,在很长一段时间里塑造了我们对世界的认知。 但随着科学的进步,尤其是在爱因斯坦的相对论出现之后,我们对时间的认知被彻底颠覆了。作者将带领读者一同进入相对论的奇妙世界,理解时间不再是绝对的、普适的,而是相对于观察者的运动状态和引力场而改变的。我们将了解到,高速运动的物体,其时间会比静止的物体流逝得更慢,这便是“时间膨胀”的概念。想象一下,如果宇航员以接近光速的速度进行星际旅行,当他们返回地球时,会发现自己比留在地球上的同龄人年轻得多。这种匪夷所思的现象,在相对论的框架下得到了精确的解释,也为我们打开了理解宇宙运行的全新视角。 本书对引力与时间关系的探讨同样精彩。爱因斯坦的广义相对论告诉我们,引力不仅仅是物体之间的吸引力,更是时空本身的弯曲。质量巨大的天体,如黑洞,会极大地扭曲周围的时空,导致时间在靠近这些天体的地方流逝得异常缓慢。作者会用生动的例子,比如黑洞视界附近的时间奇点,来解释这些极端情况下的时间异常,让我们对宇宙的宏大和神秘产生更深的敬畏。 除了宏观的时空观,本书还将触及微观世界的时间概念。量子力学的发展,为我们带来了对时间更深层次的疑问。在量子层面,时间的粒度、量子纠缠中的时间联系,以及时间箭头的起源等问题,都充满了未解之谜。作者不会回避这些复杂的科学问题,而是会以一种清晰易懂的方式,引导读者去思考这些前沿的物理学议题。例如,为什么宇宙只有向前,而没有向后?时间的方向性——也就是“时间箭头”——是如何形成的?是熵增原理赋予了时间方向,还是有更深层的物理原因?本书将对这些问题进行深入浅出的解读,激发读者对科学的好奇心。 《时间的形状》还有一个显著的特点,那就是它并非仅仅停留在理论的阐述。作者会巧妙地融入许多历史故事和科学家的生平事迹,让冰冷的科学概念与鲜活的人物故事交织在一起。从古希腊哲学家对时间的思考,到伽利略对运动的研究,再到牛顿的力学体系,以及爱因斯坦的革命性突破,这些科学史上的重要节点,都将被串联起来,展现人类对时间理解的漫长而艰辛的探索过程。通过了解这些科学巨匠的思考方式和探索历程,读者不仅能更好地理解科学知识,更能感受到科学精神的魅力。 书中对时间和空间关系的探讨也是一个重要篇章。在相对论中,时间和空间不再是独立的背景,而是相互关联、形成一个统一的四维时空连续体。作者会解释,我们之所以能够感知到时间和空间的维度,以及它们之间的相互作用,是如何影响我们对宇宙的体验。这种统一性的视角,帮助我们摆脱了日常生活中对时间和空间的直觉束缚,更接近宇宙的真实面貌。 本书的语言风格流畅自然,充满智慧的火花。作者善于运用类比和隐喻,将复杂的物理概念形象化。例如,作者可能会将时空想象成一张被物体压弯的床单,来解释引力如何弯曲时空;或者用河流的比喻来描述时间的流逝,但又会指出这种比喻的局限性,引出更深刻的讨论。这种文风使得阅读体验轻松愉快,即使是初学者也能在不感到压力的前提下,逐步领略到物理学的精妙之处。 最后,《时间的形状》并不仅仅是为了普及科学知识,它更试图引发读者对宇宙、对生命、对自身存在的深刻思考。当我们理解了时间的相对性,理解了宇宙的浩瀚与神秘,我们对自身在宇宙中的位置,对生命的意义,可能会产生全新的感悟。这本书,就像一次心灵的旅行,引领我们穿越时空的维度,去感受物理学的诗意与哲学的美丽。它告诉我们,科学并非只有冰冷的数字和公式,它同样蕴含着人类最深邃的智慧和最浪漫的想象。 《柔软的宇宙》 《柔软的宇宙》这本书,是一次对我们所处现实世界的深度解构与重塑。它挑战了我们对“现实”的惯常认知,引导我们去审视那些隐藏在日常表象之下,更为基本、更为奇妙的宇宙构成。本书并非从宏大的宇宙尺度出发,而是将目光聚焦于构成我们物质世界的微观粒子,以及它们之间微妙而深刻的相互作用。作者以一种既严谨又充满想象力的方式,带领读者潜入原子、电子、光子等微观粒子的世界,揭示一个与我们日常经验截然不同的、充满“柔软”与“不确定性”的宇宙图景。 书的开篇,作者便提出了一个引人深思的问题:我们所见的、所触碰的,究竟是什么?那些看似坚固的桌椅、流动的溪水、甚至是组成我们身体的血肉,从根本上来说,是由什么构成的?本书将带领我们走进量子世界,认识到构成物质的最基本单元,并非我们想象中的微小、坚实的“粒子”,而是更为模糊、更为抽象的能量和场。电子不再是绕着原子核旋转的小球,光子也不再是单纯的光的粒子。它们表现出的奇特行为,如波粒二象性,彻底颠覆了我们对“物体”的直观理解。 作者将用通俗易懂的语言,解释量子力学中的一些核心概念。例如,“量子叠加态”,它意味着一个粒子可以同时处于多种可能的状态,直到被观测的那一刻,它才会“坍缩”成一个确定的状态。这就像一个硬币,在空中旋转时,它既可以是我们看到的正面,也可以是反面,只有当它落地,我们才能确定其最终的状态。这种“不确定性”和“可能性”是量子世界的基石,也是本书“柔软”一词的深刻含义所在。 本书对“量子纠缠”的阐述尤为精彩。当两个或多个粒子发生量子纠缠后,它们之间会形成一种神秘的联系,无论它们相距多远,一个粒子的状态改变,会瞬间影响到另一个粒子的状态。爱因斯坦曾将其称为“幽灵般的超距作用”,因为这种联系似乎违反了光速不可超越的限制。作者会深入探讨量子纠缠的意义,它不仅是现代物理学研究的前沿,更可能成为未来量子通信、量子计算等颠覆性技术的基础。理解量子纠缠,就是理解宇宙中一种前所未有的、超越空间限制的连接方式。 《柔软的宇宙》还将探讨“量子场论”这一更为深刻的理论。在量子场论中,粒子不再是独立的实体,而是场的激发态。宇宙中的每一种基本粒子,都对应着一个遍布整个宇宙的量子场。例如,电子场、光子场、夸克场等等。我们所见的“粒子”,仅仅是这些场在特定区域的能量集中表现。这种“场”的视角,将我们从对“物质”的物质性认识中解放出来,认识到宇宙的本质可能是更为基础的能量与场的动态平衡。 本书的另一大亮点,是对“不确定性原理”的深入解读。海森堡的不确定性原理告诉我们,我们不可能同时精确地测量一个粒子的位置和动量。对一个量测量得越精确,对另一个量的测量就会越模糊。这并非由于我们测量技术的不足,而是宇宙本身的固有属性。这种原理,彻底打破了经典物理学中对确定性的追求,揭示了微观世界固有的“模糊”与“概率”。作者将通过生动的例子,让读者理解这一原理的深远意义,它不仅是微观粒子的行为准则,也对我们理解宏观世界的因果关系产生了哲学性的启示。 《柔软的宇宙》并非仅仅停留在理论的罗列,它更着重于展现这些抽象概念如何影响我们对世界的感知。例如,为什么光是一种波,又可以被看作是粒子?为什么原子核是如此微小,但却占据了原子的大部分质量?这些看似简单的现象,在量子力学的解释下,都变得井然有序。作者会引导读者去思考,这些微观世界的规律,是如何最终决定了我们宏观世界的各种现象,比如物质的形态、化学反应的发生、甚至生命的演化。 本书在语言上也力求通俗易懂,避免过多的专业术语。作者善于运用生动的类比和形象的比喻,将复杂的量子概念具象化。例如,将量子叠加态比作一个音乐盒,在打开前,我们不知道它会奏响哪首乐曲,但音乐盒本身是完整存在的。或者用“云”来比喻量子场,我们看到的粒子,只是云层中的某个局部凝结。这种通俗的解释,能够帮助读者跨越知识的门槛,轻松愉快地进入量子世界的奇妙旅程。 此外,作者还会介绍一些有趣的量子现象和实验,比如双缝干涉实验,它完美地展示了粒子为何同时具有波动性和粒子性。通过对这些经典实验的解读,读者可以更直观地理解量子世界的反直觉性,以及科学家们是如何一步步揭开宇宙奥秘的。 《柔软的宇宙》的意义,并不仅仅在于普及量子物理知识。它更在于拓宽我们的视野,挑战我们固有的思维模式。当我们认识到现实世界并非我们表面所见的那般“坚固”和“确定”,而是充满了“柔软”与“可能性”时,我们对宇宙的理解会变得更加深刻。这本书,鼓励我们以一种更加开放、更加包容的心态去面对未知,去拥抱那些看似难以理解的自然规律。它让我们意识到,我们所生活的宇宙,远比我们想象的要更加奇妙、更加富有诗意。它是一次对物质本质的深刻洞察,也是一次对人类认识边界的勇敢拓展。

用户评价

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我一直以为,想要真正理解物理学,就必须啃下那些厚厚的教科书,那些密密麻麻的符号和推导过程是通往真理的必经之路。然而,这本书彻底颠覆了我的看法。它更像是一场由顶尖科学家引导的、深入浅出的对话,充满了对未知的好奇和探索的激情。作者在描述那些极其抽象的概念时,总能找到绝妙的比喻。比如,它用织布机和抖动的桌布来解释时空弯曲,一下子就让那个原本只存在于爱因斯坦公式里的概念变得可视化、可触摸。这本书的叙事节奏掌控得非常好,它不会让你在某个知识点上停留过久而感到枯燥,总能在你即将产生“我有点跟不上了”的念头时,适时地引入一个引人入胜的历史故事或者一个颠覆性的实验发现。我尤其欣赏它对科学史的梳理,它没有把科学家们塑造成神一样的存在,而是展现了他们如何在一个充满错误、争议和灵感的迷雾中艰难前行。这种“人味儿”的叙述,让科学不再是冰冷的代码,而是一群充满智慧和热情的探索者的集体冒险。读完后,我不再害怕去谈论那些深奥的物理概念,因为我已经拥有了理解它们的“语言框架”。

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我通常对这种篇幅较长的套装书会有点拖延症,总觉得要一口气读完压力很大。但是《科学声音》系列给我的感觉完全不同,它更像是一系列精心策划的讲座系列,每一章都可以看作一个独立的主题单元,但主题之间又有着千丝万缕的联系,像是一张巨大的、精美的网。它的语言风格极其克制,很少使用夸张的形容词来煽动情绪,所有的震撼都来自于它揭示的自然法则本身的奇妙。比如,它在解释引力波的探测难度时,那种对人类现有技术极限的冷静剖析,比任何渲染都更有力量。我发现自己开始关注生活中的各种物理现象,比如水在不同温度下沸腾时发出的细微“噼啪”声,不再仅仅是背景噪音,而是成为了一个关于能量转换和分子运动的微型实验场。这本书的价值不在于让你立刻成为物理学家,而在于它极大地拓宽了你感知世界的维度,让你成为一个更具好奇心和批判性思维的观察者。它成功地让“科学”这个词不再是考试的代名词,而是通往宇宙深层奥秘的一把钥匙。

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读完这套书,最显著的感受是,我对自己所处的时间和空间的概念发生了根本性的重构。过去我总是觉得时间是线性、均匀流淌的河流,一旦过去就永远消失了。但书中对时间维度复杂性的探讨,特别是与引力、速度以及熵增的关联分析,让我开始领悟到“时间之箭”的真正含义。它不再是一个简单的箭头,而更像是一个被宇宙整体结构所决定的、具有方向性的场。而且,这本书在处理那些高深的数学概念时,采取了一种非常高明的策略——它不回避数学,但会用极其优雅的文字去描述数学背后的物理直觉,仿佛在说:“看,这些数字和符号只是我们描述这种美妙现象的工具,现象本身才是核心。”这套书的装帧设计也体现了这种哲学思想,内页的材质偏哑光,减少了光线的反射,使得阅读的专注度极高。对于任何一个对宇宙的终极问题抱有深沉好奇心的人来说,这套书都是一份无价的礼物,它不仅提供了知识,更重要的是,它提供了一种看待世界的全新视角,一种充满敬畏和理性的视角。

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这套书的第二册,聚焦于“柔软的宇宙”这个概念,真是妙极了。它似乎在暗示,我们所感知的那个坚硬、确定、不可更改的现实,其实充满了弹性、流动性和尚未被完全定义的可能性。作者对量子世界的描述,尤其令人着迷。它没有满足于教科书式的“波粒二象性”的简单陈述,而是深入挖掘了观测行为对结果产生的影响,探讨了意识在物理现实构建中所扮演的隐秘角色。我感觉这已经超出了纯粹物理学的范畴,它触及到了形而上学的边界,引人深思。在阅读的过程中,我经常会停下来,望向窗外,试图用书中描述的视角重新审视周围的一切——那棵静默的树、流动的水、甚至空气中漂浮的微尘,似乎都充满了尚未被完全解开的物理谜题。这本书的论证逻辑非常扎实,它建立在成熟的物理理论之上,但又不拘泥于此,大胆地进行着前沿的猜想和推测。对于一个热爱思考的读者来说,这种既有根基又充满想象力的文本,简直是精神的盛宴。它让“想象力是第一生产力”这句话在科学领域得到了最完美的诠释。

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这本书的封面设计简直太抓人了,那种深邃的蓝和神秘的紫交织在一起,就好像真的能从封面上看到宇宙的脉动。拿到手里沉甸甸的,纸质感非常好,印刷的油墨散发着一种淡淡的墨香,让人立刻就能感受到这是一本用心制作的精品。我本来对物理这个学科抱有一种敬畏甚至有点畏惧的心态,觉得它离我们的日常生活太遥远了。但是这本书的切入点非常巧妙,它没有直接抛出复杂的公式和理论,而是从我们最能感知的“声音”和“时间”入手。比如,书中关于声波如何在真空中传播的讨论,虽然是探讨一个看似基础的问题,但作者的阐述方式充满了诗意,将物理的严谨性包裹在了一种哲学思辨的外衣之下。我特别喜欢它探讨的那些关于“慢动作宇宙”的想象,它成功地把我从日常的琐碎中抽离出来,带到了一个由基本粒子和能量场构筑的宏大剧场里。读完第一部分,我感觉自己对世界的底层逻辑有了一丝丝更清晰的认识,不再仅仅停留在表面的现象观察,而是开始尝试理解“为什么是这样”。这本书的排版也很舒服,字与字之间的间距,行与行之间的留白,都经过了精心的考量,长时间阅读也不会感到眼睛疲劳,这对于一本需要集中精神去理解的科普读物来说,是非常重要的细节体验。

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读书能够荡涤浮躁的尘埃污秽,过滤出一股沁人心脾的灵新之气,甚至还可以营造出一种超凡脱俗的娴静氛围.

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买来送朋友的 她喜欢看书 参考了她喜欢的书单 买的 正好赶上有活动 虽然没有优惠最大化 但是凑成这样我也很满足了 下次 下次可以自己买了看看 感觉自己需要多看书 弥补空虚的灵魂 哈哈哈哈哈哈哈哈

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很好看,很好看哦?完美哦?

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看着挺有意思,思想开阔

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果然书大一点更养眼,电子书没几秒就要动手指。内用也挺生动有趣。

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盯了一段时间了,科普一下自己

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我们所处的空间,是三维四维还是五维?

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国人写的科普读物,希望这种著作越来越丰富,好评~

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