第一推动丛书 插图本:从大爆炸到大终结 [How to Build a Universe] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] 本·吉利兰 著，萧耐园 译

图书标签:

• 宇宙学
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• 物理学
• 科普
• 大爆炸
• 宇宙演化
• 科学普及
• 插图本
• 第一推动
• 宇宙起源

出版社： 湖南科学技术出版社

ISBN：9787535793003

版次：1

商品编码：12219179

包装：软精装

外文名称：How to Build a Universe

开本：16开

出版时间：2017-11-01

用纸：雅致纸

页数：224

正文语种：中文

编辑推荐

　　

★讲宇宙的图书有很多，而我们之所以选择引进这本书，是因为它的图文确实足够突出，作者对知识点取舍得当，深入浅出，读起来通俗易懂且十分有趣，足以让我们解释给别人。

★醒目而准确的配图，幽默而博学的故事，科学插图画家本·吉利兰用亲切的语言告诉我们，宇宙从大爆炸开始，时间由此开始，并带领我们一直到现在。

★当你想捧读这本书时，一定是对广袤的宇宙充满了好奇，那么这本书对得起你的这份探索精神，它一定会满足你对宇宙的想象和知识需求。

★数次调整排版，整体精心设计，UPM芬欧雅光纸全彩内文，参照原版图书调色印刷，从内容到载体都物有所值。

　　

内容简介

　　

本书主要介绍宇宙是怎样形成的：我们如何发现大爆炸，能量如何成为物质，一系列物理定律如何使得物质相互作用产生了恒星、星系和生命，以及宇宙的未来是终结还是重生。如果宇宙不是我们想象的唯1存在，那么它的逝去并不会让我们对生命的存在感到迷茫。

l 我们发现大爆炸，放弃了宇宙静止和永恒的观点。

l 第一批物质粒子怎样形成，正是它们构成了我们的宇宙。

l 基本作用力创造第一批复杂的结构，点燃第一批核火焰，促使宇宙摆脱黑暗。

l 恒星作为宇宙压力锅烹饪出一些重元素来，坍缩星体造出了黑洞。

l 培植几个大星系，并由黑洞经营我们的宇宙园地。

l 黄色太阳作为热菜，献上我们的招牌菜——地球，并准备生命的配方。

估量宇宙万物的结局，从宇宙切割出奇点并创造一个多元宇宙。

　　

作者简介

本·吉利兰 Ben Gilliland

本·吉利兰是一位获奖的科学作家和插画家。他于2005年开始为英国《地铁报》的通俗宇宙科学专栏写稿，为大众讲解科学知识，并因此赫赫有名。2013年他获得了Arthur Clarke爵士太空成就奖。

内页插图

精彩书评

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目录

引　言

第1章　我们怎样发现大爆炸

第2章　宇宙诞生

第3章　我们怎样发现原子

第4章　作用于宇宙的力很强

第5章　恒星诞生

第6章　恒星的一生和死亡

第7章　会见星系园丁

第8章　烹煮太阳系

第9章　终结还是重生

名词注释

索　引

致　谢

精彩书摘

你本身的奇迹 / 引言

当人类首次考量自己的生存状态时，他面对的是一个环境恶劣的世界。早期人类以游猎方式按小型部族群居，无从把握自己的命运，所以他们设想自己的命运掌握在诸神手中。不管怎么说，把希望寄托于神迹，对于短暂而艰难的生涯来说，总比徒然悲叹要强。后来科学逐渐萌兴，通过搜集证据和验证想法，发现了支配宇宙的自然规律和机制。只要正确地运用雄辩的思想、证据和实验，即使奇迹也能解释。

随着科学破除了迷信的神迹，它揭示了一切奇迹中最大的一个——你本身的奇迹。你的旅行开始于约138亿年前时空存在之前的那个时候，时间就从那时开始。在一无所有的某个地方，即将开始的宇宙中可能存在的一切都挤压在一个比最小的粒子还小的所在。后来（原因尚不明白）所有这潜在的一切都在一次势不可挡的“大爆炸”中释放出来了，宇宙由此诞生。起初的宇宙是超高温的等离子体，就像一锅沸腾不已的热汤，逐渐膨胀并冷却，随着这一进程，从这锅汤里首批粒子结合生成。所有这些粒子以物质和反物质的两种类型产生。如果说物质和反物质是等量地产生的，那么在后来确实发生的两者互相湮灭的连锁反应中，宇宙本来会消失殆尽。可是由于我们尚不知道的原因，物质的数量稍稍多于反物质，于是宇宙（连同潜在的你）便得以存在至今。

不过你的存在还不是一个唾手可得的结论。随着宇宙的膨胀，物质向四周扩散。要是物质分布得十分均匀（就像把水倒进一个水桶），那么它将永远保持那样的状态。幸好膨胀的宇宙并非绝对均匀，在局部区域物质稍微密集些，引力便大行其道。越来越多的物质被吸引在一起形成了气态星云，星云坍缩产生了足够高的热量和压力，触发了核聚变反应，使首批恒星闪耀光芒，而且把原子压缩在一起产生了多种重化学元素，而你正是由它们构成的。

如果所有这些化学物质都封闭在恒星内部，那也没有用处。幸运的是这些早期恒星质量真大，而大质量恒星则是短命的，所以当恒星在炼成这些重元素后，作为超新星而爆发——把这些可再生的种子洒向宇宙的四面八方。如果物理定律稍微有些不同，这些恒星的质量就不会那么大，大到足以“砰蓬”爆发，那么构成你身体的化学元素只炼到一半，而且只能永远锁藏在一个个冷却的碳团里（指白矮星 ——译注）。几十亿年以后，经过几轮核聚变反应的循环，星系形成了，宇宙还存在着，称为银河系的一个星系将要见证随后的奇迹。

大约在45亿年以前，在一颗不起眼的恒星周围，有一颗行星从尘埃和冰块盘旋着的星周盘里凝聚而成。它有些不忍卒睹——只是一个有金属沉积、被烧焦的炽热熔岩球——但是它毕竟已经形成，而且与恒星的距离几近完美。它离得不太近，避免成为热不可耐的火炉，也离得不太远，不致成为大而无当的冰块。正是在这颗行星上生命应运而生，这看似代表了最佳的机遇，而且似乎造就了一个很大的奇迹。

真正的奇迹来自于一个火星大小的行星状天体，它猛撞我们的幼年行星，把很大一团岩态物质抛向太空。这就形成了月球。生成月球的这次撞击也让地球自转轴歪向一侧，这就意味着太阳的能量不致于集中投射到单一区域，而且月球的引力也阻断了地球绕轴的无序晃动，这使得地球的气候稳定，阻止了气候的剧烈动荡（而这可能灭绝生命）。月球的诞生使地球成为生命的理想摇篮，但还不止于此，月球的引力推动着地球的海洋，潮汐日复一日地冲刷着今日大陆的海岸线。可能正是这种潮汐作用反复而有序地出露又淹没海滩，才是促使生命进化的首要原因。

对你来说这是最后的奇迹……。这些首批单细胞的生命体，不论是什么机制导致它们演化，我们的祖先总来自它们之中。当你今天坐在这里读着这本书的时候，你和这些微小的浮游生物之间曾经存在一条连绵不断的纽带。38亿年以来，咱们祖先中的每一代都长时间地生存过，足以把它们的遗传因子留传给下一代。这是多么不可思议，经过近 40 亿年来的物种灭绝、弱肉强食、疾病流行、社会剧变、战争杀戮和饥荒肆虐，一条连绵不断的生命之链通向于你。

这就是我所称的奇迹。

在这本书里我们将描绘能量怎样成为物质，一系列物理定律如何导致物质相互作用，产生了恒星、星系和你。我们还将描述一些科学发现和突破，它们帮助我们理解宇宙是怎样形成的。

怎样测量宇宙 / 第1章 我们怎样发现大爆炸

即使近如19世纪，你也很难强求天文学家告诉你天体的距离，尽管它们可能较近，诸如火星和金星之类；至于更远的恒星和星云，那只能靠猜测了。

正如我们所见，17世纪望远镜的发明开辟了天文观测的新前沿——曾经难用肉眼察觉的针尖大的光芒顷刻间被发现原来是行星、卫星和彗星。即使我们能直观地看到宇宙在眼前膨胀，问题仍在于科学家们既不能跨步子测度或拉卷尺丈量，也不能像闹市中的测工用“计里程车”之类的工具去测定天体之间的距离。那么他们是怎样测量空间距离的呢？

视差角

对于较近的物体，用一种称为三角视差的数学上比较简单的方法就能得到答案，为了不使你因回想起学校里学习几何而产生恐慌，我们就只称它为“视差测量”（上世纪70 年代有一部精彩的科幻惊险电影曾经涉及到它，你是否想到啦？）

现在，你只要按下述简单步骤去做，就能看到视差效应：

1.竖起一根手指离开你的鼻子几英寸（1英寸＝2.54厘米），闭上一只眼睛。

2.注意你的手指相对于背景物体的位置。

3.现在闭上这只眼睛，睁开另一只眼。

[如果你是赛克洛普斯（希腊神话中的独眼巨人——译注）这个门道就行不通了]，于是你将看到你的手指似乎跳到了别的位置。

之所以会有这种“跳跃”发生，是因为两只眼睛有几厘米的间隔，每只眼睛从稍微不同的方向去看这只手指。 （竖手指的视差实验不宜在公共场所去做， 因为竖起手指并夸张地眨眼的行为会引起误解。）

通过测量这一视差运动并应用简单的几何关系就能测定比如手指到你鼻子的距离。

同样的方法也能用于测量很远物体的距离，例如山脉、月球、行星，甚至星系。很可惜（可能毫不奇怪）距离越远，视差运动越小，于是距离也就更难以测定。

再次伸出那根手指，并把它一下放回到你的鼻子跟前。现在，再次睁开并闭上你的眼睛，但是这回请把你的手指慢慢地向前移去。随着手指的前移，你会看到视差变得越来越小。这是由于（除非你碰巧是条双髻鲨）你的双眼靠得很近，而随着手指移开，眼睛看向手指的角度之差逐渐减小。

当天文学家用视差法测量空间天体的距离时，情况也一样。为了测量到月球的距离（只有40万千米），天文学家要把他们的“眼睛”（也就是两架望远镜）放到几千英里（1 英里＝1.609千米）开外。但是，即使为了测量最近行星火星和金星的距离，也要棘手得多。

即使把望远镜放在地球相对的两头（ 约1.2万千米）与到火星的惊人距离（离地球最近时达5600万千米）相比，形成一个非常尖细的三角形。但是，虽然角度极小，还是能够测量的。

当天文学家用视差法测量空间天体的距离时，情况也一样。为了测量到月球的距离（只有40万千米），天文学家要把他们的“眼睛”（也就是两架望远镜）放到几千英里（1 英里＝1.609千米）开外。但是，即使为了测量最近行星火星和金星的距离， 也要棘手得多。

即使把望远镜放在地球相对的两头（约1.2万千米）与到火星的惊人距离（离地球最近时达5600万千米）相比，形成一个非常尖细的三角形。但是，虽然角度极小，还是能够测量的。

《第一推动丛书·插图本：从大爆炸到大终结》 寰宇初启，万象伊始：宇宙的宏伟序曲 仰望星空，我们不禁会问：这浩瀚无垠的宇宙，究竟是如何诞生的？从一个不可思议的奇点，到如今星辰大海的壮丽景象，其间的演化过程充满了令人惊叹的奥秘。本书将带领我们踏上一场穿越时空的史诗之旅，追溯宇宙从最初的闪耀到如今的壮阔，再到遥远未来的种种可能。 一、 宇宙的黎明：大爆炸的余晖 我们的旅程始于大约138亿年前，那个被科学界称为“大爆炸”的瞬间。想象一下，所有的物质、能量、时间和空间，都压缩在一个比原子还要小的奇点之中。然后，在刹那间，一场惊天动地的膨胀爆发了。这不是一场发生在太空中的爆炸，而是空间本身的膨胀，是时间和物质的创造。 在大爆炸的最初几秒钟，宇宙经历了一系列令人难以置信的转变。温度高得超乎想象，基本粒子如夸克、轻子等纷纷形成。随着宇宙的冷却，质子和中子开始结合，形成了最简单的原子核，主要是氢和氦。这个时期，宇宙是一片炽热、稠密的等离子体海洋，光无法自由穿行，我们所见的“宇宙微波背景辐射”便是那个时期留下的最古老的回声，它均匀地分布在宇宙的每一个角落，仿佛是宇宙婴儿时期的第一张照片。 二、 星云的摇篮：恒星与星系的诞生 随着时间的推移，宇宙继续膨胀和冷却。在引力的作用下，那些密度稍高的区域开始吸引周围的物质。巨大的氢和氦气体云团在引力坍缩的作用下，开始旋转、聚集，温度不断升高。当核心温度达到一定程度时，核聚变反应被点燃——一颗颗恒星就此诞生！ 这些早期的恒星，被认为是“第一代恒星”，它们体积巨大，寿命短暂，但燃烧的却异常猛烈。它们在自己的核心里锻造出更重的元素，如碳、氧、铁等。当这些巨星走向生命的终点，它们会以壮丽的超新星爆炸结束，将它们在核心熔炼出的元素抛洒到宇宙空间中。这些“星尘”成为了下一代恒星和行星的原材料。 星系，这个我们赖以生存的银河系，也是在这个过程中逐渐形成的。引力将无数的恒星、气体、尘埃聚集在一起，形成了各种各样的大小和形状的星系。它们如同一座座漂浮在宇宙黑暗海洋中的岛屿，在引力的牵引下，上演着一场场宏大的宇宙芭蕾。从旋涡状的壮丽到不规则的奇特，每一个星系都有着自己独特的故事。 三、 行星的舞台：太阳系的形成与生命的萌芽 我们的太阳系，也是在宇宙演化的长河中，大约46亿年前形成的。它起源于一片巨大的星际分子云，同样是引力坍缩的产物。中心区域形成了炽热的太阳，而围绕着太阳旋转的扁平盘状尘埃和气体，则逐渐聚集、碰撞、吸积，最终形成了八大行星、矮行星、小行星和彗星等我们熟悉的成员。 地球，这颗蓝色星球，就在这个恰到好处的位置上诞生了。它拥有液态水的存在条件，拥有适宜的温度，以及一个能保护其免受有害辐射的大气层。在漫长的地质年代里，地球经历了剧烈的变化，火山喷发、大陆漂移、冰河世纪，每一次变革都为生命的出现和演化铺平了道路。 生命，这个宇宙中最令人着迷的现象，究竟是如何诞生的？本书将探讨生命起源的各种假说，从简单的有机分子在原始海洋中自发聚合，到复杂细胞的出现，再到多细胞生物的演化。这是一个充满未解之谜的领域，但科学家们一直在不懈地探索，试图揭示生命在宇宙中的普遍性。 四、 演化的奇迹：生命的繁荣与人类的崛起 从最简单的单细胞生物，到如今种类繁多的动植物，生命的演化史就是一部壮丽的史诗。自然选择的伟大力量，在亿万年的时间里，塑造了形态各异、功能独特的生命形式。恐龙的崛起与灭绝，哺乳动物的繁荣，以及最终，人类的出现，都是这场宏大演化剧中的重要篇章。 人类，作为地球上最具智慧的生物，用我们的好奇心和探索精神，不断挑战着认知的边界。我们发明了语言、工具，创造了文明，并开始思考我们在宇宙中的位置。我们仰望星空，试图理解宇宙的规律，我们也在地球上创造着历史，书写着属于我们自己的故事。 五、 宇宙的未来：终结的猜想与人类的彼岸 宇宙的故事并非就此结束。它仍在膨胀，但未来的命运却充满了不确定性。科学家们提出了几种可能的结局： 大撕裂（Big Rip）： 如果暗能量的排斥力持续增强，最终会撕裂星系、恒星，甚至原子。 大冻结（Big Freeze）/热寂（Heat Death）： 宇宙继续膨胀，恒星耗尽燃料，星系逐渐分离，最终宇宙温度趋近于绝对零度，一切活动停止。 大挤压（Big Crunch）： 如果宇宙的物质密度足够大，引力最终会战胜膨胀，宇宙会开始收缩，最终坍缩成一个奇点，可能引发新的大爆炸。 不同的宇宙模型，基于我们目前对暗能量、暗物质等未知成分的理解，导向不同的结局。无论最终的命运如何，都将是宇宙演化的最终章，是宇宙故事的落幕。 本书不仅关注宏观的宇宙演化，也深入探讨了我们作为宇宙一部分的意义。我们是如何理解宇宙的？科学方法又是如何帮助我们拨开迷雾？从古代的星象观测，到现代的望远镜和粒子加速器，人类认识宇宙的工具和理论不断进步。 《第一推动丛书·插图本：从大爆炸到大终结》 是一次对宇宙最宏大叙事的视觉化呈现。书中丰富的插图，将抽象的科学概念具象化，让读者能够更直观地理解宇宙的诞生、演化以及我们所处的时代。它是一扇通往宇宙奥秘的大门，一次涤荡心灵的宇宙探索，邀请每一位对星辰大海充满好奇的读者，一同走进这场跨越138亿年的壮丽旅程。它不仅仅是一本书，更是一次对我们自身存在意义的深刻反思，以及对宇宙未来无限遐想的起点。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对宇宙论一直充满好奇但又常常被过于专业的术语劝退的读者，我必须说，《第一推动丛书 插图本:从大爆炸到大终结》这本书简直是一股清流。它以一种极为亲切和富有启发性的方式，带领我走进了宇宙的宏大叙事。书中大量的精美插图，不仅极大地提升了阅读的愉悦感，更重要的是，它们有效地将那些抽象的物理概念具象化了。比如，那些描绘星系碰撞、黑洞吞噬的震撼画面，以及宇宙微波背景辐射的奇特图景，都让我在理解复杂的宇宙演化过程时，仿佛身临其境。作者的叙述风格也非常独特，他仿佛一位经验丰富的向导，用耐心和智慧，一步步揭示宇宙的奥秘。我特别欣赏书中对科学史的梳理，它让我看到了人类在认识宇宙的道路上所经历的艰难探索和智慧结晶。这本书不仅仅是关于宇宙的“是什么”，更是关于“我们是如何知道这一切的”，这种探究的过程本身就充满了魅力。读完这本书，我对宇宙的敬畏之情油然而生，也对人类的求知欲有了更深的理解。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一开始是被它的封面和书名吸引的。那种史诗般的名字，加上“插图本”的标签，让我觉得这可能是一本能够兼顾美观和深度的读物。阅读过程中，我的期待得到了极大的满足。这本书的叙述语言非常流畅，充满了智慧和启发性。它以一种非常宏观的视角，勾勒出了宇宙从诞生之初直到最终灭亡的完整画卷。我特别喜欢作者在讲解过程中穿插的一些哲学思考，他并没有止步于纯粹的科学解释，而是引发我们对自身存在、宇宙意义的深刻反思。例如，在讨论宇宙的无限扩张时，他会引导读者思考这是否意味着人类的渺小，或者又是否赋予了我们更广阔的探索空间。书中关于时间旅行的设想，关于多重宇宙的可能性，这些令人着迷的科幻元素，也都在科学理论的基础上得到了合理的探讨，让人在惊叹之余，也不禁开始思考这些可能性。这本书的深度和广度都令人印象深刻，它能够满足那些渴望拓宽视野、挑战思维定势的读者。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，一开始我对这本书抱有相当大的怀疑态度。市面上充斥着太多打着“科普”旗号却内容空洞的读物，让我对“从大爆炸到大终结”这类宏大叙事产生了审美疲劳。然而，当我真正沉浸在这本书的阅读体验中时，所有的疑虑都被抛诸脑后了。这本书的独特之处在于它对科学概念的深度挖掘，同时又不失其趣味性和可读性。它并非简单地罗列事实，而是深入探讨了支撑这些理论的物理学原理，并且是以一种引人入胜的方式呈现的。我从未想过，关于暗物质、暗能量这些神秘存在的讨论，可以如此引人入胜，甚至让我产生一种追根究底的冲动。书中对时间、空间本质的探讨，对宇宙学模型的演变历程的梳理，都让我耳目一新。作者展现出的扎实的科学功底和敏锐的洞察力，使得这本书不仅仅是一本科普读物，更像是一次与宇宙最前沿思想的对话。我特别欣赏书中对于一些重大科学发现的背景介绍，以及科学家们在探索过程中的思考和挣扎，这让冰冷的科学理论充满了人性的温度。这本书绝对能够满足那些对宇宙有着深度求知欲的读者。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书的阅读体验远超我的预期。它不仅仅是关于宇宙的起源和终结，更像是一次对宇宙演化规律的深度解析，同时又兼具了引人入胜的故事性和震撼人心的视觉效果。书中对宇宙大尺度结构的描述，对星系形成和演化的细致描绘，都让我惊叹于宇宙的神奇与壮丽。作者在解释那些复杂的物理概念时，采用了多种叙事手法，时而用精妙的比喻，时而引入哲学思考，让整个阅读过程充满了智力上的挑战和乐趣。我尤其喜欢书中对宇宙终极命运的多种猜想的探讨，从“大撕裂”到“大挤压”，再到“热寂”，每一种可能性都充满了想象力，同时也基于严谨的科学推测。这本书让我意识到，我们对宇宙的认知仍然是有限的，但正是这种未知，才激发了人类无尽的探索欲望。它不仅仅是一本教科书，更像是一扇窗户，让我得以窥见宇宙的浩瀚与神秘。这本书绝对能够满足那些渴望了解宇宙本质、对未来充满好奇的读者。

评分☆☆☆☆☆

这本《从大爆炸到大终结》简直是为我这种对宇宙充满好奇但又对复杂科学术语望而却步的读者量身定做的！我一直对宇宙的起源和最终命运有着浓厚的兴趣，但市面上的一些科普读物要么过于晦涩难懂，要么就只是浅尝辄止。当我在书店偶然翻开这本书时，就被它精美的插图深深吸引住了。那些描绘星系形成、黑洞演化、宇宙膨胀的画面，仿佛将我带入了宇宙的浩瀚之中，那些抽象的概念一下子变得生动而具体。作者的叙述方式也非常巧妙，他用一种非常讲故事的口吻，循序渐进地引导读者理解那些宏大的宇宙图景。我尤其喜欢他将复杂的物理定律用类比和形象化的语言来解释，比如在讲解宇宙膨胀的时候，他用气球表面描绘的点的运动来比喻星系的远离，这种方式让我这种非科学背景的读者也能轻松理解。而且，插图与文字的配合堪称完美，每一幅图都恰到好处地补充了文字的说明，甚至有时候比文字更能直观地传达信息。我迫不及待地想知道，从最初的奇点到未来可能的大撕裂或大挤压，宇宙的旅程究竟是怎样的波澜壮阔。这本书无疑将是我探索宇宙奥秘旅程中不可或缺的伙伴。