時間的形狀：相對論史話 9787569914061 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
• 科普
• 時間
• 空間
• 愛因斯坦
• 科學哲學
• 現代物理學
• 宇宙學

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齣版社： 北京時代華文書局

ISBN：9787569914061

商品編碼：29634750179

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

售價：32.2元,便宜15.8元,摺扣67

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？》並稱國內科普兩大經典。

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，你一定會有這樣的疑問：

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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宇宙的織錦：從牛頓的絕對時空到愛因斯坦的動態時空 人類對宇宙的理解，從來不是一蹴而就的。在漫長的求索過程中，我們不斷挑戰著古老的認知，試圖揭開隱藏在宏觀景象背後的深刻奧秘。其中，時間和空間的概念，更是經曆瞭從堅定不移到天翻地覆的劇變。在牛頓的經典力學框架下，時間和空間被視為獨立於物質、絕對不變的背景，如同一個宏大的舞颱，供宇宙萬物上演各自的悲喜劇。這種“絕對時空”的觀念，在 Isaac Newton 的《自然哲學的數學原理》中得到瞭最清晰的闡述。牛頓認為，絕對的、數學的時間，獨立於任何外在事物而均勻流逝；絕對的空間，則永恒不變，是三維的、歐幾裏得式的無限延展。在這種視角下，宇宙是一個巨大而精密的機械裝置，萬事萬物都在這個不變的時空容器中按照預設的規律運行。 然而，隨著人類對宇宙探索的深入，尤其是在物理學領域取得的突破性進展，這一根深蒂固的觀念開始顯露裂痕。19世紀末，一係列實驗，如邁剋爾遜-莫雷實驗，試圖探測“以太”——一種被認為在其中傳播光的介質——的存在，但結果卻齣乎意料地錶明，光速在任何方嚮上都是恒定的，與觀察者的運動狀態無關。這一悖論，直接挑戰瞭經典物理學中關於速度疊加的直觀理解，也為革命性的思想埋下瞭伏筆。 在這樣的背景下，一位偉大的思想傢——Albert Einstein，以其驚人的洞察力，為我們展開瞭一幅全新的宇宙圖景。他不是簡單地修補舊有的理論，而是從根本上重塑瞭我們對時間和空間的理解。Einstein 的相對論，分為狹義相對論和廣義相對論，徹底顛覆瞭牛頓的絕對時空觀，帶來瞭革命性的認識。 狹義相對論：時空的相對性與光速的極限 1905年，Einstein 提齣瞭狹義相對論。它建立在兩個基本假設之上：第一，光速不變原理，即在所有慣性參考係中，真空中的光速c是一個常數，與光源的運動狀態無關。第二，相對性原理，即所有慣性參考係中的物理定律都是相同的。這兩個看似簡單的假設，卻帶來瞭極其深遠的推論。 首先，時間不再是絕對的，而是相對的。在狹義相對論中，不同觀察者對同一事件的時間測量可能不同，這取決於他們相對於彼此的運動速度。運動速度越快，時間流逝得越慢，這種現象被稱為“時間膨脹”。這意味著，如果你以接近光速的速度進行一次長途旅行，迴來後你會發現比留在地球上的朋友年輕得多。 其次，空間也不是絕對的，而是相對的。與時間膨脹相對應的是“長度收縮”。一個高速運動的物體，在運動方嚮上的長度會顯得比靜止時短。這個效應同樣取決於觀察者的參考係。 第三，質量與能量是等價的。狹義相對論最著名的推論之一就是著名的質能方程E=mc²。這個方程揭示瞭質量和能量之間深刻的聯係，它們可以相互轉化。微小的質量損失可以轉化為巨大的能量，這解釋瞭恒星發光和核武器爆炸的原理。 最後，時空是一個統一的整體。狹義相對論將時間和空間統一為一個四維的時空連續體。運動不再是在獨立的時間和空間中發生，而是發生在統一的時空中的一種“運動”。這種新的時空觀，為我們理解宇宙提供瞭全新的視角。 狹義相對論的提齣，解決瞭邁剋爾遜-莫雷實驗的悖論，並且在很多實驗中得到瞭精確的驗證。例如，粒子加速器中的高能粒子，其壽命的延長就符閤狹義相對論的時間膨脹效應。 廣義相對論：引力的幾何學與時空的彎麯 如果說狹義相對論重塑瞭我們對時間和空間的理解，那麼廣義相對論則將這種革命性的思想推進到瞭一個全新的高度。1915年，Einstein 提齣瞭廣義相對論，它不僅僅是狹義相對論的延伸，更是對引力這一基本力的革命性解釋。 在牛頓的經典理論中，引力被描述為一種“超距作用”，即兩個物體之間存在一種瞬間發生的、相互吸引的力。然而，這種解釋在Einstein看來存在根本性的缺陷。它無法解釋引力的本質，也無法與狹義相對論中光速是極限速度的原理相容。 Einstein 的革命性突破在於，他將引力重新解釋為時空的彎麯。他認為，質量和能量會扭麯它們周圍的時空，而我們感受到的引力，實際上是物體在彎麯時空中沿著“測地綫”（最短路徑）運動的錶現。想象一下，在一個綳緊的橡膠膜上放置一個重球，橡膠膜會發生凹陷。此時，如果一個小球滾過，它會沿著凹陷的路徑運動，看起來就像是被重球吸引一樣。 廣義相對論的數學形式極其優美且復雜，它用愛因斯坦場方程來描述時空與物質能量分布之間的關係。這個方程的核心思想是：物質告訴時空如何彎麯，時空告訴物質如何運動。 廣義相對論的推論同樣令人驚嘆： 引力紅移： 光子從強引力場中逃逸時，會損失能量，導緻其頻率降低，波長變長，即發生紅移。這一現象已被實驗精確證實，例如在地球上的引力場中，光子的頻率也會發生微小的變化。 光綫在引力場中的偏摺： 由於時空的彎麯，光綫在經過大質量天體（如太陽）附近時，其傳播路徑會發生偏摺。這一效應在1919年的日全食觀測中得到瞭首次證實，為Einstein贏得瞭世界聲譽。 水星近日點的反常進動： 牛頓力學無法完全解釋水星近日點軌道微小的進動。廣義相對論則能夠精確地解釋這一現象，再次證明瞭其卓越的預言能力。 引力波： 當大質量天體發生劇烈運動，例如黑洞閤並時，會産生時空漣漪，即引力波。這些引力波以光速傳播，攜帶瞭宇宙中的重要信息。2015年，LIGO實驗首次探測到引力波，開啓瞭引力波天文學的新時代，也成為瞭廣義相對論的又一重要證據。 黑洞： 廣義相對論預言瞭黑洞的存在。黑洞是時空極度彎麯的區域，引力強大到連光也無法逃逸。黑洞的觀測證據，如事件視界望遠鏡拍攝的黑洞照片，更是將廣義相對論的神秘麵紗揭開瞭一角。 超越經典：相對論的意義與影響 Einstein 的相對論，無論狹義還是廣義，都為我們理解宇宙帶來瞭翻天覆地的變化。它不僅僅是物理學上的革命，更是人類認識世界方式的深刻變革。 統一瞭物質、能量、時間和空間： 相對論消除瞭牛頓力學中時間和空間獨立存在的隔閡，將它們融閤成一個有機的整體。物質與能量不再是孤立的概念，而是相互關聯、相互轉化的。 揭示瞭宇宙的動態本質： 相對論告訴我們，宇宙並非一個固定不變的舞颱，而是充滿活力、動態演化的。時空的性質受到物質和能量的影響，反過來又塑造著物質和能量的運動。 催生瞭現代物理學和天文學： 相對論是理解宇宙大尺度結構、黑洞、引力波、宇宙膨脹等現代物理學和天文學核心概念的基石。沒有相對論，就沒有我們今天對宇宙的認識。 對技術産生瞭深遠影響： 盡管相對論的數學概念復雜，但其影響已滲透到我們的日常生活中。例如，全球定位係統（GPS）的精確運行，就必須考慮狹義和廣義相對論效應。衛星上的原子鍾與地麵上的原子鍾運行速率不同，如果沒有相對論的修正，GPS的定位誤差將很快纍積到無法使用的程度。 Einstein 的相對論，就像一束耀眼的光，照亮瞭我們通往宇宙深處的道路。它鼓勵我們不斷質疑、不斷探索，挑戰既有的認知，以更廣闊的視野和更深刻的洞察力來理解我們所處的世界。從牛頓的靜態、絕對的時空觀，到Einstein的動態、相對的時空觀，人類對宇宙的理解經曆瞭又一次偉大的飛躍，而這場探索，仍在繼續。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就極具吸引力，一種深邃的藍色調，如同浩瀚的宇宙，又仿佛是時間長河的抽象錶達。書名“時間的形狀：相對論史話”幾個字，以一種 elegant 的字體呈現，既有曆史的厚重感，又不失科學的嚴謹。我拿到書的瞬間，就被這種設計語言所打動，仿佛預示著一場關於時空奧秘的奇妙旅程即將展開。我一直對物理學，尤其是愛因斯坦的相對論充滿好奇，但又苦於其理論的抽象和數學的門檻。這本書的齣現，就像一盞明燈，照亮瞭我通往理解相對論的道路。我迫不及待地翻開瞭第一頁，期待著作者能夠以一種生動有趣的方式，將那些深奧的物理概念變得觸手可及。我希望它不僅僅是一本枯燥的科學史，更能讓我感受到科學傢們在探索未知時的激情與智慧，看到科學思想是如何在曆史的長河中孕育、發展、並最終改變我們對宇宙的認知。我期待這本書能夠給我帶來一次思想的洗禮，讓我重新審視我們所處的時間與空間。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計，那種深邃的藍色和流動的綫條，讓我聯想到宇宙的廣袤和時空的無限可能。書名“時間的形狀：相對論史話”更是充滿瞭詩意和想象力，仿佛在暗示著時間並非是固定不變的，而是具有某種動態的、可塑的形態。我一直對愛因斯坦的相對論充滿敬畏，但又常常因為其抽象的數學語言而感到望而卻步。因此，當看到“史話”這個詞時，我心中湧現齣巨大的期待。我希望這本書能夠以一種通俗易懂、引人入勝的方式，將相對論的誕生和發展過程娓娓道來，讓我能夠感受到科學傢們在探索未知時所經曆的掙紮、靈感和智慧。我希望它不僅僅是一本介紹科學理論的書，更是一本能夠展現人類探索精神的書，讓我能夠從中獲得啓發，並對我們所處的宇宙有更深刻的理解。

評分☆☆☆☆☆

初拿到這本書，我腦海中浮現的是科幻電影中穿梭於時空的場景，以及那些關於時間旅行的奇妙設想。而“時間的形狀”這個書名，本身就帶著一種詩意和想象力，似乎在暗示著時間並非是勻速流逝的刻闆概念，而是擁有著某種動態的、可塑的形態。結閤“相對論史話”的副標題，我更加期待它能夠以一種更加宏觀、更具敘事性的視角，來講述相對論的發展曆程。我希望作者能夠帶領我穿越時空，去感受那個科學革命的時代，去體會那些偉大的物理學傢們是如何在思想的碰撞中，一點點揭示宇宙深層的奧秘。我期待這本書不僅僅是關於理論的講解，更能讓我感受到科學探索的魅力，以及人類智慧的光輝。我希望它能給我帶來一種全新的視角，去理解我們習以為常的時間與空間，讓這些抽象的概念變得鮮活而富有生命力。

評分☆☆☆☆☆

每次看到關於宇宙、時間和空間的討論，我總是感到一種莫名的興奮和好奇。相對論，這個詞匯本身就帶著一種神秘感和顛覆性，它改變瞭我們對最基本概念的認知。而“史話”的標簽，則讓我覺得這本書將是一場關於科學思想的旅行，我將有機會跟隨曆史的腳步，去瞭解相對論是如何一步步被發現、被發展、被接受的。我希望這本書能夠用生動的故事和鮮活的人物，來講述這段波瀾壯闊的曆史，讓我不僅僅理解理論本身，更能感受到科學傢們的智慧、勇氣和探索精神。我期待這本書能夠點燃我對科學的熱情，讓我能夠更深入地理解我們所處的世界，並引發我對宇宙更深層次的思考。我希望它能夠成為我瞭解相對論的“第一本書”，為我打開一扇通往更廣闊科學世界的大門。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我接觸物理學知識的途徑大部分來自科普讀物和一些紀錄片，雖然能領略到宇宙的浩瀚和物理定律的神奇，但總覺得隔著一層紗。這本書的齣現，讓我看到瞭穿透這層紗的希望。我喜歡“史話”這種形式，因為它意味著故事性，意味著可以跟隨曆史的脈絡去瞭解一個重要的科學理論是如何誕生的。我希望作者能夠像一位技藝精湛的導遊，帶領我走進相對論的世界，不僅介紹它的核心思想，更能讓我瞭解在它産生和發展的過程中，有哪些重要的曆史事件、哪些人物的貢獻，以及這些思想是如何逐漸被接受並改變瞭人類對宇宙的認識。我期待這本書能夠解答我心中關於時空的一些睏惑，讓我對“時間”和“空間”這兩個概念有更深刻、更直觀的理解，甚至能夠激發我更進一步探索物理學的興趣。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，偉大的科學理論背後，往往蘊藏著一段跌宕起伏的史詩，充滿瞭探索的艱辛、靈感的閃現和思想的碰撞。“時間的形狀：相對論史話”這個書名，瞬間就抓住瞭我的注意力。它不僅僅是一個科學理論的代名詞，更像是在描繪一個抽象概念的具象化過程，充滿瞭藝術的張力和哲學的思考。我期待這本書能夠帶領我走進科學傢的內心世界，去感受他們在麵對未知時的勇氣和執著，去理解那些看似超越常識的理論是如何在嚴謹的邏輯和不斷的實驗中逐漸成型的。我希望這本書能夠以一種通俗易懂、引人入勝的方式，將相對論的精髓展現齣來，讓我能夠感受到科學的魅力，並對我們所處的宇宙有更深層次的理解。它不僅僅是一本關於物理學的書，更是一本關於人類智慧和探索精神的頌歌。

評分☆☆☆☆☆

我對科學的興趣，更多地體現在對科學發展史和科學傢們思想脈絡的探究上。“時間的形狀：相對論史話”這個書名，完美契閤瞭我的閱讀偏好。我一直認為，任何一個偉大的科學理論，都不是憑空齣現的，它們是曆史的産物，是無數思想火花的結晶。我期待這本書能夠以一種生動、流暢的敘事方式，為我展現相對論從孕育到成熟的整個過程，讓我瞭解在那個時代，科學傢們是如何思考，如何爭論，如何一步步構建起這個顛覆瞭我們傳統認知的重要理論。我希望這本書能夠像一位優秀的嚮導，帶領我穿越科學史的長河，去感受智慧的光芒，去理解那些深奧的物理概念是如何在曆史的舞颱上展現齣它們獨特的“形狀”。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我第一眼就被那充滿想象力的書名吸引瞭——“時間的形狀”。這四個字，讓我瞬間聯想到那些關於時間旅行、平行宇宙的科幻場景，又讓我不由自主地思考，時間究竟是我們肉眼可見的綫性流動，還是有著更深層、更復雜的形態？而“相對論史話”這個副標題，則進一步勾起瞭我的興趣。我一直覺得，科學理論的誕生，往往是一部充滿傳奇色彩的史詩。我希望這本書能夠以一種引人入勝的方式，帶領我迴顧相對論的發展曆程，去瞭解那些偉大的科學傢們是如何在思想的碰撞和不斷的探索中，逐漸揭示齣宇宙的奧秘。我期待這本書能夠讓我感受到科學的魅力，並對我們所處的世界有一個全新的認識。

評分☆☆☆☆☆

在信息爆炸的時代，能夠遇見一本以“史話”為切入點，解讀像相對論這樣宏大理論的書籍，實屬不易。我之所以對這本書感興趣，是因為我一直相信，科學的進步並非是孤立的理論突破，而是曆史、文化、社會背景共同作用的結果。這本書的標題“時間的形狀”，本身就充滿瞭哲學思辨的味道，它讓我聯想到時間在不同文化、不同時代有著怎樣的解讀，而相對論又如何顛覆瞭我們固有的認知。我希望這本書能夠帶領我穿越時空，去瞭解那些偉大的頭腦是如何在曆史的洪流中，一點點撥開迷霧，揭示宇宙的奧秘。我期待能夠從中感受到科學的魅力，以及人類不斷求知的精神。這本書不應僅僅是科普，更應是一次關於思想史和科學精神的深度探索。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得，人類對宇宙的認知，就像是一個不斷拓展的圓，而愛因斯坦的相對論無疑是這個圓上最璀璨的一筆。這本書以“史話”的形式來解讀相對論，這讓我感到非常欣喜。我並非物理學專業人士，對於復雜的數學公式常常望而卻步，但我對科學背後的故事、科學傢們的思考過程以及理論的誕生背景卻充滿瞭濃厚的興趣。我希望這本書能夠像一位睿智的長者，娓娓道來，將那些看似遙不可及的科學原理，通過一個個生動的故事、一個個鮮活的人物，展現在我麵前。我期待能夠瞭解到，究竟是什麼樣的思考，促使愛因斯坦打破瞭牛頓以來固有的時空觀？在那個時代，相對論的提齣又麵臨著怎樣的阻力與質疑？科學傢們是如何一步步驗證這些顛覆性的理論的？這本書的意義，或許就在於它能夠 bridging the gap，讓普通讀者也能觸碰到科學前沿的脈搏，理解那些深刻的物理學思想是如何 shaped 瞭我們今天的世界觀。