RTWL 初三分钟——关于宇宙起源的现代观点 9787562489597 重庆大学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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史蒂文·温伯格（StevenWeinberg） 著

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出版社： 重庆大学出版社

ISBN：9787562489597

商品编码：29645763241

包装：平装

出版时间：2015-09-11

基本信息

书名：初三分钟——关于宇宙起源的现代观点

定价：36.0元

作者：史蒂文·温伯格（StevenWeinberg）

出版社：重庆大学出版社

出版日期：2015-09-11

ISBN：9787562489597

字数：133000

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：32开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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这本科普读物为1979年诺贝尔物理奖得主，美国物理学家史蒂文·温伯格在1977年写的一本畅销书。此书被公认为科普读物的里程碑。也是*早关于探讨宇宙起源的代表作品。

　　《“微百科”系列》是由国外引进的一套在国际上非常受欢迎的百科读物，内容涵盖历史、物理、政治、经济等各个学科领域，作者均是当前若干学科领域学术代表人，主要宗旨是打造一套让广大读者*快了解各个新学科的短小精悍的科普读物。这是你增长各科知识的。

内容提要

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宇宙在初0.01秒、1秒、1分钟或初一年，是什么样子？早期宇宙在某时刻的温度、密度和化学成分如何？《初三分钟》将揭秘宇宙爆炸的形态，详细描述了一幅完全令人信服的宇宙起源图，包括在大爆炸之后仅仅数秒或几分钟内出现的详细过程。

 

目录

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作者介绍

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史蒂文·温伯格

1979年诺贝尔物理学奖获得者。美国理论物理学家，得克萨斯大学物理学和天文学教授。1954年毕业于康奈尔大学，后赴丹麦哥本哈根大学理论物理研究所当研究生，1957年获普林斯顿大学哲学博士学位。美国科学院院士。

文摘

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关于宇宙的起源，冰岛巨匠斯诺里·斯托里森在1220年编纂的斯堪的纳维亚神话集《新埃达》里写道：“初是一无所有的。既没有地，也没有天，只有一个裂口，也没有草原。而在这混沌虚无的北方和南方，则是冰雪的区域尼夫尔翰和火的区域木斯皮尔翰。木斯皮尔翰的火融化了尼夫尔翰的冰，在融化的水中产生了巨人伊默，伊默吃什么呢？好像还有一头牛阿豪姆拉，那牛又吃什么？哦，好像还有一些盐，故事就这样一直继续下去。
　　我可不想触犯宗教感情，哪怕是北欧海盗的宗教感情也不行。但我得承认这样描述宇宙的起源是不能令人满意的。即使不说对那些无稽之谈的非议，就故事本身而言，这个故事所产生的问题与它所提供的答案一样多，而且每个答案都使初始状态变得更为复杂。
　　我们不能仅对此书一笑了之，并且坚决放弃所有的宇宙学推测——追溯宇宙的历史起源，这种念头是不可抗拒的。自16世纪和17世纪现代科学诞生以来，物理学家和天文学家就在不断地研究宇宙起源的问题。但这些研究一直笼罩在一种不体面的氛围下。我记得，当我还是个学生以及后来在20世纪50年展研究工作（当时研究的是其他问题）时，人们就普遍认为，研究早期宇宙是体面的科学家不屑为之的事情。这种观点也不无道理。纵观整个现代物理学和天文学历史，用来构建早期宇宙史的观测和理论基础压根就不存在。
　　然而，在过去的10年中，所有这一切都发生了变化。人们普遍接受了一种早期宇宙理论，天文学家们将这种理论称为“标准模型”。它与我们所说的“大爆炸”理论基本相同，只不过它对宇宙成分的认识更加具体，而这种早期宇宙理论正是本书所关注的论题。为了便于理解，或许应该首先根据当前标准模型所理解的早期宇宙的历史作一概述。但这里仅仅是一个简要说明，我们会在接下来的章节中对这一历史及相信它的理由作出详细解释。起初，发生了一次爆炸。这个爆炸不同于我们所熟悉的地球上的那些爆炸，即先从一个明确的中心开始，然后向四周扩散，周围被吞噬的空气越来越多。这个爆炸是在各个地方同时发生的，从一开始便充满了整个空间，每个物质粒子都与其他粒子迅速分离开来。这里的“所有空间”可以指整个无穷宇宙，也可以指像球面那样蜿蜒曲回的有穷宇宙。无论哪种情况都不易被理解，但这并无大碍。空间到底是有穷的还是无穷的，这对早期宇宙的研究来说并不重要。
　　在爆炸后大约0.01s的时间，即我们能够自信地谈论的早时间里，宇宙的温度大约是1000亿（1011）摄氏度。这一温度甚至比热的恒星中心的温度还要高。在这种高温条件下，普通物质的组成成分，包括分子、原子，甚至是原子核都无法聚集在一起;相反，在这一爆炸过程中迅速分离的物质是由各种所谓的基本粒子组成的，而基本粒子正是现代高能核物理所研究的课题。
　　在这本书中，将会反复提到这些粒子——在这里，仅指出早期宇宙中数量多的那些粒子就已足矣，更详细的解释将会在第3章和第4章中进行讨论。大量存在的一种粒子是电子，即带负电的粒子，它以电流形式通过电线，并形成当前宇宙中所有原子和分子的外壳。早期宇宙中大量存在的另一种粒子是正电子，即带正电的粒子，与电子质量完全相同。在当前宇宙中，只有在高能实验室、某些放射现象、某些剧烈的天文学现象，如宇宙射线和超新星现象中才能发现正电子。但在早期宇宙中，正电子的数量与电子的数量不相上下。除电子和正电子之外，还有数量大致相同的各种中微子，即，没有质量或电荷的粒子，仿若虚无缥缈的幽灵一般。后，宇宙中还充满光。对此，不必与粒子区别对待，量子理论告诉我们，光是由零质量、零电荷的粒子——光子组成的（每当灯丝中的一个原子从高能状态转变为低能状态时，都会释放出一个光子。从灯泡中释放出来的光子非常多，看上去它们就像汇集成了一条连续的光束，但通过光电池，可以准确计算出光子的数量）。每个光子都携带着数量的能量和动量，其数量大小取决于光的波长。为了描述充斥在早期宇宙中的光线，一般可以这样认为，光子的数量和平均能量与电子、正电子或中微子的大致相同。这些粒子（电子、正电子、中微子和光子）不断地从纯能量中产生出来，短暂存在后又湮灭了。因此，它们的数量不是早就注定的，而是由产生与湮灭过程的平衡所决定的。根据这一平衡，我们可以推断出，在温度高达1000亿度的条件下，宇宙的密度约为水的40亿（4×109）倍。此外，宇宙场内还掺有少量杂质，它们由较重的粒子：质子和中子组成，是原子核的组成成分（质子带正电；中子稍重且不带电）。其比例大约为每10亿个电子（或正电子、中微子或电子）对一个质子和中子。为了设计宇宙的标准模型，这个数值的设置，即每一个核粒子中就有10亿个光子是必须从观测中获得的关键数值。在第3章中讨论的宇宙辐射背景的发现实际上就是对这一数值的检测。随着爆炸的继续，温度开始下降，约十分之一秒后下降到300亿（3×1010）度；约一秒后下降到100亿度；约14s后下降到30亿度。这一温度已经非常低了，在这种低温条件下，电子和正电子开始湮灭，湮灭速度比它们从光子和中微子中被重新产生出来的速度还要快。物质在湮灭过程中所释放出来的能量暂时减慢了宇宙冷却的速度，但温度仍在持续下降，终在初三分钟结束时降到了10亿度。这种温度非常低，能使中子和质子开始组合成复合的原子核。首先形成的是重氢（或氘）核，它是由一个质子和一个中子组成。由于这时，它的密度仍然非常高（比水的密度稍低），因此，这些轻核能迅速组合成稳定的轻核，即氮核，它由两个质子和两个中子组成。
　　在初三分钟结束时，宇宙的组成主要是光、中微子和微子。仍有少量的核物质，由73%的氢和27%的氦组成。此外，还有从电子—正电子湮灭时代遗留下来的少量电子，数量与核物质相同。这些物质继续迅速分离，温度变得越来越低，密度变得越来越小。几十万年之后，温度降到足够低。在这样的温度条件下，电子能够与核相结合，形成氢原子和氦原子。由此产生的气体在地心引力作用下开始形成气团，并终凝聚形成当今宇宙的星系和恒星。然而，恒星在形成时期所包含的成分正是在初三分钟里所产生的那些成分。上述标准模型并非想象范围内关于宇宙起源的佳理论。正如《新埃达》一样，它对宇宙的起点，或者大约初百分之一秒的说法总是有些模糊不清，让人难以理解。另外，还需要确定起始条件，特别是光子和核粒子的初比例是否为10亿比1，这是令人异常头痛的一件事情。如果这个理论能够提出更为准确的逻辑必然性，那就好不过。比如，从哲学角度来看，另一个更有吸引力的理论是所谓的“恒稳态模型”。20世纪40年代末，赫尔曼·邦迪、托马斯·戈尔德和弗雷德·霍伊尔（其表述方式与其他人稍有不同）提出了这一理论。根据这个理论，宇宙基本上就一直是现在这个样子。随着它的膨胀，新物质不断被创造出来，填补了星系间的空隙。从潜在可能性上讲，有关宇宙为何是目前这种状况的问题都可用这一理论来回答。可以说，它之所以是这样，是因为这是它能够保持不变的一种方法。宇宙起源问题被排除了，因为根本就不存在早期宇宙。
　　那我们是如何得出“标准模型”的呢？它又是如何取代其他理论，如恒稳态模型的呢？这个共识的取得不是因为哲学倾向的转变，也不是因为受天体物理学界名流的影响，而是从经验中得到的数据结果，是对现代天体物理学的客观性的赞美。
　　接下来的两章将说明让我们得出标准模型的两个重要线索，即发现遥远星系后退和发现充斥在宇宙中的微弱无线电静电，它们都是从天文观测中发现的。对科学史学家来说，这是一个内容丰富的故事：既有错误的开端，错失的良机，又有理论上的先入为主和个性的展示。
　　综述完观测到的宇宙学现象之后，我试图将零散的数据汇总在一起，刻画出一幅连贯清晰的早期宇宙物理状况图。这样，我们就能追溯到更为详细的宇宙初三分钟的状况了。在追溯过程中，可以采用电影似的处理方法：即一格一格地观察宇宙如何膨胀、如何冷却、如何形成。另外，我们还试图窥探对我们来说仍是谜一般的时代——初百分之一秒以及之前的那段时间。
　　我们对这个标准模型真的有把握吗？会不会有新的发现推翻它，并使用其他宇宙起源学说取代当前的标准模型？甚至会不会复兴恒稳态模型？我无法否认在描述初三分钟时，总有一种不真实感，我们是否真的知道自己在谈论什么。

　　……

序言

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《宇宙的黎明：从大爆炸到万物的起源》 一、 拨开迷雾，看见开端 我们的宇宙，浩瀚无垠，神秘莫测，自古以来便激发着人类最深邃的思考。从古老的创世神话到如今尖端的科学探索，我们从未停止追问：这眼前的星辰大海，这存在的万事万物，究竟从何而来？《宇宙的黎明：从大爆炸到万物的起源》正是这样一部旨在带领读者穿越时空的迷雾，直抵宇宙开端，揭示其起源的现代科学图景的科普力作。本书并非罗列枯燥的数据，而是以生动形象的语言，将复杂的科学概念转化为引人入胜的故事，让每一个对宇宙充满好奇的灵魂都能轻松跨越知识的门槛。 本书的基石，是二十世纪最伟大的科学革命之一——宇宙大爆炸理论。然而，这绝非一个简单的“爆炸”故事。我们将一同踏上这场时间之旅，从理论的诞生出发，回顾那些关键的实验观测和理论推演，是如何一步步确立了大爆炸在宇宙起源学说中的核心地位。我们会深入探讨，大爆炸理论所描绘的宇宙，是如何从一个极度炽热、高密的奇点，在短短的瞬间，经历了一场惊心动魄的膨胀，逐渐冷却，并孕育出我们今天所知的基本粒子、原子，乃至星系。 我们不会止步于“大爆炸”，而是将其视为一个起点，一个宏大的序曲。本书将深入挖掘大爆炸之后，宇宙演化的每一个关键阶段。从原初核合成时期，短时间内形成的氢和氦，构成了宇宙最初的物质基底；到宇宙微波背景辐射的出现，它犹如宇宙婴儿时期的“照片”，为我们提供了关于早期宇宙最直接、最宝贵的线索，让我们得以窥探大爆炸的真实面貌；再到宇宙结构的形成，引力的作用如何将这些微小的物质不均匀性放大，最终催生出我们今日所见的恒星、星系、星系团，以及我们赖以生存的地球。 二、 物质的舞蹈，能量的交响 宇宙的起源，也是物质与能量起源的故事。本书将以清晰的逻辑，解析构成宇宙的基本要素。我们将从构成万物的“砖块”——基本粒子说起，了解夸克、轻子等微观粒子是如何在大爆炸的极端条件下诞生的。然后，我们将探讨粒子之间的相互作用，以及它们如何通过电磁力、强核力、弱核力这三种基本力的支配，进行着一场宏大而精妙的“舞蹈”。 本书将重点阐述“能量”在宇宙起源中的关键作用。大爆炸的瞬间，蕴藏着难以想象的巨大能量，正是这种能量的释放与转化，驱动了宇宙的膨胀和物质的形成。我们将了解能量守恒定律在宇宙演化中的体现，以及质量与能量之间的深刻联系。从光子到引力波，各种形式的能量如何在这个舞台上扮演着至关重要的角色，塑造着宇宙的命运。 对于暗物质和暗能量这些宇宙中神秘的“隐形巨头”，本书也将进行深入浅出的介绍。它们占据了宇宙绝大部分的质量和能量，却不与我们熟悉的物质发生相互作用，至今仍是科学界最大的谜团之一。我们将探讨科学家们是如何通过观测引力效应和宇宙膨胀速率，一步步推断出暗物质和暗能量的存在，并介绍当前主流的理论模型和正在进行的探索。这些未知领域，恰恰是宇宙最引人入胜之处，也是本书探索的重点。 三、 宇宙的演化：从混沌到秩序 混沌是宇宙的起点，而秩序则是其演化的必然趋势。本书将循序渐进地展示，宇宙是如何从一个高度对称、均匀的状态，逐渐演化出复杂的结构和多样的现象。 我们将详细讲述恒星的诞生与演化。在引力的作用下，早期的气体云坍缩，点燃了核聚变的火焰，第一代恒星由此诞生。它们如同宇宙中的“炼金炉”，通过核聚变的过程，将氢和氦转化为更重的元素，如碳、氧、铁等。这些元素，正是构成行星和生命体的基本元素。本书将描绘恒星从诞生、燃烧到最终以超新星爆发等壮丽方式消亡的生命周期，以及它们如何将合成的重元素撒播到宇宙空间，为下一代恒星和行星的形成提供物质基础。 星系的形成与演化，是宇宙秩序的重要体现。我们将了解，微小的密度涨落如何在引力的作用下不断放大，形成团块，并逐渐吸积周围的物质，最终演化成各式各样、形态各异的星系，包括旋涡星系、椭圆星系等等。本书将探讨星系之间的碰撞与合并，以及它们如何在漫长的宇宙岁月中不断变化，相互影响。 我们还将聚焦于行星系统的形成。在年轻恒星周围的旋转星盘中，尘埃和气体颗粒逐渐聚集，通过引力作用碰撞、吸积，最终形成行星。本书将详细介绍行星形成过程中那些令人着迷的细节，例如行星核的形成、熔岩行星与气态巨行星的演化路径，以及它们与母恒星之间的动态关系。 四、 生命的曙光：偶然还是必然？ 在浩瀚的宇宙中，地球生命的出现，无疑是宇宙演化史中最令人惊叹的篇章。本书将探讨生命起源的科学猜想，以及构成生命的基本要素——有机分子如何在早期地球环境中诞生和演化。我们将了解，在适宜的条件下，非生命的物质是如何通过一系列复杂的化学反应，最终孕育出原始的生命形式。 本书将深入探讨，生命的出现是宇宙偶然的奇迹，还是某种必然的趋势。我们将会讨论“适居带”的概念，以及行星所处的环境，如液态水的存在、恒星的稳定辐射等，对于生命萌芽的重要性。通过对太阳系内外的行星进行比较，我们将思考，宇宙中是否存在其他孕育生命的“摇篮”。 更进一步，本书将引导读者思考，生命的演化是否遵循着某种普适性的规律。从单细胞生物到复杂的动植物，再到智慧生命，生命的演化过程充满了惊喜与挑战。我们将讨论自然选择、基因突变等演化机制，以及它们如何在漫长的地质岁月中，塑造出丰富多彩的生命世界。 五、 窥探未来：宇宙的终局 宇宙的起源是一个引人入胜的起点，而其最终的命运，同样牵动着人类的心弦。本书将基于目前的科学理解，展望宇宙的未来。我们将讨论几种主要的宇宙终局模型，例如“大挤压”（Big Crunch）、“大撕裂”（Big Rip）以及“热寂”（Heat Death）等，并分析支持这些模型的观测证据和理论推测。 我们将探讨，宇宙膨胀的速度以及暗能量的性质，将如何决定宇宙的最终命运。是最终收缩，重新回到一个奇点；还是在永恒的膨胀中，变得越来越稀薄、寒冷，最终走向“热寂”；抑或是被不断加速的膨胀撕裂？这些关于宇宙终局的猜想，不仅是对科学前沿的探索，也引发了我们对于存在意义的深刻反思。 结语：永无止境的探索 《宇宙的黎明：从大爆炸到万物的起源》是一次穿越时空的科学之旅，它将带领读者从最宏观的宇宙尺度，深入到最微观的基本粒子世界，去理解我们身处的这个宇宙是如何从无到有，从简单到复杂，最终孕育出生命和智慧。本书旨在激发读者对科学的兴趣，培养严谨的科学思维，并鼓励我们继续保持对未知的好奇与敬畏。 宇宙的奥秘，如同星辰般浩瀚，我们对它的认知，仍在不断深化。本书提供的，是目前最前沿、最可靠的科学视角，它将成为您理解宇宙起源的理想向导。每一次仰望星空，我们看到的不仅仅是璀璨的星光，更是宇宙亿万年演化的宏伟画卷，以及我们自身在其中渺小却又珍贵的坐标。这本书，希望能为您打开一扇通往宇宙深邃智慧的大门，让您在探索中，找到属于自己的那份宁静与启迪。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，“宇宙起源”这个话题都带着一种神圣而又神秘的光环，它既是科学探索的终极谜题，也常常引发哲学的深思。当我看到这本书的书名时，第一反应就是它将如何用一种“现代观点”来解读这个古老而又永恒的命题。我很好奇，它是否会涉及量子力学、相对论等前沿理论，又是否会引用最新的天文观测数据来支撑其观点？“初三分钟”这个时间概念也让我产生联想，这是否暗含着宇宙诞生初期那段至关重要的、充满剧烈变化的时期？我期待这本书能够在我脑海中构建起一幅清晰而又震撼的宇宙图景，让我理解从一个奇点到万物生长的宏大叙事，并且能够感受到科学的严谨与逻辑。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，首先感受到的是一股强大的信息量扑面而来，即便还没有真正翻开阅读，仅从书名和出版信息，就能预感到这是一本沉甸甸的思想载体。重庆大学出版社的名字，本身就带着一股学术的严谨和底蕴，让人对其内容的质量有了初步的信心。而“宇宙起源的现代观点”这个定位，更是直击了我对科学最核心的探索欲。我一直认为，理解我们所处的宇宙，是我们认识自身、认识生命的重要基石。这本书承诺在“初三分钟”内，为我们展现最前沿的科学认知，这让我非常期待它如何在有限的时间里，浓缩无限的宇宙信息，又如何用清晰易懂的语言，将复杂的科学概念呈现在读者面前，而不是堆砌冰冷的公式和晦涩的术语。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让人爱不释手，从封面设计到排版印刷，都透着一股子专业和严谨。拿到手的时候，我首先被它沉甸甸的质感所吸引，书页的纸张摸起来很舒服，不是那种廉价的漂白纸，而是带有一定厚度和韧性，感觉翻阅起来会很有仪式感。封面色彩搭配得恰到好处，既不过于花哨，又能吸引眼球，封底的简介更是言简意赅，直击主题，让人一眼就能感受到内容的深度和吸引力。我特别喜欢它这种朴实无华又充满内在力量的设计风格，仿佛在告诉你，这本书的内容才是它最大的看点。我已经在书架上把它摆放好了，期待着接下来与它展开一场思想的旅程，相信这本书的装帧质量，会为我的阅读体验加分不少。

评分☆☆☆☆☆

这本《RTWL 初三分钟——关于宇宙起源的现代观点》给我一种强烈的“知识更新”的预感。我们对宇宙的认知，是随着科学的进步而不断迭代的，过去的一些理论可能已经被新的发现所颠覆或修正。这本书的“现代观点”字样，让我意识到它所讲述的，必定是当下最前沿、最主流的科学认识。我希望它能够解答我心中一直存在的那些关于“大爆炸”之前是什么？宇宙到底有没有边界？暗物质和暗能量到底扮演着怎样的角色？等等一系列问题。如果这本书能够以一种循序渐进、逻辑清晰的方式，将这些前沿的科学理论呈现出来，并且能够引发我对宇宙更深层次的思考，那么它将不仅仅是一本书，更是一次思想的启迪和视野的拓展。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，无疑为对宇宙奥秘充满好奇心的读者提供了一个绝佳的窗口。我一直对宇宙的起源有着浓厚的兴趣，但很多科普读物要么过于晦涩难懂，要么过于浅显乏味，很难找到一个恰到好处的平衡点。这本书的定位似乎就弥补了这一空白，它承诺用“初三分钟”的时间，带我们走进“宇宙起源的现代观点”。这个概念本身就充满了吸引力，能够在一个相对短暂的时间内，提炼出最核心、最前沿的科学认识，这对于繁忙的现代人来说，是多么宝贵的馈赠。我猜测这本书的叙述方式一定是非常精炼和富有逻辑的，它会像一位经验丰富的向导，引领我们穿越复杂的信息洪流，直抵宇宙诞生的那一刻。