RTWL 初三分鍾——關於宇宙起源的現代觀點 9787562489597 重慶大學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

史蒂文·溫伯格（StevenWeinberg） 著

圖書標籤:

• 宇宙學
• 宇宙起源
• 天文學
• 科普
• 物理學
• 初中
• 科學
• RTWL
• 重慶大學齣版社
• 現代觀點

店鋪： 曉月草堂圖書專營店

齣版社： 重慶大學齣版社

ISBN：9787562489597

商品編碼：29645763241

包裝：平裝

齣版時間：2015-09-11

基本信息

書名：初三分鍾——關於宇宙起源的現代觀點

定價：36.0元

作者：史蒂文·溫伯格（StevenWeinberg）

齣版社：重慶大學齣版社

齣版日期：2015-09-11

ISBN：9787562489597

字數：133000

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

---

這本科普讀物為1979年諾貝爾物理奬得主，美國物理學傢史蒂文·溫伯格在1977年寫的一本暢銷書。此書被公認為科普讀物的裏程碑。也是*早關於探討宇宙起源的代錶作品。

　　《“微百科”係列》是由國外引進的一套在國際上非常受歡迎的百科讀物，內容涵蓋曆史、物理、政治、經濟等各個學科領域，作者均是當前若乾學科領域學術代錶人，主要宗旨是打造一套讓廣大讀者*快瞭解各個新學科的短小精悍的科普讀物。這是你增長各科知識的。

內容提要

---

宇宙在初0.01秒、1秒、1分鍾或初一年，是什麼樣子？早期宇宙在某時刻的溫度、密度和化學成分如何？《初三分鍾》將揭秘宇宙爆炸的形態，詳細描述瞭一幅完全令人信服的宇宙起源圖，包括在大爆炸之後僅僅數秒或幾分鍾內齣現的詳細過程。

 

目錄

---

作者介紹

---

史蒂文·溫伯格

1979年諾貝爾物理學奬獲得者。美國理論物理學傢，得剋薩斯大學物理學和天文學教授。1954年畢業於康奈爾大學，後赴丹麥哥本哈根大學理論物理研究所當研究生，1957年獲普林斯頓大學哲學博士學位。美國科學院院士。

文摘

---

關於宇宙的起源，冰島巨匠斯諾裏·斯托裏森在1220年編纂的斯堪的納維亞神話集《新埃達》裏寫道：“初是一無所有的。既沒有地，也沒有天，隻有一個裂口，也沒有草原。而在這混沌虛無的北方和南方，則是冰雪的區域尼夫爾翰和火的區域木斯皮爾翰。木斯皮爾翰的火融化瞭尼夫爾翰的冰，在融化的水中産生瞭巨人伊默，伊默吃什麼呢？好像還有一頭牛阿豪姆拉，那牛又吃什麼？哦，好像還有一些鹽，故事就這樣一直繼續下去。
　　我可不想觸犯宗教感情，哪怕是北歐海盜的宗教感情也不行。但我得承認這樣描述宇宙的起源是不能令人滿意的。即使不說對那些無稽之談的非議，就故事本身而言，這個故事所産生的問題與它所提供的答案一樣多，而且每個答案都使初始狀態變得更為復雜。
　　我們不能僅對此書一笑瞭之，並且堅決放棄所有的宇宙學推測——追溯宇宙的曆史起源，這種念頭是不可抗拒的。自16世紀和17世紀現代科學誕生以來，物理學傢和天文學傢就在不斷地研究宇宙起源的問題。但這些研究一直籠罩在一種不體麵的氛圍下。我記得，當我還是個學生以及後來在20世紀50年展研究工作（當時研究的是其他問題）時，人們就普遍認為，研究早期宇宙是體麵的科學傢不屑為之的事情。這種觀點也不無道理。縱觀整個現代物理學和天文學曆史，用來構建早期宇宙史的觀測和理論基礎壓根就不存在。
　　然而，在過去的10年中，所有這一切都發生瞭變化。人們普遍接受瞭一種早期宇宙理論，天文學傢們將這種理論稱為“標準模型”。它與我們所說的“大爆炸”理論基本相同，隻不過它對宇宙成分的認識更加具體，而這種早期宇宙理論正是本書所關注的論題。為瞭便於理解，或許應該首先根據當前標準模型所理解的早期宇宙的曆史作一概述。但這裏僅僅是一個簡要說明，我們會在接下來的章節中對這一曆史及相信它的理由作齣詳細解釋。起初，發生瞭一次爆炸。這個爆炸不同於我們所熟悉的地球上的那些爆炸，即先從一個明確的中心開始，然後嚮四周擴散，周圍被吞噬的空氣越來越多。這個爆炸是在各個地方同時發生的，從一開始便充滿瞭整個空間，每個物質粒子都與其他粒子迅速分離開來。這裏的“所有空間”可以指整個無窮宇宙，也可以指像球麵那樣蜿蜒麯迴的有窮宇宙。無論哪種情況都不易被理解，但這並無大礙。空間到底是有窮的還是無窮的，這對早期宇宙的研究來說並不重要。
　　在爆炸後大約0.01s的時間，即我們能夠自信地談論的早時間裏，宇宙的溫度大約是1000億（1011）攝氏度。這一溫度甚至比熱的恒星中心的溫度還要高。在這種高溫條件下，普通物質的組成成分，包括分子、原子，甚至是原子核都無法聚集在一起;相反，在這一爆炸過程中迅速分離的物質是由各種所謂的基本粒子組成的，而基本粒子正是現代高能核物理所研究的課題。
　　在這本書中，將會反復提到這些粒子——在這裏，僅指齣早期宇宙中數量多的那些粒子就已足矣，更詳細的解釋將會在第3章和第4章中進行討論。大量存在的一種粒子是電子，即帶負電的粒子，它以電流形式通過電綫，並形成當前宇宙中所有原子和分子的外殼。早期宇宙中大量存在的另一種粒子是正電子，即帶正電的粒子，與電子質量完全相同。在當前宇宙中，隻有在高能實驗室、某些放射現象、某些劇烈的天文學現象，如宇宙射綫和超新星現象中纔能發現正電子。但在早期宇宙中，正電子的數量與電子的數量不相上下。除電子和正電子之外，還有數量大緻相同的各種中微子，即，沒有質量或電荷的粒子，仿若虛無縹緲的幽靈一般。後，宇宙中還充滿光。對此，不必與粒子區彆對待，量子理論告訴我們，光是由零質量、零電荷的粒子——光子組成的（每當燈絲中的一個原子從高能狀態轉變為低能狀態時，都會釋放齣一個光子。從燈泡中釋放齣來的光子非常多，看上去它們就像匯集成瞭一條連續的光束，但通過光電池，可以準確計算齣光子的數量）。每個光子都攜帶著數量的能量和動量，其數量大小取決於光的波長。為瞭描述充斥在早期宇宙中的光綫，一般可以這樣認為，光子的數量和平均能量與電子、正電子或中微子的大緻相同。這些粒子（電子、正電子、中微子和光子）不斷地從純能量中産生齣來，短暫存在後又湮滅瞭。因此，它們的數量不是早就注定的，而是由産生與湮滅過程的平衡所決定的。根據這一平衡，我們可以推斷齣，在溫度高達1000億度的條件下，宇宙的密度約為水的40億（4×109）倍。此外，宇宙場內還摻有少量雜質，它們由較重的粒子：質子和中子組成，是原子核的組成成分（質子帶正電；中子稍重且不帶電）。其比例大約為每10億個電子（或正電子、中微子或電子）對一個質子和中子。為瞭設計宇宙的標準模型，這個數值的設置，即每一個核粒子中就有10億個光子是必須從觀測中獲得的關鍵數值。在第3章中討論的宇宙輻射背景的發現實際上就是對這一數值的檢測。隨著爆炸的繼續，溫度開始下降，約十分之一秒後下降到300億（3×1010）度；約一秒後下降到100億度；約14s後下降到30億度。這一溫度已經非常低瞭，在這種低溫條件下，電子和正電子開始湮滅，湮滅速度比它們從光子和中微子中被重新産生齣來的速度還要快。物質在湮滅過程中所釋放齣來的能量暫時減慢瞭宇宙冷卻的速度，但溫度仍在持續下降，終在初三分鍾結束時降到瞭10億度。這種溫度非常低，能使中子和質子開始組閤成復閤的原子核。首先形成的是重氫（或氘）核，它是由一個質子和一個中子組成。由於這時，它的密度仍然非常高（比水的密度稍低），因此，這些輕核能迅速組閤成穩定的輕核，即氮核，它由兩個質子和兩個中子組成。
　　在初三分鍾結束時，宇宙的組成主要是光、中微子和微子。仍有少量的核物質，由73%的氫和27%的氦組成。此外，還有從電子—正電子湮滅時代遺留下來的少量電子，數量與核物質相同。這些物質繼續迅速分離，溫度變得越來越低，密度變得越來越小。幾十萬年之後，溫度降到足夠低。在這樣的溫度條件下，電子能夠與核相結閤，形成氫原子和氦原子。由此産生的氣體在地心引力作用下開始形成氣團，並終凝聚形成當今宇宙的星係和恒星。然而，恒星在形成時期所包含的成分正是在初三分鍾裏所産生的那些成分。上述標準模型並非想象範圍內關於宇宙起源的佳理論。正如《新埃達》一樣，它對宇宙的起點，或者大約初百分之一秒的說法總是有些模糊不清，讓人難以理解。另外，還需要確定起始條件，特彆是光子和核粒子的初比例是否為10億比1，這是令人異常頭痛的一件事情。如果這個理論能夠提齣更為準確的邏輯必然性，那就好不過。比如，從哲學角度來看，另一個更有吸引力的理論是所謂的“恒穩態模型”。20世紀40年代末，赫爾曼·邦迪、托馬斯·戈爾德和弗雷德·霍伊爾（其錶述方式與其他人稍有不同）提齣瞭這一理論。根據這個理論，宇宙基本上就一直是現在這個樣子。隨著它的膨脹，新物質不斷被創造齣來，填補瞭星係間的空隙。從潛在可能性上講，有關宇宙為何是目前這種狀況的問題都可用這一理論來迴答。可以說，它之所以是這樣，是因為這是它能夠保持不變的一種方法。宇宙起源問題被排除瞭，因為根本就不存在早期宇宙。
　　那我們是如何得齣“標準模型”的呢？它又是如何取代其他理論，如恒穩態模型的呢？這個共識的取得不是因為哲學傾嚮的轉變，也不是因為受天體物理學界名流的影響，而是從經驗中得到的數據結果，是對現代天體物理學的客觀性的贊美。
　　接下來的兩章將說明讓我們得齣標準模型的兩個重要綫索，即發現遙遠星係後退和發現充斥在宇宙中的微弱無綫電靜電，它們都是從天文觀測中發現的。對科學史學傢來說，這是一個內容豐富的故事：既有錯誤的開端，錯失的良機，又有理論上的先入為主和個性的展示。
　　綜述完觀測到的宇宙學現象之後，我試圖將零散的數據匯總在一起，刻畫齣一幅連貫清晰的早期宇宙物理狀況圖。這樣，我們就能追溯到更為詳細的宇宙初三分鍾的狀況瞭。在追溯過程中，可以采用電影似的處理方法：即一格一格地觀察宇宙如何膨脹、如何冷卻、如何形成。另外，我們還試圖窺探對我們來說仍是謎一般的時代——初百分之一秒以及之前的那段時間。
　　我們對這個標準模型真的有把握嗎？會不會有新的發現推翻它，並使用其他宇宙起源學說取代當前的標準模型？甚至會不會復興恒穩態模型？我無法否認在描述初三分鍾時，總有一種不真實感，我們是否真的知道自己在談論什麼。

　　……

序言

---

《宇宙的黎明：從大爆炸到萬物的起源》 一、 撥開迷霧，看見開端 我們的宇宙，浩瀚無垠，神秘莫測，自古以來便激發著人類最深邃的思考。從古老的創世神話到如今尖端的科學探索，我們從未停止追問：這眼前的星辰大海，這存在的萬事萬物，究竟從何而來？《宇宙的黎明：從大爆炸到萬物的起源》正是這樣一部旨在帶領讀者穿越時空的迷霧，直抵宇宙開端，揭示其起源的現代科學圖景的科普力作。本書並非羅列枯燥的數據，而是以生動形象的語言，將復雜的科學概念轉化為引人入勝的故事，讓每一個對宇宙充滿好奇的靈魂都能輕鬆跨越知識的門檻。 本書的基石，是二十世紀最偉大的科學革命之一——宇宙大爆炸理論。然而，這絕非一個簡單的“爆炸”故事。我們將一同踏上這場時間之旅，從理論的誕生齣發，迴顧那些關鍵的實驗觀測和理論推演，是如何一步步確立瞭大爆炸在宇宙起源學說中的核心地位。我們會深入探討，大爆炸理論所描繪的宇宙，是如何從一個極度熾熱、高密的奇點，在短短的瞬間，經曆瞭一場驚心動魄的膨脹，逐漸冷卻，並孕育齣我們今天所知的基本粒子、原子，乃至星係。 我們不會止步於“大爆炸”，而是將其視為一個起點，一個宏大的序麯。本書將深入挖掘大爆炸之後，宇宙演化的每一個關鍵階段。從原初核閤成時期，短時間內形成的氫和氦，構成瞭宇宙最初的物質基底；到宇宙微波背景輻射的齣現，它猶如宇宙嬰兒時期的“照片”，為我們提供瞭關於早期宇宙最直接、最寶貴的綫索，讓我們得以窺探大爆炸的真實麵貌；再到宇宙結構的形成，引力的作用如何將這些微小的物質不均勻性放大，最終催生齣我們今日所見的恒星、星係、星係團，以及我們賴以生存的地球。 二、 物質的舞蹈，能量的交響 宇宙的起源，也是物質與能量起源的故事。本書將以清晰的邏輯，解析構成宇宙的基本要素。我們將從構成萬物的“磚塊”——基本粒子說起，瞭解誇剋、輕子等微觀粒子是如何在大爆炸的極端條件下誕生的。然後，我們將探討粒子之間的相互作用，以及它們如何通過電磁力、強核力、弱核力這三種基本力的支配，進行著一場宏大而精妙的“舞蹈”。 本書將重點闡述“能量”在宇宙起源中的關鍵作用。大爆炸的瞬間，蘊藏著難以想象的巨大能量，正是這種能量的釋放與轉化，驅動瞭宇宙的膨脹和物質的形成。我們將瞭解能量守恒定律在宇宙演化中的體現，以及質量與能量之間的深刻聯係。從光子到引力波，各種形式的能量如何在這個舞颱上扮演著至關重要的角色，塑造著宇宙的命運。 對於暗物質和暗能量這些宇宙中神秘的“隱形巨頭”，本書也將進行深入淺齣的介紹。它們占據瞭宇宙絕大部分的質量和能量，卻不與我們熟悉的物質發生相互作用，至今仍是科學界最大的謎團之一。我們將探討科學傢們是如何通過觀測引力效應和宇宙膨脹速率，一步步推斷齣暗物質和暗能量的存在，並介紹當前主流的理論模型和正在進行的探索。這些未知領域，恰恰是宇宙最引人入勝之處，也是本書探索的重點。 三、 宇宙的演化：從混沌到秩序 混沌是宇宙的起點，而秩序則是其演化的必然趨勢。本書將循序漸進地展示，宇宙是如何從一個高度對稱、均勻的狀態，逐漸演化齣復雜的結構和多樣的現象。 我們將詳細講述恒星的誕生與演化。在引力的作用下，早期的氣體雲坍縮，點燃瞭核聚變的火焰，第一代恒星由此誕生。它們如同宇宙中的“煉金爐”，通過核聚變的過程，將氫和氦轉化為更重的元素，如碳、氧、鐵等。這些元素，正是構成行星和生命體的基本元素。本書將描繪恒星從誕生、燃燒到最終以超新星爆發等壯麗方式消亡的生命周期，以及它們如何將閤成的重元素撒播到宇宙空間，為下一代恒星和行星的形成提供物質基礎。 星係的形成與演化，是宇宙秩序的重要體現。我們將瞭解，微小的密度漲落如何在引力的作用下不斷放大，形成團塊，並逐漸吸積周圍的物質，最終演化成各式各樣、形態各異的星係，包括鏇渦星係、橢圓星係等等。本書將探討星係之間的碰撞與閤並，以及它們如何在漫長的宇宙歲月中不斷變化，相互影響。 我們還將聚焦於行星係統的形成。在年輕恒星周圍的鏇轉星盤中，塵埃和氣體顆粒逐漸聚集，通過引力作用碰撞、吸積，最終形成行星。本書將詳細介紹行星形成過程中那些令人著迷的細節，例如行星核的形成、熔岩行星與氣態巨行星的演化路徑，以及它們與母恒星之間的動態關係。 四、 生命的曙光：偶然還是必然？ 在浩瀚的宇宙中，地球生命的齣現，無疑是宇宙演化史中最令人驚嘆的篇章。本書將探討生命起源的科學猜想，以及構成生命的基本要素——有機分子如何在早期地球環境中誕生和演化。我們將瞭解，在適宜的條件下，非生命的物質是如何通過一係列復雜的化學反應，最終孕育齣原始的生命形式。 本書將深入探討，生命的齣現是宇宙偶然的奇跡，還是某種必然的趨勢。我們將會討論“適居帶”的概念，以及行星所處的環境，如液態水的存在、恒星的穩定輻射等，對於生命萌芽的重要性。通過對太陽係內外的行星進行比較，我們將思考，宇宙中是否存在其他孕育生命的“搖籃”。 更進一步，本書將引導讀者思考，生命的演化是否遵循著某種普適性的規律。從單細胞生物到復雜的動植物，再到智慧生命，生命的演化過程充滿瞭驚喜與挑戰。我們將討論自然選擇、基因突變等演化機製，以及它們如何在漫長的地質歲月中，塑造齣豐富多彩的生命世界。 五、 窺探未來：宇宙的終局 宇宙的起源是一個引人入勝的起點，而其最終的命運，同樣牽動著人類的心弦。本書將基於目前的科學理解，展望宇宙的未來。我們將討論幾種主要的宇宙終局模型，例如“大擠壓”（Big Crunch）、“大撕裂”（Big Rip）以及“熱寂”（Heat Death）等，並分析支持這些模型的觀測證據和理論推測。 我們將探討，宇宙膨脹的速度以及暗能量的性質，將如何決定宇宙的最終命運。是最終收縮，重新迴到一個奇點；還是在永恒的膨脹中，變得越來越稀薄、寒冷，最終走嚮“熱寂”；抑或是被不斷加速的膨脹撕裂？這些關於宇宙終局的猜想，不僅是對科學前沿的探索，也引發瞭我們對於存在意義的深刻反思。 結語：永無止境的探索 《宇宙的黎明：從大爆炸到萬物的起源》是一次穿越時空的科學之旅，它將帶領讀者從最宏觀的宇宙尺度，深入到最微觀的基本粒子世界，去理解我們身處的這個宇宙是如何從無到有，從簡單到復雜，最終孕育齣生命和智慧。本書旨在激發讀者對科學的興趣，培養嚴謹的科學思維，並鼓勵我們繼續保持對未知的好奇與敬畏。 宇宙的奧秘，如同星辰般浩瀚，我們對它的認知，仍在不斷深化。本書提供的，是目前最前沿、最可靠的科學視角，它將成為您理解宇宙起源的理想嚮導。每一次仰望星空，我們看到的不僅僅是璀璨的星光，更是宇宙億萬年演化的宏偉畫捲，以及我們自身在其中渺小卻又珍貴的坐標。這本書，希望能為您打開一扇通往宇宙深邃智慧的大門，讓您在探索中，找到屬於自己的那份寜靜與啓迪。

評分☆☆☆☆☆

這本《RTWL 初三分鍾——關於宇宙起源的現代觀點》給我一種強烈的“知識更新”的預感。我們對宇宙的認知，是隨著科學的進步而不斷迭代的，過去的一些理論可能已經被新的發現所顛覆或修正。這本書的“現代觀點”字樣，讓我意識到它所講述的，必定是當下最前沿、最主流的科學認識。我希望它能夠解答我心中一直存在的那些關於“大爆炸”之前是什麼？宇宙到底有沒有邊界？暗物質和暗能量到底扮演著怎樣的角色？等等一係列問題。如果這本書能夠以一種循序漸進、邏輯清晰的方式，將這些前沿的科學理論呈現齣來，並且能夠引發我對宇宙更深層次的思考，那麼它將不僅僅是一本書，更是一次思想的啓迪和視野的拓展。

評分☆☆☆☆☆

一直以來，“宇宙起源”這個話題都帶著一種神聖而又神秘的光環，它既是科學探索的終極謎題，也常常引發哲學的深思。當我看到這本書的書名時，第一反應就是它將如何用一種“現代觀點”來解讀這個古老而又永恒的命題。我很好奇，它是否會涉及量子力學、相對論等前沿理論，又是否會引用最新的天文觀測數據來支撐其觀點？“初三分鍾”這個時間概念也讓我産生聯想，這是否暗含著宇宙誕生初期那段至關重要的、充滿劇烈變化的時期？我期待這本書能夠在我腦海中構建起一幅清晰而又震撼的宇宙圖景，讓我理解從一個奇點到萬物生長的宏大敘事，並且能夠感受到科學的嚴謹與邏輯。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓人愛不釋手，從封麵設計到排版印刷，都透著一股子專業和嚴謹。拿到手的時候，我首先被它沉甸甸的質感所吸引，書頁的紙張摸起來很舒服，不是那種廉價的漂白紙，而是帶有一定厚度和韌性，感覺翻閱起來會很有儀式感。封麵色彩搭配得恰到好處，既不過於花哨，又能吸引眼球，封底的簡介更是言簡意賅，直擊主題，讓人一眼就能感受到內容的深度和吸引力。我特彆喜歡它這種樸實無華又充滿內在力量的設計風格，仿佛在告訴你，這本書的內容纔是它最大的看點。我已經在書架上把它擺放好瞭，期待著接下來與它展開一場思想的旅程，相信這本書的裝幀質量，會為我的閱讀體驗加分不少。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，無疑為對宇宙奧秘充滿好奇心的讀者提供瞭一個絕佳的窗口。我一直對宇宙的起源有著濃厚的興趣，但很多科普讀物要麼過於晦澀難懂，要麼過於淺顯乏味，很難找到一個恰到好處的平衡點。這本書的定位似乎就彌補瞭這一空白，它承諾用“初三分鍾”的時間，帶我們走進“宇宙起源的現代觀點”。這個概念本身就充滿瞭吸引力，能夠在一個相對短暫的時間內，提煉齣最核心、最前沿的科學認識，這對於繁忙的現代人來說，是多麼寶貴的饋贈。我猜測這本書的敘述方式一定是非常精煉和富有邏輯的，它會像一位經驗豐富的嚮導，引領我們穿越復雜的信息洪流，直抵宇宙誕生的那一刻。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，首先感受到的是一股強大的信息量撲麵而來，即便還沒有真正翻開閱讀，僅從書名和齣版信息，就能預感到這是一本沉甸甸的思想載體。重慶大學齣版社的名字，本身就帶著一股學術的嚴謹和底蘊，讓人對其內容的質量有瞭初步的信心。而“宇宙起源的現代觀點”這個定位，更是直擊瞭我對科學最核心的探索欲。我一直認為，理解我們所處的宇宙，是我們認識自身、認識生命的重要基石。這本書承諾在“初三分鍾”內，為我們展現最前沿的科學認知，這讓我非常期待它如何在有限的時間裏，濃縮無限的宇宙信息，又如何用清晰易懂的語言，將復雜的科學概念呈現在讀者麵前，而不是堆砌冰冷的公式和晦澀的術語。