本書以史蒂芬.霍金的《時間簡史》為宇宙天文中關於“時間”的理論發展為支點。其中,涉及哲學、物理學、力學、地理學等等方麵的知識。本書內容涉及宏觀和微觀兩大領域,包括星係、黑洞、時間和空間、誇剋、反物質等等。
第一章 我們的宇宙圖像
人類認識宇宙,從“看星星”開始
與生産生活密切相關的天象觀測
宇宙地心說
日心說齣爐
開普勒三大定律
在某一個有限時刻,宇宙開端瞭
星係是遍布宇宙的龐大星星“島”
神秘天河中藏著無數恒星
星係“類型秀”
扁平圓盤狀的銀河係
廣袤銀河中,人類居住在太陽係
我們知道宇宙在膨脹,卻弄不懂金字塔
哈勃的觀測
望遠鏡中的宇宙
第二章 空間和時間
就算物質都毀滅,時空依然相互獨立存在
羽毛和鐵塊為何同時落地
牛頓的引力定律
無論怎麼測量,光速數值始終不變
絕對時間和絕對空間
一切都是相對的,時間和空間是相結閤的
光的媒介是像風一樣的以太嗎?
拋棄以太——光速是恒定的常數
無論何時何地,物理法則永遠不變6
從四維空間裏,找齣你的時空坐標係
引力摺彎光綫,形成彎麯的時空
光會被引力場摺彎
變慢的時間
雙生子吊詭的真相
第三章 膨脹的宇宙
星係不斷遠離,宇宙時刻膨脹
用光的波長和顔色來觀測遠去的恒星
多普勒效應
越遠的星係“逃離”的速度越快
膨脹的宇宙
由密集狀態開始的巨大爆炸
大爆炸理論的證據
星係遠離,說明我們在宇宙的中心嗎
空間到底是怎樣膨脹的
宇宙會永遠膨脹下去嗎?
大爆炸或者時間,有一個開端
暗物質和暗能量
熱寂說和大坍塌
大爆炸的奇點
穩恒態宇宙模型
第四章 基本粒子和自然的力
第五章 黑洞到底黑不黑
第六章 宇宙的起源和命運
第七章 蟲洞和時間旅行
第八章 物理學的統一
……
粒子不但能自己鏇轉,還有“反麵”
粒子加速器
粒子加速器是用人工方法産生高速帶電粒子的裝置。粒子加速器是非常復雜的一個係統,而且它廣泛采用瞭各個專業領域內最高的技術水平,同時在加速器的建設過程中,各個相關領域的技術得到瞭很大提高。
建設粒子加速器最重要的原因就是要探索微觀世界的深層奧秘,有些人會問:為什麼非要選擇粒子加速器呢?在科學領域光學顯微鏡、電子投射顯微鏡、掃描隧道顯微鏡、X 射綫掃描儀等等,不都是非常精密且高科技的儀器嗎?
那是因為人眼並不能看到所有的電磁波,我們看到的隻是普通的可見光。而這種普通的可見光波長要長於原子的尺度,當光波遇到原子時,就如同長長的海浪繞過瞭一塊石頭一樣,根本達不到迴射的效果,因此,顯微鏡是無法直接看到原子的。所以,
人們必須藉助波長更短的X 光纔能看到原子。而對於粒子物理學而言,要想看到小於核子(質子中子)的粒子,就需要更高的能量,所以人們需緻力於提高加速粒子的能量,進而,粒子加速器經過無數次的實驗與研究終於誕生瞭。
1919 年,物理學傢盧瑟福用天然放射源實現瞭第一個原子核反應這一學術研究,不久之後,人們便提齣瞭用人造快速粒子源來變革原子核的設想,然而沒有一個科學傢完成這一設想。1928年伽莫夫關於量子隧道效應的計算錶明,能量遠低於天然α 射綫的粒子,也可透入核內,這個發現進一步激發瞭人們研製人造快速粒子源的熱情。
20 世紀20 年代中期,科學傢們探討過許多關於加速帶電粒子的方案,同時也進行瞭許多次試驗。終於在30 年代初,高壓倍加器、迴鏇加速器、靜電加速器相繼問世,從而加速瞭粒子加速器的發展曆程。1932 年,物理學傢考剋饒夫和瓦耳頓用他們建造的700kV 高壓倍加速器加速質子,實現瞭第一個由人工加速的粒子束引起的核反應。同年,勞倫斯等科學傢發明瞭迴鏇加速器並開始運行。幾年之後他們通過人工加速的p、d 和α 等粒子轟擊靶核得到高強度的中子束,還首次製成瞭Na、P、I 等醫用同位素。以上這幾位研製加速器的先驅者,後來都分彆獲得瞭諾貝爾物理學奬。在同一期間,物理學傢範德格拉夫創建瞭靜電加速器,它的能量均勻度高,被譽為核結構研究的精密工具。
粒子加速器儼然已經成為探索原子核、粒子性質的重要武器,在以後的幾十年間,隨著人們對微觀物質世界深層結構研究的不斷深入,各個科學技術領域對各種快速粒子束的需要不斷增長,同時科學傢也提齣瞭多種新的加速原理和方法,發展瞭具有各種特色的加速器為人們服務。
在日常生活中,常見的粒子加速器有用於電視的陰極射綫管及X 光管等設施,同時也是探索原子核和粒子的性質、內部結構和相互作用的重要工具,並在工農業生産、醫療衛生、科學技術等方麵都有重要而廣泛的實際應用。
……
從古至今,人們一直緻力於探究宇宙的本源和歸宿:宇宙究竟是無限的還是有限的?它有一個開端嗎?如果有的話,在此之前發生瞭什麼?時間的本質是什麼?它會到達一個終點嗎?這些問題常讓普通大眾陷入沒有齣口的思考,同樣也睏擾著古往今來眾多的科學傢和哲學傢。
目前,人們普遍接受的時間觀念來自愛因斯坦的相對論。在相對論中,時間與空間一起組成四維時空,成為構成宇宙的基本結構。而史蒂芬·霍金在愛因斯坦之後通過對黑洞、紅移及微波背景輻射等的研究,融閤瞭量子理論,提齣瞭他驚人的論斷——宇宙是有限的,但無法找到邊際;宇宙在大約150 ~ 200 億年前的大爆炸開端有一個奇點,這也是時間的起點,在此之前,時間毫無意義;空間-時間可看成一個有限無界的四維麵,宇宙中的所有結構都可歸結於量子力學的測不準原理所允許的最小起伏。
為瞭便於讀者對宇宙學理論進行係統、深入的解讀,我們編寫瞭這本《圖說時間簡史》。本書對於非科學專業的讀者來說,是享受人類文明成果的好機會,而對於各科學領域的讀者來說,本書無疑是他們寶貴靈感的源泉之一。書中整閤瞭大量背景信息和理論資料,盡量將原著中一筆帶過或不甚明瞭的知識點分解開、詳細化地講清楚。刪除瞭純粹技術性的概念,諸如混沌的邊界條件的數學等。相反,包括相對論、彎麯空間以及量子論的課題,則予以詳細論述。
它帶我們遨遊到微觀和宏觀的奇異領域,帶我們去認識遙遠的星係、神秘的黑洞、基本粒子和自然的力、誇剋、反物質,理解膨脹的宇宙、不確定性原理、時間旅行及大統一理論,揭示當日益膨脹的宇宙崩潰時,時間倒溯引起人們不安的可能性。在這個奇境裏,粒子、膜和弦做十一維運動,黑洞最後蒸發並且和它攜帶的秘密同歸於盡,而我們宇宙創生的種子隻不過是一粒微小的“堅果”……
書中配有大量照片、示意圖和解析圖,以直觀形象的方式闡述霍金那些驚人的觀點,尤其是一些難懂的數學解析和理論模型,為讀者更好地理解提供瞭捷徑。
總之,本書力圖將復雜高深的理論物理知識以通俗易解的語言展現給普通人看,人類從古至今對時間的探索曆程將在書中清晰展現,並在哲學層麵理解科學成果,以科學成果烘托哲學理論。無論是廣袤星際間的復雜關聯,還是一個個物理學概念的闡釋,都變得更加引人入勝,使人遐想萬韆。
讀完這本書,我感覺自己好像完成瞭一次漫長而深刻的“時間旅行”。作者並非隻是羅列事實,他更像是一位技藝精湛的導遊,帶領我們穿越瞭宇宙的古老紀元,目睹瞭奇點爆炸的瞬間,體驗瞭物質的形成與恒星的生滅。最讓我震撼的是,他對“尺度”的描繪能力。如何用人類的語言去量化十億年?如何去想象比原子核還要微小的尺度下的不確定性?這本書似乎提供瞭一套處理這種“尺度失調感”的方法論。它強迫你去跳齣日常的時間框架,用一種更宏大、更永恒的視角來審視萬物,這是一種非常奇特的精神體驗。它不僅是知識的傳遞,更像是一種世界觀的重塑,讓人在麵對日常瑣事時,能多一份淡然與豁達,因為你知道,我們都隻是這場宏大敘事中的微小但關鍵的一環。
評分這本書的敘述方式簡直是一次智力上的大冒險!作者對於宇宙起源和演化的復雜概念的處理,展現齣一種化繁為簡的非凡能力。我特彆欣賞那種層層遞進的講解結構,仿佛引導者帶著你一步步走過幽暗的隧道,最終在宏大的星空下豁然開朗。它不像教科書那樣乾巴巴地堆砌公式和定義,而是用生動的比喻和清晰的邏輯鏈條,將引力、時空彎麯、量子漲落這些抽象到讓人頭疼的理論,變得觸手可及。每一次翻頁,都像是進行瞭一次深刻的哲學思考,讓我不得不停下來,凝視窗外那片尋常的夜空,想象著其中蘊含的億萬年的變遷。這種閱讀體驗是極其罕見的,它不僅滿足瞭知識的渴求,更激發瞭人類對未知最原始的好奇心。讀完之後,看待日常生活的視角都發生瞭微妙的變化,那些曾經習以為常的事物,突然間濛上瞭一層科學的、史詩般的光輝。
評分這本書的魅力,還在於它在保持科學嚴謹性的同時,始終保持著一種近乎詩意的浪漫色彩。作者在闡述那些冰冷、精確的物理定律時,語氣中總流露著對宇宙之美的深深敬畏。他成功地將科學的邏輯之美與自然現象的感性之美完美地融閤在一起,這使得閱讀過程本身就成為一種享受。我特彆欣賞書中關於“邊緣問題”的處理方式,那些尚未被完全解答的謎團,作者沒有輕率地給齣結論,而是坦誠地展示瞭科學探索的邊界,並邀請讀者一同思考下一步的可能性。這種開放性的探討,比任何確定的答案都更具啓發性。它教會我們,真正的求知欲,永遠建立在對未知保持謙遜和好奇的基礎之上。這本書無疑是一盞明燈,照亮瞭通往深空與時間奧秘的崎嶇小徑。
評分這本書的文字功底著實令人稱道,那種行文的節奏感把握得恰到好處,讀起來完全不會感到枯燥乏味。它仿佛是一部精心編排的交響樂,開場是低沉而富有懸念的序麯,隨著情節的深入,各種科學概念如不同聲部的樂器般交織、碰撞,最終匯聚成一段恢弘壯闊的高潮。作者對語言的駕馭能力體現在其對那些冷峻科學概念的“人性化”處理上,他總能找到一個絕妙的切入點,讓讀者立刻與那些遙遠而宏大的事件産生情感上的共鳴。我尤其喜歡他穿插的那些曆史背景介紹,它讓我們明白,這些偉大的理論並非憑空齣現,而是無數先驅者在特定時代背景下,用汗水和智慧艱難求索的結果。這種對人類探索曆程的尊重和細緻描摹,使得整本書的厚度不僅停留在物理層麵,更延展到瞭人文關懷的維度。
評分坦白說,我原本對科普讀物抱有一定的戒心,擔心會遇到大量無法消化的專業術語。然而,這本“圖說”係列的書籍完全打消瞭我的疑慮。它在視覺呈現上做齣瞭極大的創新,那些精妙的插圖和圖錶,簡直是理解復雜時空模型的絕佳輔助工具。它們不僅僅是裝飾,更是敘事的一部分,用圖像的語言彌補瞭純文字在解釋三維甚至更高維度結構時的局限性。每一次遇到一個難以理解的節點,我總能在隨後的插圖中找到清晰的視覺錨點,幫助我的大腦快速建立起概念模型。這種圖文並茂的編排方式,極大地降低瞭閱讀門檻,讓那些原本隻屬於物理學傢圈子裏的探討,變得如此親切和易懂。對於像我這樣對宇宙學抱有興趣,但缺乏深厚數學基礎的普通讀者來說,這簡直是一份無價的“翻譯器”。
評分不錯,很好
評分簡單易懂,適閤中學生閱讀。
評分書本是人類進步的階梯,我想應該不錯。
評分書本是人類進步的階梯,我想應該不錯。
評分印刷精美,但是我本以為是講解時間簡史的內容但是很明顯這不是啊,這隻是另外一本書,藉用瞭時間簡史的名字罷瞭
評分印刷精美,但是我本以為是講解時間簡史的內容但是很明顯這不是啊,這隻是另外一本書,藉用瞭時間簡史的名字罷瞭
評分書本是人類進步的階梯,我想應該不錯。
評分這個牌子的一直在用 很好用 價格又不貴 劃算
評分這個牌子的一直在用 很好用 價格又不貴 劃算
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