时间的形状：相对论史话 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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汪洁 著

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• 宇宙学

店铺： 炫丽之舞图书专营店

出版社： 北京时代华文书局

ISBN：9787569914061

商品编码：29689369548

包装：平装-胶订

出版时间：2017-04-01

基本信息

书名：时间的形状：相对论史话

定价：48.00元

作者：汪洁

出版社：北京时代华文书局

出版日期：2017-04-01

ISBN：9787569914061

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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1．第八届文津奖获奖图书。

2．喜马拉雅、蜻蜓、网易等电台热门主播汪洁，历经五年全新修订，彩图升级。

3．一本人人都能读懂的相对论，用*轻松幽默的语言讲解深奥的科学道理；性与趣味性兼具 与《上帝掷骰子吗？》并称科普两大经典。

4．这不单单是一部科普读物，更是一段堪比好莱坞大片的科学史话。跟随作者，你将进入浩瀚的宇宙，去体会一种由科学带来的震撼。

内容提要

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一直以来，你会有这样的疑问：

永恒流淌的时间，是真的摸不着看不见，还是有形状和终点？

我们所处的空间，是三维四维还是五维？

我们能不能踏上时光机，任意穿越时空回到过去和未来？

这些，都将在本书中找到答案。

跟随作者，你可以进入爱因斯坦的梦境，坐在牛顿老师的课堂，来到星光实验的现场……近距离接触科学的真相。你将轻松了解一个你以为深奥得无法捉摸的理论，你将进入一个你以为奇妙得永远理解不了的世界。

本书上部和大家一起回顾物理学走过的坎坷历史，这段历史的精彩程度不亚于任何一段战争史。在伽利略、牛顿等纷纷谢幕之后，超级爱因斯坦闪亮登场。他就像一位横空出世的大侠，无门无派，但出手即震惊天下，他的绝招就是“相对论”。

书的下部比上部还要精彩，结构宏大，故事神奇，真相惊人。在下部，作者细致地剖析时空真相，带你领略神奇的四维时空奇境，了解整个宇宙的图景，再回到原子的深处见识不可思议的微观世界，然后看一看当下物理学的新进展——万物理论。

一本人人都能读懂的相对论，用通俗幽默的语言讲解深奥的科学道理。这不是一本书，这是一个全新的宇宙观。

目录

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序／001

前言／003

章　不得不说的废话

关于相对论的谣言粉碎机／002

你必须了解的四个概念／003

第二章　伽利略和牛顿的世界

相对性原理／010

伽利略变换式／016

史上牛炼金术士牛顿／021

牛顿的运动观／023

牛顿水桶实验中的时空观／026

第三章　光的速度

伽利略吹响冲锋号／032

光速测量大赛／035

惊人的发现／038

科学史上成功的失败／041

第四章　爱因斯坦和狭义相对论

两朵乌云／048

登场／050

个原理：光速不变／052

第二个原理：物理规律不变／055

环球快车案／058

同时性的相对性／065

时间会膨胀／068

空间会收缩／079

速度合成／083

质速神剑／086

光速极限／089

质能奇迹／092

四个搞脑子问题／095

第五章　广义相对论的宇宙

爱因斯坦的不满／100

生死重量／103

等效原理／110

太空大圆盘／114

时空弯曲／121

引力的本质／125

水星轨道之谜／131

星光实验／133

没见过这么黑的洞／137

从黑洞到虫洞／143

压轴大戏／145

第六章　时空那点事

时空中的运动／152

四维时空／157

时间旅行／158

星际殖民／167

星际贸易／173

第七章　再谈四维时空

宇宙时空的图景／178

神奇的四维／189

第八章　上帝的判决

上帝玩不玩骰子？／200

美剧《生活大爆炸》／201

要命的双缝／202

玻尔的上帝／208

EPR实验／214

宇宙大法官／216

上帝的判决／219

万物理论／223

第九章　宇宙是一首交响乐

万物皆空唯有音乐／226

击碎原子／228

宇宙中的四种“力”／235

超弦理论／237

的设计／240

作者介绍

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汪洁，科普作家。同时兼任中科院上海天文台“天之文系列科普讲坛” 讲者，上海天文博物馆首席志愿者讲解员，浙江省科技馆“科学脱口秀”讲者，“万有青年大烩”讲者、“科学声音”组织成员，喜马拉雅、蜻蜓、网易等电台热门主播。

文摘

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序言

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《星辰的低语：宇宙演化史》 第一章：混沌的黎明——宇宙的诞生 想象一下，在一切存在之前，没有空间，没有时间，没有物质，也没有能量。只有一片虚无，一种绝对的寂静，一种超越我们理解的“无”。然而，就在这看似永恒的静止中，潜藏着一个即将爆发的奇迹。 大约138亿年前，这个“无”被一声震动宇宙的巨响打破了。这不是我们所能想象的“爆炸”，而是一种空间的极速膨胀，一种能量密度的无限聚集，一种物理定律尚未成型的混沌初开。这就是“大爆炸”，宇宙的起点。 在那最初的瞬间，宇宙比我们现在所知的任何物质都要炽热、致密。一切物质和能量都压缩在一个比原子还要小的点里。紧接着，空间本身开始以令人难以置信的速度膨胀，将这股原始能量和物质向外扩散。这股膨胀并非在已有的空间中发生，而是空间本身的诞生和扩张。 随着宇宙的冷却，最基本的粒子开始形成：夸克、轻子（如电子）以及传递力的玻色子。在最初的几微秒内，这些粒子碰撞、湮灭，又在不断冷却的宇宙中重新组合。温度稍微下降，夸克便开始结合，形成质子和中子。 宇宙诞生的第一个几分钟，是核合成的黄金时代。质子和中子在高温高压下融合成更重的原子核，主要是氢和氦，以及极少量的锂。这个比例，至今仍是理解早期宇宙的重要证据。想象一下，一颗颗刚刚诞生的“原子蛋”，在滚烫的宇宙汤中翻滚，孕育着未来恒星和星系的蓝图。 然而，此时的宇宙依然是一片炽热的等离子体海洋。光子（光的粒子）被自由电子不断散射，无法自由传播。宇宙仍然是“不透明”的，就像置身于浓雾之中，目不能及。 直到宇宙诞生后的约38万年，温度降至约3000开尔文。电子得以被原子核捕获，形成中性原子。这是宇宙历史上的一个关键时刻，被称为“复合时期”。随着自由电子的消失，光子终于得以自由穿梭。宇宙第一次变得“透明”，宇宙微波背景辐射，就是这最初的光芒留下的永恒回声，它均匀地洒布在整个宇宙空间，是揭示早期宇宙信息的宝贵档案。 然而，这并非是一个完全均匀的宇宙。虽然整体上温度相似，但微观尺度的量子涨落，在宇宙膨胀的拉伸下，被放大成了宏观的密度不均。这些微小的密度差异，如同宇宙中的“种子”，在引力的作用下，开始缓慢地聚集周围的物质。 第二章：星辰的序曲——恒星与星系的诞生 在宇宙微波背景辐射的光芒过后，是一段长达数亿年的“黑暗时期”。虽然有物质存在，但还没有发光的恒星。引力，这股无形的力量，在黑暗中静静地工作着。 密度稍高的地方，吸引着越来越多的氢和氦气体。这些气体云团在引力的作用下收缩，密度不断增加，温度也随之升高。当气体云团的核心温度达到约1000万开尔文时，一种改变宇宙面貌的现象发生了——核聚变被点燃。 氢原子核（质子）开始在高压下融合成氦原子核，释放出巨大的能量。这便是恒星的诞生。第一批恒星，我们称之为“第一代恒星”或“庞大恒星”，它们体积巨大，燃烧迅速，寿命短暂。它们像宇宙中的超级英雄，在短暂的生命中，用它们强大的核聚变力量，熔炼出比氢和氦更重的元素，例如碳、氧、氮，甚至是铁。 这些庞大恒星在生命走到尽头时，会以壮丽的超新星爆发结束。在爆炸的瞬间，它们将内部产生的重元素抛撒到宇宙空间中。这些“星际尘埃”和“星际气体”成为下一代恒星形成的原材料。 随着第一代恒星的诞生和死亡，宇宙逐渐变得更加丰富多彩。气体和尘埃聚集在一起，在引力的作用下，形成了更大的结构——星系。星系并非是孤立的存在，它们就像宇宙中的岛屿，在引力的牵引下，聚集在一起，形成了星系团，进而又形成了更大的宇宙网格结构。 我们的太阳系，就是在一个星系（银河系）中，由前代恒星的遗骸形成的。从宇宙大爆炸产生的最原始的氢和氦，经过亿万年的星系演化，在恒星内部的炼炉中冶炼，最终凝结成了构成行星、构成我们身体的各种元素。 想象一下，你手中的一粒沙，它里面的每一个原子，都可能曾在遥远的恒星内部燃烧过，也可能曾是某颗超新星爆发时的尘埃。我们，以及我们所看到的一切，都是由星辰锻造而来。 第三章：结构的宏图——星系的形成与演化 星系的形成是一个漫长而复杂的过程，远非一蹴而就。早期宇宙中的物质分布并不均匀，这些微小的密度波动，就像宇宙中的“播种者”，在引力的作用下，吸引着周围的气体和暗物质。 暗物质，一种我们看不见、摸不着，但却占据宇宙物质总量约85%的神秘物质，在星系的形成中扮演着至关重要的角色。它的引力效应，就像一个看不见的“骨架”，为气体聚集提供了基础。没有暗物质，我们今天所见的星系将无法形成。 早期形成的星系通常体积较小，结构也相对简单，被称为“矮星系”。这些矮星系通过碰撞和合并，逐渐成长，变得越来越大，形态也变得更加复杂。 星系的碰撞并非总是毁灭性的，有时反而会激发新的恒星诞生。当两个星系发生碰撞时，巨大的引力扰动会压缩星系中的气体云，促使它们塌缩并点燃新的恒星。这些“星系碰撞”的壮观景象，我们在宇宙深空中依然可以看到，它们是星系演化的重要驱动力。 星系的形态多种多样，最常见的有三种： 旋涡星系： 它们通常拥有一个明亮的中心核球，周围环绕着扁平的旋转盘，盘中分布着旋臂，这些旋臂是活跃的恒星形成区域，因此常常呈现出明亮的蓝色。我们的银河系就是一个典型的旋涡星系。 椭圆星系： 它们的形状像一个光滑的椭球体，没有明显的盘状结构和旋臂。椭圆星系中的恒星大多是老年星，恒星形成活动非常少。 不规则星系： 它们没有固定的形状，通常是由于与其他星系的引力作用而变形。 星系在其漫长的生命周期中，会不断地与其他星系互动、碰撞、合并，从而改变它们的形状、大小和内部结构。例如，一些旋涡星系可能会因为碰撞而失去其盘状结构，最终演变成椭圆星系。 在星系的中心，往往潜藏着一个强大的“引力怪兽”——超大质量黑洞。这些黑洞的质量可以达到太阳质量的数百万倍甚至数十亿倍。它们通过吞噬周围的物质，不断壮大，并对星系的演化产生深远的影响。当黑洞吞噬物质时，会释放出强大的能量，这些能量可以阻止或减缓星系内部的气体冷却，从而影响恒星的形成。 星系不仅在孤立的空间中演化，它们也并非随机分布。引力将它们聚集在一起，形成了宏伟的宇宙结构——星系团和超星系团。这些结构如同宇宙中的“巨网”，其中包含着无数的星系，而网格之间的“空洞”则几乎是空的。 第四章：生命之歌——行星的诞生与演化 在星系的宏大叙事中，行星的诞生是另一段扣人心弦的篇章。当一颗恒星形成后，围绕它的气体和尘埃盘仍然在旋转。这个盘，被称为“原行星盘”，是行星的摇篮。 在这个盘中，尘埃颗粒开始相互碰撞、粘附，逐渐形成越来越大的团块，就像宇宙中的“滚雪球”。这些团块继续生长，最终形成了行星的雏形——“星子”。 星子之间的引力吸引着它们相互碰撞、合并，体积不断增大。在这个过程中，较重的元素（如铁和镍）会沉降到行星的核心，形成地核；较轻的元素（如硅酸盐）则形成地幔和地壳。 对于那些位于恒星附近、质量足够大的星子，它们可以吸引气体（主要是氢和氦）聚集，形成气态巨行星，如木星和土星。而距离恒星较远、引力不足以吸引大量气体的星子，则形成了岩石行星，如地球和火星。 这个过程并非一帆风顺。年轻的恒星会发出强烈的恒星风，将原行星盘中剩余的气体和尘埃吹散，限制了行星的进一步生长。同时，行星之间的引力作用也会导致一些星子被弹出轨道，甚至与其他行星发生碰撞。 地球的诞生，就像宇宙中的一个奇迹。在形成之初，地球经历了漫长的撞击时期，熔岩遍布，地壳尚未形成。一次巨大的撞击，可能形成了我们的月球，它至今仍是地球的忠实伴侣。 随着地球的冷却，水开始在表面汇聚，海洋形成。在大约40亿年前，地球上出现了生命。这个生命起源的谜团，至今仍是科学家们孜孜不倦探索的课题。 从最简单的单细胞生物，到复杂的多细胞生物，生命在地球上经历了波澜壮阔的演化历程。每一次大灭绝事件，都像是对生命的严峻考验，但生命总能在绝境中找到新的出路，继续繁衍。 我们人类，就是这场生命之歌中，一个特别的旋律。我们拥有思考和创造的能力，能够仰望星空，去理解宇宙的浩瀚，去追寻生命的意义。 第五章：宇宙的远景——暗能量与宇宙的终结 当我们凝视宇宙的深邃夜空，除了闪烁的星辰和浩瀚的星系，我们还需要认识到，宇宙的构成远不止于此。我们可见的物质，仅仅是宇宙总质量-能量的不到5%。 剩下的95%由暗物质和暗能量构成。暗物质我们已经了解了它的引力作用，它默默地维系着星系的结构。而暗能量，则是一种更加神秘的力量。 在20世纪末，科学家们通过观测遥远的超新星，发现了一个令人震惊的事实：宇宙的膨胀不仅没有减缓，反而正在加速！这种加速膨胀的背后，就是暗能量在起作用。 暗能量似乎是一种遍布整个宇宙的能量，它具有“负压强”的性质，能够对抗引力，推动空间加速扩张。它的本质是什么，我们仍然知之甚少。它可能是宇宙常数，是真空本身的能量，也可能是一种全新的场。 暗能量的存在，对宇宙的未来命运提出了疑问。目前主流的宇宙模型预测了以下几种可能的终局： 大撕裂（Big Rip）： 如果暗能量的强度随时间增强，它可能会在遥远的未来，以巨大的撕扯力，将星系、恒星、行星，甚至原子本身都撕裂开来。 大冻结（Big Freeze）或热寂（Heat Death）： 如果暗能量的强度保持恒定，宇宙将继续加速膨胀，星系会越来越远，最终彼此之间无法再观测到。恒星会耗尽燃料，宇宙将陷入一片死寂，温度趋近于绝对零度。 大挤压（Big Crunch）： 尽管目前看来可能性较低，但如果暗能量的强度减弱，引力可能会重新占据主导地位，导致宇宙的膨胀停止，并开始收缩，最终回归一个奇点。 无论宇宙的终结会是哪种景象，它都将是一个漫长而遥远的过程。在漫长的宇宙演化史中，我们人类只是匆匆一瞥。然而，正是这段短暂的“一瞥”，让我们有机会去理解宇宙的诞生，去欣赏星辰的绚烂，去思考生命的意义。 《星辰的低语：宇宙演化史》不仅仅是一部关于宇宙起源、星系形成、行星演化的百科全书，它更是一曲关于存在、关于演化、关于我们在浩瀚宇宙中位置的宏大史诗。它邀请我们一同踏上这场跨越时空的探索之旅，去聆听宇宙深处那些古老而又崭新的低语。

评分☆☆☆☆☆

《时间的形状：相对论史话》这个名字，就像为我量身定做一样。我一直对时间这个概念充满了好奇，它既是我们生活中最熟悉不过的存在，又充满了无限的神秘感。而“形状”这个词，更是为时间增添了一种视觉化的想象空间，让我不禁开始思考：时间究竟是怎样的？它是否真的如我们日常感知的那样，是一条笔直的、不可逆转的河流？我迫切地想在这本书中找到答案。我尤其关注相对论，因为我知道它是颠覆了牛顿经典时空观的革命性理论。我期待书中能够以一种易于理解的方式，为我揭示狭义相对论和广义相对论的核心思想，比如光速不变原理、时间膨胀、引力如何弯曲时空等等。我希望作者能够通过生动的叙述，将这些抽象的物理概念变得鲜活起来，让我能够在大脑中构建出它们运行的图景。更重要的是，我希望这本书能够让我感受到相对论发展过程中的历史脉络，那些科学家们是如何从前人的基础上，一步步提出新的设想，并通过实验来验证他们的理论。我期待的是一场思想的盛宴，一次对宇宙最基本规律的深刻探索，让我能够以更广阔的视野来理解时间和空间。

评分☆☆☆☆☆

《时间的形状：相对论史话》这本书，单凭书名就有一种穿越时空、探寻宇宙奥秘的宏大感。我一直对那些能够将复杂科学理论变得引人入胜的作品情有独钟，尤其是涉及到爱因斯坦的相对论，更是我心目中的一个重要“知识宝藏”。我期待这本书能够带领我，就像乘坐一艘思想的飞船，在时间的长河中遨游，去亲历相对论诞生的每一个关键时刻。我希望书中能够详细地介绍狭义相对论的诞生背景，那些关于光速、惯性系等基本概念是如何被提出并被大众接受的。更让我期待的是广义相对论，那个将引力描述为时空弯曲的革命性理论，它究竟是如何被构建起来的？书中能否用形象化的语言，描绘出时空这个“织物”是如何被物质和能量所“压弯”的？我更想知道，在那个时代，这些惊世骇俗的理论是如何被科学家们接受、辩论、证实，又或是被质疑的。我希望它不仅仅是理论的堆砌，更能展现出那个时代科学探索的激情与艰辛，以及那些伟大的科学家们，如爱因斯坦本人，他们是如何思考，如何突破固有思维，从而奠定我们今天宇宙观基础的。我相信，这本书能够让我对时间的本质，以及我们所处的宇宙，有一个全新的、更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

读到《时间的形状：相对论史话》这本书，我首先被它充满诗意的名字所吸引。在我的想象中，时间从来不是一个简单的线性概念，它承载着过去、现在与未来，也蕴含着无数的故事和可能性。而“形状”这个词，更是将时间具象化，让它拥有了可感知、可探索的维度。我一直觉得，物理学最迷人的地方在于它能够用严谨的数学和精密的实验去描绘宇宙最根本的规律，而相对论无疑是其中的巅峰之作。我渴望在这本书中，能够找到一种方式，让我这个非专业读者也能触摸到相对论的脉络。我希望它能如同一个导游，耐心地为我指引那些复杂的概念，比如光速不变原理、时间膨胀、长度收缩，以及最为核心的，物质与能量如何影响时空的弯曲。我期待书中能有生动的比喻和鲜活的例子，帮助我理解这些抽象的物理现象，就像是在脑海中构建起一个微型的宇宙模型。同时，我也希望这本书能够让我感受到相对论在历史长河中是如何一步步演进的，那些科学家们是如何在质疑与争议中前进，又是如何用他们的智慧和勇气，一点点改变了人类对宇宙的认知。我期待的不仅仅是冰冷的公式，更是那些隐藏在公式背后的思想的温度，以及它们如何塑造了我们今天对世界的理解。

评分☆☆☆☆☆

拿起《时间的形状：相对论史话》这本书，我内心涌动着一种对宇宙深处秘密的探求欲。书名本身就充满了一种诗意与哲学意味，它将抽象的“时间”与具体的“形状”结合，仿佛在暗示时间并非我们刻板印象中的模样，它可能拥有我们无法想象的形态。我一直以来都对物理学，尤其是相对论这一颠覆性的理论感到着迷。我渴望在这本书中，能够深入地了解相对论是如何一步步发展演变而来的。我希望作者能够以一种引人入胜的方式，讲述狭义相对论的基石，比如光速不变原理如何挑战了人们的直觉，以及时间膨胀和长度收缩这些看似不可能的现象是如何被科学解释的。而更令我期待的是广义相对论，那个将引力描述为时空几何变化的宏大理论。我希望书中能够用形象的比喻和生动的语言，帮助我理解时空这个“网格”是如何被质量所“扭曲”的，以及这种扭曲又是如何影响了天体的运动。我期待的不仅仅是理论的解读，更是那些天才科学家们在探索未知道路上的心路历程，他们的灵感、他们的挣扎，以及他们如何用智慧和勇气，改变了人类对宇宙的认知。这本书，我期待它能成为我理解宇宙最深刻的启迪之作。

评分☆☆☆☆☆

这本《时间的形状：相对论史话》光是书名就足以让人心生好奇。我一直对宇宙的奥秘充满着探究的欲望，而爱因斯坦的相对论无疑是其中最令人着迷的篇章之一。虽然我并非物理学专业人士，但对于那些能够将深奥的科学理论用通俗易懂的语言讲述出来的作品，我总是报以极大的热情。《时间的形状》给我一种预感，它将会是一次穿越时空的智慧之旅，带领我一同领略那些天才科学家们如何一步步揭开时间的神秘面纱。我非常期待书中能够生动地描绘出那些伟大的思想碰撞的瞬间，那些灵感闪现的时刻，以及为了求索真理而付出的艰辛努力。我希望它不仅仅是理论的介绍，更是一部充满人文关怀的科学史诗，能够让我感受到科学家们作为个体，在探索未知世界时的喜悦、困惑、坚持与突破。这本书或许能让我明白，时间并非我们日常感知的那样一成不变，它可能弯曲，可能膨胀，也可能与空间紧密交织，形成一个我们从未想象过的宏伟结构。这种颠覆性的认知，本身就是一种巨大的吸引力。我尤其好奇，作者将如何展现相对论发展的不同阶段，从狭义相对论到广义相对论，这个过程中又有哪些关键的实验和理论支撑？书中能否穿插一些当时社会背景的描写，让我们更好地理解这些科学思想产生的土壤？我期待的不仅仅是知识的获取，更是一种思想的启迪，一种对世界更深层次理解的渴望。