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『簡體書』扔一个苹果到宇宙边缘(向史蒂芬·霍金致敬!)

書城自編碼: 3150460
分類: 圖書→大陸圖書→科普讀物→科學世界
作者: [英] 马库斯·乔恩 著 李永学 译
國際書號(ISBN): 9787559615626
出版社: 北京联合出版有限公司
出版日期: 2018-03-1
版次: 1
頁數/字數: 320/250000
書度/開本: 32开 釘裝: 平装

售價:NT$ 249

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編輯推薦:
《自然》《科学》《泰晤士报》《卫报》《独立报》、BBC等力荐物理科普读物!
《泰晤士报》2017年度科学图书。
一本引导读者漫游生命、宇宙和世间万物的科普力作!
继《七堂极简物理课》之后,值得物理爱好者和文科生期待的物理科普书!
內容簡介:
当牛顿坐在他的花园里时,他看到了过去任何人都没有看到的东西:一个苹果吸引了整个世界,同时地球吸引了这个苹果。这是通过自然的相互作用力做到的,这种力让一切事物得以存在,从行星直到恒星,一切都生存在统一的怀抱里。

牛顿与爱因斯坦都曾受到了下落物体的启发,创建了他们的引力理论。从下落的苹果上,牛顿看到了月球的下落,并统一了地球与天空。在从屋顶下落的人的想象中,爱因斯坦看到了引力的虚幻。他们都知道,什么叫做独自在思想的奇妙大海中扬帆远航。
牛顿的万有引力定律不但能够解释行星的运动,也能够解释大洋上的海潮;不但解释了我们看到的现象,而且能够揭示我们看不到的现象,让我们能够画出我们的太阳系中不可见世界的地图。而爱因斯坦意识到,在某个显然更为基础、并直接影响引力的问题上,牛顿是错误的:这就是空间与时间的本质。只有爱因斯坦意识到,我们生活在扭曲的时空中,而且事实上,这个扭曲的时空就是引力。爱因斯坦的引力理论正确地预言了光的弯曲、水星近日点的进动、时间在强引力下的放慢。但这个理论也有缺陷:它预言了荒谬绝伦的奇点,并且它无法解释黑洞的核心,也无法解释时间的开始。当牛顿坐在他的花园里时,他看到了过去任何人都没有看到的东西:一个苹果吸引了整个世界,同时地球吸引了这个苹果。这是通过自然的相互作用力做到的,这种力让一切事物得以存在,从行星直到恒星,一切都生存在统一的怀抱里。

牛顿与爱因斯坦都曾受到了下落物体的启发,创建了他们的引力理论。从下落的苹果上,牛顿看到了月球的下落,并统一了地球与天空。在从屋顶下落的人的想象中,爱因斯坦看到了引力的虚幻。他们都知道,什么叫做独自在思想的奇妙大海中扬帆远航。
牛顿的万有引力定律不但能够解释行星的运动,也能够解释大洋上的海潮;不但解释了我们看到的现象,而且能够揭示我们看不到的现象,让我们能够画出我们的太阳系中不可见世界的地图。而爱因斯坦意识到,在某个显然更为基础、并直接影响引力的问题上,牛顿是错误的:这就是空间与时间的本质。只有爱因斯坦意识到,我们生活在扭曲的时空中,而且事实上,这个扭曲的时空就是引力。爱因斯坦的引力理论正确地预言了光的弯曲、水星近日点的进动、时间在强引力下的放慢。但这个理论也有缺陷:它预言了荒谬绝伦的奇点,并且它无法解释黑洞的核心,也无法解释时间的开始。

引力的量子理论比爱因斯坦的理论更为深刻,但它能让我们翘曲航行,制造时光机,从而操纵空间,进入平行宇宙吗?当我们最终掌握了这一难以捉摸的理论之后,我们将能够回答一切科学问题中*重大的几个:什么是空间?什么是时间?什么是宇宙?它来自何方?

屏住呼吸,准备凝视即将出现在地平线上的魔幻视界吧。谁会知道,在这个尚待发现的国度中,我们将会找到些什么?
關於作者:
作者:马库斯乔恩(Marcus Chown)
马库斯是一位声名卓著的作家兼播音员。他曾在美国加州理工学院担任射电天文学家,现在是英国科学周刊《新科学家》(New Scientist)的宇宙学顾问。他撰写的书籍包括《何等精彩的世界》(What a Wonderful World)、《量子理论不会损伤你》(Quantum Theory Cannot Hurt You)和《我们需要谈谈开尔文》(We Need to Talk about Kelvin)[入围2010年皇家学会科学图书奖(Royal Society Science Book Prize)]。马库斯也是《ipad的太阳系》(Solar System for iPad)一书的作者,该书赢得了售书者2011年数字创新年度大奖(Bookseller 2011 Digital Innovation of the Year award)。
马库斯的个人网页为www.marcuschown.com,推特账号为@marcuschown。

译者:李永学作者:马库斯乔恩(Marcus Chown)
马库斯是一位声名卓著的作家兼播音员。他曾在美国加州理工学院担任射电天文学家,现在是英国科学周刊《新科学家》(New Scientist)的宇宙学顾问。他撰写的书籍包括《何等精彩的世界》(What a Wonderful World)、《量子理论不会损伤你》(Quantum Theory Cannot Hurt You)和《我们需要谈谈开尔文》(We Need to Talk about Kelvin)[入围2010年皇家学会科学图书奖(Royal Society Science Book Prize)]。马库斯也是《ipad的太阳系》(Solar System for iPad)一书的作者,该书赢得了售书者2011年数字创新年度大奖(Bookseller 2011 Digital Innovation of the Year award)。
马库斯的个人网页为www.marcuschown.com,推特账号为@marcuschown。

译者:李永学
1989年前往英国从事博士后研究,生活、工作至今,现退休为自由译者。物理专业学士,物理化学专业博士。翻译领域涉及文学、社科、人物传记、数学史、科普等方面,译著有《无言的宇宙》(Zero Word Universe, Dana Macienzie)、《满足的限度》(The Limit of Satisfaction, William Leiss)等。
目錄
第一部分牛 顿
1月球正在下落 002
牛顿如何发现了第一个可以应用于任何地点与时间的普遍定律
2最后一位魔法师 030
牛顿如何创造了一个世界体系,并找到了理解宇宙的钥匙
3注意三月的潮汐 039
牛顿的引力理论具有何等丰富的结果,它不但能够解释行星的运动,也能够解释大洋上的海潮
4不可见世界的地图 077
以何种方式,牛顿引力定律不但解释了我们看到的现象,而且能够揭示我们看不到的现象

第二部分爱因斯坦
5有本事就追上我 106
爱因斯坦如何认识到,任何物体的速度都无法超过光速,而这一点与牛顿的引力定律相悖
6给一位下落者的颂歌 133
爱因斯坦如何认识到,引力是一个幻觉,真实的只有扭曲的时空
7上帝被除以零的地方 172
爱因斯坦的引力理论是怎样预言在黑洞的奇点上将会出现疯狂现象的。需要更深刻的理论

第三部分爱因斯坦之后
8时空量子 194
量子理论以怎样的方式暗示,空间与时间在劫难逃,它们必定起源于某种更为基础的东西
9尚待发现的国度 216
寻找比爱因斯坦的引力理论更为深刻的理论的斗争:它将告诉我们,为什么会有一个宇宙,以及它来自何方
注 释 251
致 谢 297
內容試閱
前言


有关引力,你可能不知道的六件事:

1 在你和你口袋中的硬币之间,在你和街道上与你擦肩而过的行人之间,引力创造了一种吸引力。
2 这种吸引力非常弱。如果你伸出手来,整个地球的引力都不足以战胜你的肌肉的力量。
3 尽管很弱,但引力在宏观范围内是不可抗拒的,它控制着整个宇宙的进化和命运。
4 人人都认为它在吸引,但在宇宙的大部分地方它在排斥。
5 如果在宇宙大爆炸之后它没有启动,时间将在此后失去方向。
6 只有在理解了它之后,我们才能回答一切问题中最重要的那个:宇宙来自何方?


在路易斯安那州的利文斯顿(Livingston in Louisiana)和华盛顿州的汉福德(Hanford in Washington State),两地各有一把激光形成的4千米长的尺子。2015年9月14日,美国东部夏令时5时51分,位于利文斯顿的尺子首先发生了振动,而在6.9毫秒之后,位于汉福德的尺子也发生了振动。毋庸置疑,这是恰好经过的引力波的标志,是在时空本身的经纬上的一道涟漪。差不多刚好100年前,爱因斯坦预言了这一现象的存在。


在一个异常遥远的星系,当地球的尺寸不超过一个单一细菌那么大的时刻,两个超级黑洞互相纠缠着相互旋转,开始了它们一生中最后一次死亡盘旋。就在它们拥抱接吻成为一体的瞬间,相当于整整三个太阳系的质量消失了,但同时,又像扭曲时空的海啸一般重新出现,以光速向外喷射而出。在这一刹那间,它的功率达到了宇宙中所有恒星加在一起的功率的五十倍。


2015年9月14日,激光干涉引力波天文站(Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory,LIGO)的双子探测器探测到了引力波,这是科学史上一个划时代的时刻。这就如同你从出生的那一刻起一直失聪,然后,突然有一天,一夜之间,你能够听到声音了。对于物理学家与天文学家来说,情况正是如此。有史以来,我们能够看到宇宙。而现在,我们终于能够听到它了。引力波就是太空的声音。如果说,引力波的检测是自1608年望远镜的发明以来天文学最重要的发展 ,这话并没有多少夸张的成分。


引力波证实,时空本身确实是一种物质,它能够振动与颤抖,向外传递波纹,形如池塘中扩散的涟漪。爱因斯坦认为,引力是扭曲的时空,这一实验最后证实了他的论点。尽管在牛顿的想象中,吸引之力来自太阳,如同看不见的橡皮筋那样网住了地球,但爱因斯坦认识到,在它自己的邻近区域内,太阳创造了一个时空的低谷,而地球则永无止歇地围绕这个低谷旋转,就好像一个行星大小的轮盘球在超大型的轮盘上运行一样。


尽管牛顿的引力理论取得了绝大的成功,解释了行星与大洋潮汐的运动,甚至预言了海王星这一未知世界的存在,但爱因斯坦的引力理论也同样成功。它解释了水星的反常运动,预言了黑洞的存在和宇宙从中诞生的大爆炸。但如同在它之前的牛顿引力理论一样,爱因斯坦的引力理论包含着让它自己毁灭的种子。它预言,在宇宙诞生的时刻和在黑洞的中心,都存在着无可索解的奇点,物理参数在那里飙升,直至无穷大。


这其中的讽刺意味是,引力是科学第一个描述的力,也是大家认为早被理解了的力,但实际上,它却是人们对之认识最浅薄的力。借用温斯顿丘吉尔(Winston Churchill)的话来说:引力是一个谜,存在于不可思议的事物之中,外面裹着层层神秘。


现在,正当21世纪刚刚开始之际,我们面临着一场新的革命。人们正在寻找一个比爱因斯坦的理论更为深刻的理论:引力的量子理论。这是物理界有史以来展开的最大努力。人们已经遥望新世界,瞥见了几抹令人心痒难挠的风景。或许,另一个牛顿或者爱因斯坦正在一边跃跃欲试,正在用谜团一样的那些一块块互相勾连的积木搭成具有内在联系的整体。或者,另外一种更为可能的情况是,这份工作将需要数十成百人齐心协力。许多物理学家相信,有关真实的看法,我们现在正处于一场翻天覆地的变迁的前夜,这次变迁的后果的意义将远比以往任何一次都更深远。


这种理论比爱因斯坦的理论更为深刻,但它能让我们翘曲航行,制造时光机,从而操纵空间,进入平行宇宙吗?就像前电子时代的人们无法预言电视机、移动电话和万维网一样,没有任何人能够预言这一点。但我们能够确知的是,当我们最终掌握了这一难以捉摸的理论之后,我们将能够回答一切科学问题中最重大的几个:什么是空间?什么是时间?什么是宇宙?它来自何方?


但我不想一下子往前讲得太远。我们是如何走到了今天这一步,站到了物理学无垠处女地的边界线之前的呢?这个故事的第一个主角是时年23岁的艾萨克牛顿(Isaac Newton)。当时正是1666年,欧洲历史上的瘟疫之年

 

 

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