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《時間的形狀：相對論史話》



史上最好懂、最精彩的相對論！

完全不同於一般傳統的科普書，更像一本閒暇時可翻閱的小說。

淺顯的語言、身邊的事例、思維的實驗，這是一本人人都能讀懂的相對論。



這本書保證有趣。跟隨作者，你可以進入愛因斯坦的夢境，坐在牛頓老師的課堂裡，來到星光實驗的現場......零距離接觸科學的知識與思維。



從小到大，你可能一直會有這樣的疑問：



光到底是什麼東西？

光速不變，代表什麼意思？

宇宙到底長什麼樣子？有大小嗎？有生死嗎？

我們能不能穿越時空，任意到達未來或回到過去？

時間到底是什麼東西？

時間會停止嗎？時間停止了宇宙還存在嗎？

這世界上的物質到底是由什麼構成的？



讀了這本書，你將會找到答案。



本書上半部（前五章）先回顧一下物理學所走過的曲折歷史，這段歷史的精彩程度不亞於任何一段戰爭史。在伽利略、牛頓等巨星紛紛謝幕之後，超級巨星愛因斯坦閃亮登場。他就像一位橫空出世的大俠，無門無派，一出手即震驚天下，他的絕招就是「相對論」。



中間的第六章是一段橫跨半個世紀的真實歷史故事，這故事塵封已久，現在很多年輕人都不敢相信那是事實，但真相往往比小說更驚人。



最後四章是本書的下半部，比上半部更精彩，結構更宏大，故事更神奇。作者將細緻剖析時空的真相，帶你領略神奇的四維時空奇景，了解整個宇宙的終極圖像，再回到原子的深處，見識不可思議的微觀世界，最後看一看當今物理學的最新發展--萬物理論。



本書最初於2011年在中國出版，就蔚為風潮，備受讀者喜愛，更被推崇為與曹天元宜蘭必買名產《上帝擲骰子嗎？量子物理史話》齊名的科普傑作。



對於想了解相對論、物理、宇宙、或是電影《星際效應》背後原理的讀者，將會發現這本書是如此的清晰易懂，而且會先釐清一般人會想問的最基礎問題，把問題描述清楚了，才進入科學家的研究成果等等，這樣一來，讓物理變得更親切、有趣，進而產生好奇，是這本書的最大特色。

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  作者介紹

  
  
  
  
  
  
  汪潔
  
  
  
  科普作家，上海理工大學畢業。曾任上海天文博物館首席志願者講解員，「果殼網」果殼達人，「萬有青年燴」人氣講者，中科院上海天文臺「天之文系列科普講壇」講者。
  
  
  
  人生最大的願望是，在老得快要死掉的時候，會有幾個陌生人對我說：「我年輕的時候看過您寫的科普書。雖然名字和內容現在都想不起來了，但當年看完以後我就毅然投身於自然科學，以至於今天有一點小小的成就，非常感謝您，祝您老一路走好。」
  
  
  
  新浪微博：@科普斯坦日本人喜歡的台灣零食汪潔
  
  喜馬拉雅人氣電臺：科學有故事
  
  

時間的形狀：相對論史話－目錄導覽說明

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  前言
  
  
  
  第一章 不得不說的廢話
  
  關於相對論的謠言粉碎機
  
  你必須了解的四個概念
  
  
  
  第二章 伽利略和牛頓的世界
  
  相對性原理
  
  伽利略變換
  
  史上最強煉金術士牛頓
  
  牛頓的絕對運動觀
  
  牛頓水桶實驗中的絕對時空觀
  
  
  
  第三章 光的速度
  
  伽利略吹響衝鋒號
  
  光速測量大賽
  
  驚人的發現
  
  科學史上最成功的失敗
  
  
  
  第四章 愛因斯坦和狹義相對論
  
  兩朵烏雲
  
  巨星登場
  
  第一個原理：光速不變
  
  第二個原理：物理規律不變
  
  環球快車謀殺案
  
  同時性的相對性
  
  時間會膨脹
  
  空間會收縮
  
  速度合成
  
  質速神劍
  
  光速極限
  
  質能奇蹟
  
  四個瘋狂的問題
  
  
  
  第五章 廣義相對論的宇宙
  
  愛因斯坦的不滿
  
  生死重量
  
  等效原理
  
  太空大圓盤
  
  時空彎曲
  
  重力的本質
  
  水星軌道之謎
  
  星光實驗
  
  沒見過這麼黑的洞
  
  從黑洞到蟲洞
  
  壓軸大戲
  
  
  
  第六章 紅色革命
  
  
  
  第七章 時空那點事
  
  時空中的運動
  
  四維時空
  
  時間旅行
  
  星際旅行
  
  星際貿易
  
  
  
  第八章 再談四維時空
  
  宇宙的終極圖景
  
  神奇的四維
  
  
  
  第九章 上帝的判決
  
  上帝玩不玩骰子？
  
  美劇《宅男行不行》
  
  要命的雙縫
  
  波耳的上帝
  
  EPR實驗
  
  宇宙大法官
  
  上帝的判決
  
  萬物理論
  
  
  
  第十章 宇宙是一首交響樂
  
  萬物皆空唯有音樂
  
  擊碎原子
  
  宇宙中的四種「力」
  
  超弦理論
  
  偉大的設計
  
  
  
  後記
  
  給讀者的話
  
  索引
  
  

專業推薦

林秀豪 清華大學物理系特聘教授

蔣正偉 台灣大學物理系教授

孫維新 國立自然科學博物館館長、台灣大學物理系及天文所教授



作者用生動的語言，營造趣味盎然的場景，為讀者介紹時間、空間、相對論背後的科學。特別是作者虛擬的對話，以淺顯迷人的方式，切入一個又一個的精彩話題：引人入勝，又不失科學的嚴謹性。在喧囂繁雜的日常生活裡，你可曾新莊火鍋料宅配想過時間是什麼？如果是，那這是一本你不可錯過的好書。

--林秀豪 清華大學物理系特聘教授

2 伽利略和牛頓的世界

相對性原理

我們的故事要從四百多年前開始講起。你可能會嘀咕，相對論不是一百年前的愛因斯坦發明的嗎，怎麼一下子要多倒回去三百多年？知足吧，我已經比美劇《宅男行不行》（The Big Bang Theory，又稱為「生活大爆炸」）中的謝耳朵（Sheldon）好多了，他一講起物理，總是從古希臘開始說起。是的，為了讓你能充分領略人類在通往相對論這條路上所經歷的蜿蜒曲折、峰迴路轉，我們必須回到這條路的起點。

現在請跟我一起回到16世紀末的義大利比薩，此時正值文藝復興的後期，國富民強。文學、藝術、科學的春風從義大利席捲整個歐洲，空氣中彌漫著新世紀即將到來的新鮮氣息（相當於中國的明朝萬曆年間）。在比薩大學的一間大教室裡，宮廷數學家奧斯提里歐．利奇（Ostilio Ricci, 1540-1603）正在講台上開講，台下坐無虛席。利奇是聞名全國的著名數學家，一向只在皇宮中講課，他要來比薩大學的消息在幾個月前就已經傳遍了整所學校。醫學系的一位名叫伽利略．伽利雷（Galileo Galilei）的學生起了個大早，終於搶到了最前排的好座位。

利奇開始講解數學的新進展──代數學，並且用簡潔流暢的手法向大家展示了什麼是一元二次方程式，並且給出了ax2?+?bx?+?c?=?0通用解法的證明，進而開始講解因式分解的概念以及現場演算了(a?+?b)n的分解過程。

利奇熟練的演算和生動的講解博得了陣陣掌聲，他注意到坐在第一排的一個年輕學生自始至終都聚精會神地聽講，臉上不時閃過興奮和滿足的表情。利奇一下子對這個學生產生了好感，講課的空檔利奇問道：「同學，你叫什麼名字？」

「伽利略。」

「什麼科系的？」

「我是醫學系的。」

「啊，真是了不起！」利奇讚歎道，「學醫學的也能對數學如此感興趣，你一定會成為一名偉大的醫生！」

伽利略的臉一下就紅了：「其實，先生，我不喜歡醫學，我更喜歡數學和物理。但是我的父親希望我成為一名醫生，我為此感到十分苦惱。」

利奇說：「別洩氣，年輕人。你可以自學，大學很短暫而人生很長，追隨自己的興趣，你一定能成功的。不管什麼時候，你都可以來找我，我願意成為你的良師益友。」

伽利略受到極大的鼓舞，從此更是瘋狂地喜歡數學和物理，並且經常向利奇請教問題。

我們應該感謝利奇對伽利略的幫助，這雖然使得世界上少了一名不錯的醫生，但是卻催生了一位偉大的物理學家、天文學家和哲學家。