探究人類*終極的生存難題，妙解現(xiàn)代物理學*偉大的基礎理論神秘宇宙，是上帝的精密設計，還是隨意撥弄？
永恒流淌的時間，是真的摸不著看不見，還是也有形狀和色彩？
我們所處的空間，是三維四維還是五維？
我們能不能穿越時空？任意到達未來回到過去？一本人人都能讀懂的相對論，用*輕松幽默的語言講解深奧的科學道理
本書簡介：
我可以保證，這真是一本很有趣的書。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，來到星光實驗的現(xiàn)場……最近距離接觸科學的真相。
本書上部（前五章）和大家一起回顧物理學走過的坎坷歷史，這段歷史的精彩程度不亞于任何一段戰(zhàn)爭史。在伽利略、牛頓等巨星紛紛謝幕之后，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，但出手即震驚天下，他的絕招就是“相對論”。
中間的第六章是一段小說體的跨越半個多世紀的真實歷史故事，這個故事塵封已久，現(xiàn)在很多年輕人甚至都不敢相信這就是現(xiàn)實，但真相往往比小說更驚人。
最后四章是本書的下部，下部比上部更精彩，結構更宏大，故事更神奇，真相更驚人。在下部中，作者將細致地剖析時空的真相，帶你領略神奇的四維時空奇景，了解整個宇宙的終極圖景，再回到原子的深處見識不可思議的微觀世界，最后看一看當下物理學的最新進展——萬物理論。
作者簡介：
汪潔。男。現(xiàn)居上海。自然科學狂人。
最大的理想是為中國的科普事業(yè)做點貢獻。最大的愿望之一是，在老得快要死掉的時候，收到幾張全世界知名科學家的來信或者卡片或者電子郵件之類的任何東西，上面寫到：年輕的時候曾經看過您寫的一本好像是科普的書，雖然名字和內容現(xiàn)在都已經想不起來了，但當年我看完以后就毅然投身物理學了，以至于有今天這樣的一點點小成就，非常感謝您，祝您老一路走好。
如果真有這樣的一天，我想我會帶著非常滿意的神情上路。
目錄：
前言
第一章不得不說的廢話
關于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
伽利略變換式
史上最牛煉金術士牛頓
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
伽利略吹響沖鋒號
光速測量大賽
驚人的發(fā)現(xiàn)
科學史上最成功的失敗前言
第一章不得不說的廢話
關于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
伽利略變換式
史上最牛煉金術士牛頓
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
伽利略吹響沖鋒號
光速測量大賽
驚人的發(fā)現(xiàn)
科學史上最成功的失敗
第四章愛因斯坦和狹義相對論
兩朵烏云
巨星登場
第一個原理：光速不變
第二個原理：物理規(guī)律不變
環(huán)球快車謀殺案
環(huán)球快車伯爾尼站的監(jiān)控室
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
質能奇跡
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
引力的本質
水星軌道之謎
星光實驗
沒見過這么黑的洞
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《生活大爆炸》
要命的雙縫
玻爾的上帝
……
第十章宇宙是一首交響樂
后記前言我可以保證，這是一本很有趣的書。這本書完全不同于傳統(tǒng)意義上的科學知識普及類圖書，這本書更像是一本可以用來當做茶余飯后休閑翻閱的書，就像閱讀一本有意思的小說我可以保證，這是一本很有趣的書。這本書完全不同于傳統(tǒng)意義上的科學知識普及類圖書，這本書更像是一本可以用來當做茶余飯后休閑翻閱的書，就像閱讀一本有意思的小說。在這本書里面，你會看到很多極富想象力的小故事：牛頓帶著Tom＆Jerry來到一個大水桶里面觀看神奇的水面凹陷；愛因斯坦化身大警長先是調查了一起環(huán)球快車謀殺案，然后又要奔赴云霄電梯處理可怕的超級炸彈，最后又在太空中建造了一個超級大圓盤以展示他那神奇的時空觀。雖然這一切看上去都不像是正兒八經的科學知識，但我可以很負責任地告訴你，這些故事里蘊藏著我們這個世界中你所不知道的驚人秘密，都是些很靠譜的科學真相。很多科學真相用“不可思議”來形容是一點都不過分的，你平常之所以感受不到物理學的神奇，那是因為沒有人告訴你普通物理現(xiàn)象背后隱藏的秘密�，F(xiàn)在的高中生都會在實驗室里面做一個觀察光的雙縫干涉圖像的實驗，這是一個普通得不能再普通的高中光學實驗，可是卻從來沒有人告訴我們這個實驗背后隱藏著的驚天大秘密，這個秘密足以撼動以愛因斯坦為代表的一代科學家們苦苦建立起來的物理學信仰。一個簡單的光學實驗，如果你了解了它藏在最深處的本質，你會驚訝地發(fā)現(xiàn)，這個世界不再是我們頭腦中原來的那個世界了，我們腦袋中很多樸素的哲學觀念，例如物質決定意識，原因決定結果等等都將受到空前強烈的沖擊。而且，我確確實實是在講科學，不是在講神學或者宣揚神秘主義。
我們這本書基本上可以分為上下兩部分，上部和大家一起回顧物理學走過的300多年坎坷歷史，這段歷史中的懸念，其精彩程度不亞于任何一段戰(zhàn)爭史，因為物理學的發(fā)展本身就是一部精彩的好萊塢懸疑大片。在伽利略、牛頓等巨星紛紛謝幕之后，我們的超級巨星愛因斯坦閃亮登場，而他成為我們的主角的時候不過26歲，他就像是一個橫空出世的大俠，無門無派，但是一出手就讓天下震驚，他的絕招就是“相對論”，這是我們這本書上部的主題。中間的第六章是跨越半個多世紀的厚重和真實的歷史故事，這個故事塵封已久，現(xiàn)在的很多年輕人甚至都不敢想象這就是發(fā)生在離我們生活的時代如此之近的故事，但我想告訴大家，真相往往比小說更驚人。最后四章是本書的下部，我可以非常自信地告訴大家，下部比上部更精彩，結構更宏大，故事更神奇，真相更驚人。在下部中，我將為你細致地剖析時空的真相，帶你領略神奇的四維時空奇景。我們先一起去了解整個宇宙的終極圖景，然后再回到原子的深處見識一下不可思議的微觀世界，最后看一看當下物理學的最新進展——萬物理論。你只要隨便記住其中的一兩段，就能讓你在平時和朋友們的吃飯聊天中大放異彩，只是要當心別聊得興起忘了吃菜，不要發(fā)生總是發(fā)生在筆者身上的悲�。涸捴v完了，菜也被別人吃光了。
看完這本書，你對這個世界的看法一定會大大改觀。潮起潮落，斗轉星移，這些平常司空見慣的大自然現(xiàn)象會突然在你眼里產生完全不一樣的意義。當你晚上抬頭仰望星空，看著夜空中的皓月星辰，宇宙在你眼里將會換成另一番景象，過去的宇宙一去不復返了，一個嶄新的宇宙觀將在你的頭腦中建立起來。
自小到大，你可能一直會有這樣的疑問：
時間到底是什么東西？
我們能跨越未來嗎？
我們能回到過去嗎？
光到底是什么東西？
宇宙到底長什么樣？有大小嗎？有生死嗎？
我們能像星際迷航一樣穿梭在銀河系嗎？
這個世界的物質到底是由什么構成的？
物質可以無限分割嗎？
……
這些令人不可思議的問題，科學家到底是如何找到答案的？
看完這本書，你將不再對以上這些問題感到疑惑，不但不會疑惑，你還可以很自信地給你的親朋好友解答他們心中同樣的疑惑。
所有這一切，都要從愛因斯坦發(fā)現(xiàn)的相對論開始講起，這的的確確是一個偉大的理論，這是上個世紀人類對這個宇宙秘密最深刻的一次發(fā)現(xiàn)，這個理論可以解答你心中無數(shù)的疑惑。你可能還是感到茫然地在看著我：“我聽說過相對論，可是它跟我們的日常生活有關系嗎？”
當然是有關系的，比如，GPS導航系統(tǒng)現(xiàn)在已經是一個滿大街都可以看到的常用小電器了，我估計很多讀者都有一個車載的，或者手機里面就有一個。我告訴你，如果沒有相對論，那么這玩意兒可就會出大問題。因為根據(jù)相對論，衛(wèi)星上面的時鐘會比地面上的時鐘走得快，每天大約快38微秒（0.000038秒），這個時鐘的快慢并不是因為計時器精度不夠造成的，而是因為時間本身真正的變慢了。你設想一下，如果人類沒有掌握相對論的知識，那么就不會知道發(fā)射到天上的衛(wèi)星哪怕用再精確的計時工具計時，也不可能消除這個誤差。你千萬不要小看這似乎微不足道的38微秒，如果不校正的話，那么GPS導航系統(tǒng)每天積累的誤差將超過10公里（當然這個誤差是垂直方向上的，不是水平方向上的），如果美軍用這個來導航導彈的話，那麻煩可就大了。因此在GPS衛(wèi)星發(fā)射前，要先把其時鐘的走動頻率調慢100億分之4.465，把10.23兆赫調為10.22999999543兆赫，這些數(shù)字全靠有了相對論才能那么精確地計算出來。
“神奇！”你大概會驚呼一聲，“相對論原來就是這個啊�！迸恫�，這并不代表相對論，衛(wèi)星上的時間變快只不過是相對論無數(shù)推論中的一個，我們通過相對論可以精確地計算出衛(wèi)星上的時鐘和地面上的時鐘的誤差到底是多少。相對論還有很多很多的推論，小到推測水星的運行軌道、在發(fā)生日全食時星星的位置，大到可以推演太陽的過去與未來，甚至宇宙的過去與未來�！吧衿�！”你再次驚呼一聲，“不過你越說越玄乎了，我還是有點不信，你先別說得那么遠，你前面說啥來著？時間本身變慢了？這個太讓我難以理解了。在我眼里時間本身是均勻流逝的，我們感受的所謂快慢無非是我們自己的感覺在變化，即便是你的表和我的表走時不準那也不是時間本身不準，而是我們的手表精度不夠造成的。中午12點整開飯對任何人來說都是12點整開飯，這是一個客觀事實擺在那里，不會因為我用的是一塊真的勞力士還是一塊山寨勞力士而改變。”坦誠地說，我非常理解你的這種想法，并且，我還要恭喜你，你的這個思想和偉大的牛頓是一模一樣的。但非常遺憾，這個想法錯了，真的錯了。
相對論是研究時間、空間、運動這三者關系的理論體系的總稱，它是這100多年來人類最偉大的兩個理論之一（還有一個是量子理論，那又將是一個長長的激動人心的故事，推薦閱讀《上帝擲骰子嗎？量子物理史話》，作者曹天元），諾貝爾物理學獎是不足以來評價相對論的偉大的。如果上帝真的存在的話，上帝過去總是說：“人類一思考，上帝就發(fā)笑。”人類有了相對論之后，上帝改口了：“人類一思考，上帝就發(fā)慌�！�
我們對相對論的誤解實在是太多了。大多數(shù)人都覺得相對論很神秘、很深奧，是大科學家才能理解的東西。這種誤解來源于一個廣為流傳的關于相對論有多難懂的故事，說的是一個記者問天文學家愛丁頓：“聽說全世界總共只有三個人能懂愛因斯坦的相對論，您是其中之一，是不是這樣？”愛丁頓一時沉默了，正當記者以為愛丁頓要反駁的時候，沒想到愛丁頓說：“我正在想另外兩個人是誰。”我估計當時這個記者就震驚了。不管這個故事是真是假，總之給我們的一個印象就是相對論很難懂。但是大家千萬不要忘了，這個故事發(fā)生在100多年前的1906年，那時候相對論剛剛被愛因斯坦用嚴謹?shù)臄?shù)學語言描述出來，對那個時代的人來說確實是很難理解的。不要說相對論了，你想象一下如果你回到乾隆年間，對大知識分子紀曉嵐說隨便找一個三角形的東西，把三只角割下來拼在一起，不多不少，總是恰好能拼出直直的一條邊。
�。▓D0-1：把三角形的石桌的三個角割下來拼在一起，必定可以得到一條直邊）
鐵齒銅牙的紀曉嵐一開始肯定不相信，真的去找了一些三角形的物件來，一驗證，發(fā)現(xiàn)完全正確，即便是我們的大知識分子，紀曉嵐也會表示這個現(xiàn)象很神奇。但要是在現(xiàn)代，隨便找一個初中生就能給你證明三角形的內角和是180度，他會告訴你這是一個很簡單的幾何常識。
同樣，相對論的一些基本原理和概念對我們現(xiàn)代人來說，也一點都不高深，不神秘，很好懂，關鍵在于你是不是愿意聽我娓娓道來。
在正式開始我的敘述之前，我很想把我剛剛在網上看到的冷笑話講給大家聽，當然，你也可以直接跳過這部分從第一章開始看起，這并不會影響你對本書的理解。
搜狐新聞報道：※今年60歲的黃其德是寧鄉(xiāng)縣金洲鄉(xiāng)箭樓村一名地道的農民。這位只有高中學歷的農民，在對愛因斯坦的相對論進行了20多年的獨立研究后，對這一著名理論產生了質疑和挑戰(zhàn)，并做出了近30萬字的論述，引起了有關專家學者的關注。
※天津農民稱其證明相對論有錯：“我已經證明出，從牛頓第一，二，三定律到愛因斯坦的相對論都有錯！”說這些話時，“草根科學家”閆赤元眼神中閃爍著的一種光芒，讓那張飽經滄桑的面孔頓時有了生氣。以上只是網上能搜到的眾多反相對論的“民科”案例中的兩例，如果你覺得這一點都不冷，OK，給你看幾段真正冷的：※“世界文明的異化和倒退，人類社會倫理的墮落，雖然不能說完全是相對論的責任，但相對論也是最重要的原因之一�！痹谘杏憰媳磉_對愛因斯坦相對論學說的深惡痛絕時，60歲的農民黃其德表情嚴肅，一字一頓。
※黃伯伯在《愛因斯坦相對論在科學和哲學上對人類思維的扭曲》一文中寫道：“這是個人對相對論全部研究中最沉重的話題，然而必須如實說出來，才能驚醒地球人類。百年來，不單是愛因斯坦的相對論而是他的任何言論都被崇奉為人類心目中的神旨；尤其是許多上層知識分子，完全喪失最起碼的獨立思考與判斷能力。在權威效應的魔障下，一切服從一人的任何臆想和武斷。這是發(fā)生在地球人類歷史上的極端反常的非理性狂潮�！薄拔易鲞^粗略的調查：理科大學生知道相對論的，100個人中不到一個，約占0.3%；而認定相對論無比深邃高明的卻占99.5%；理科大學教授中知道相對論的不到2%，也幾乎都認可崇奉相對論；社會上一般知識分子中知道相對論的約占百萬分之一，幾乎無不崇奉相對論！這個數(shù)據(jù)說明了什么？首先說明地球人類崇奉相對論是由虛榮心支配著的極端盲目的權威效應�！�
※黃伯伯寫道：“我保證，只要有高中學歷，都可以大致聽懂我的論文，并取得評論相對論的有把握的發(fā)言權。認識到愛因斯坦相對論是一個偽科學大騙局�！蔽矣幸粋�直覺，各位看到上面那段黃伯伯的擲地有聲的“保證”之后，立馬激發(fā)了極大的一睹奇文的沖動，這種沖動絕對大過繼續(xù)閱讀我下面的正文的欲望。我表示壓力很大，因此，在這里我先不給出黃伯伯奇文的鏈接地址，我會在本書的最后再給出，希望那個時候你再欣賞黃伯伯的奇文的時候能夠產生與我一樣的感覺——“當時我就笑噴了！”（你如果此時已經打開電腦開始搜索奇文了，我也拿你沒辦法，但還是最后攔你一下，看完此書再欣賞黃伯伯奇文，你一定會笑噴�。�
前言結束之前，讓我借黃伯伯的文風寫下：我保證，只要有高中學歷，都可以完全看懂本書，并能充分欣賞黃伯伯奇文。認識到愛因斯坦的相對論足以讓上帝對渺小的人類產生敬畏；作為人類的一分子，我以此感到深深的自豪！●伽利略大俠的這一原理、一變換就像是倚天劍、屠龍刀，統(tǒng)治了物理學江湖長達200多年之久。在200余年的時間里，無人不臣服，無人敢于挑戰(zhàn)，就好像此刻的你不也認為這是天經地義的事情嗎？難道這真有可以挑戰(zhàn)的地方嗎？是的，200多年后一個叫洛倫茲（Lorentz,1853-1928）的俠士拿著一把銹跡斑斑的大刀，向伽利略變換發(fā)起了挑戰(zhàn)，并且竟然一刀就將伽利略變換這把屠龍刀斬為兩截。隨后，一個26歲的年輕人，無門無派，不知道從何方冒出來，也攜一把木劍向伽利略相對性原理這把倚天劍發(fā)出了挑戰(zhàn)，這一戰(zhàn)那真叫是刀光劍影，霹靂驚雷。這個年輕人，姓愛因斯坦，名阿爾伯特。
●從此，我們不再分開談論時間的流逝和空間中運動的速度，只要是運動，就是在時空中的運動，當你進行百米沖刺的時候，你我在時空中進行著相對運動，空間發(fā)生變化的同時時間一定會發(fā)生變化。看來，我們經常在科幻小說中看到的“時空穿梭”其實一點兒都不神秘，你大可理直氣壯地宣布：我以百米沖刺的速度在時空中穿梭，我們每個人每時每刻都在時空中穿梭。你也可以理直氣壯地宣布：我距離一秒鐘前的自己30萬公里。這真是一個遙遠的距離啊，如果你和你的愛人錯開了一秒鐘，那么你要不停地步行9年半才能追上你的愛人。我們都是生活在低速世界中的生物，我們在空間的三個維度中能達到的速度和光速相比實在是小得可憐，這才會讓我們產生時間和空間這兩個完全不同的概念。
●愛因斯坦還有一句名言：“上帝不擲骰子！”這個宇宙萬物的演化規(guī)律不是靠每次擲骰子出來的隨機點數(shù)來決定的，“老頭子”是一個一絲不茍的人，他過去從沒有犯過錯誤，將來也不會犯錯誤，宇宙的劇本早已定稿。從這一點上來說，愛因斯坦和牛頓都是屬于經典的，他們心中的宇宙是經典的宇宙，是一個溫暖、有秩序、一絲不茍的宇宙，或許這也是我們大多數(shù)人心目中的宇宙。
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