産品特色

編輯推薦

2018年新版的《第*推動叢書》全新設計瞭版式和封麵，簡約個性，提升瞭閱讀體驗，讓科普給你更多想象。

精選宇宙物理研究曆史和發展情況的科普著作。共含有四本經典著作《時間簡史》、《黑洞與時間彎麯》、《宇宙的結構》、《宇宙的琴弦》。不可錯過的一推經典隨書附贈價值39.6元由汪潔、吳京平掰開揉碎,帶你懂科學好書的《經典科普解讀課》6摺券。

內容簡介

《時間簡史》

時間有初始嗎？它又將在何地終結呢？宇宙是無限的還是有限的？ 史蒂夫·霍金以樸實精煉的語言給瞭我們極大的閱讀樂趣。對遙遠星係、黑洞、誇剋、大統一理論、反物質、“時間箭頭”等進行瞭深入探討，《時間簡史》涉及經典力學、電磁力學、相對論、量子力學、弦論等多個方麵，講述瞭宇宙的起源、空間與時間的本質、時間旅行的可能性、物理學的統一等話題。自1988年首版以來的十年歲月裏，已成為科學著作的裏程碑，在全球銷售已近1000萬冊。

《黑洞與時間彎麯》是基普·S·索恩(Kip S.Thorne)花費15年時間，寫就的一部介紹宇宙物理研究曆史和發展情況的科普著作，成熟時間介於《時間簡史》和《宇宙的琴弦》之間。索恩先生在書中不僅係統地介紹瞭宇宙物理學的發展曆史、代錶人物、理論的衝突和科研上的閤作與競爭，介紹瞭物理學傢們的個人特質對科研活動産生的影響和做齣的貢獻，而且介紹瞭從光學望遠鏡、射電望遠鏡到引力波探測儀的不同探測手段的發展過程，以及在不同探測手段下宇宙所展現齣來的激動人心的一麵，為我們梳理齣瞭一條清晰的宇宙物理學的發展脈絡。

《宇宙的琴弦》

中B·格林十分精妙地把科學思想與寫作融閤起來。《宇宙的琴弦》撩開瞭弦理論的神秘麵紗，揭示瞭一個十一維的宇宙。那裏，空間的縴維撕裂瞭又自己縫閤起來，一切物質——從*小的誇剋到*巨大的超新星——都在微觀的小能量環的振動中産生。本書榮獲2000年安萬特科學圖書奬。從愉快的園中漫步到澆花龍頭上的螞蟻，為瞭說明現代物理學正在揭示的美妙而睏惑的實在，格林用瞭很多例子。 《宇宙的琴弦》的纔情令人眩暈，也沒有哪本書像它那樣啓迪思想，愉悅讀者。它真是一部科學的傑作——一次愉快清心的現代物理學旅行，讓我們比以前離宇宙更近瞭……

《宇宙的結構：空間、時間以及真實性的意義》

該書具有更高的立足點。如果說《宇宙的琴弦》是在相對論和量子論的框架下具體地介紹弦理論及其物理學結果。那麼本書則是從更高的角度來討論時空和宇宙的物理學。《宇宙的結構：空間、時間以及真實性的意義》：第一部分從“實在性”討論時空，特彆是量子時空；第二部分講時間的方嚮性，從經典與量子的角度討論時間箭頭：第三部分講時空和宇宙學，涉及瞭一些新內容，比如暴脹宇宙和相關的宇宙學問題；第四部分講大統一的起源，即從弦和膜的觀點來討論宇宙學問題；第五部分講實在與幻想，談一些新實驗（比如引力波和基本粒子的新實驗），也談時空旅行和時間機器，還展望瞭弦理論的未來。

作者簡介

《時間簡史》

　　作者：史蒂芬·霍金（StephenW.Hawking），1942年齣生於伽利略逝世的三百周年紀念日。他現任劍橋大學盧卡斯數學教授（一度曾為牛頓所任），並廣被尊崇為繼愛因斯坦以來傑齣的理論物理學傢。

　　《黑洞與時間彎麯》

　　作者：基普·S·索恩(Kip S.Thorne),美國加利福尼亞理工學院費曼物理學教授，曾與J·惠勒閤著《引力》。1994年獲得美國物理學聯閤會（AIP）科學著作奬。

　　《宇宙的結構》《宇宙的琴弦》

　　作者：B·格林，畢業於哈佛大學，在牛津大學獲博士學位，曾是那的Rhodes學者。1990年，他來到康奈爾大學物理係，1995年被聘為教授，1996年到哥倫比亞大學任物理學和數學教授。他曾在20多個國傢開過普及和專業講座，公認在超弦理論中有過許多開拓性的發現。他現在住紐約綺色佳。

精彩書摘

摘自於《第一推動宇宙係列：時間簡史》

第一章 我們的宇宙圖象 （部分）

一位著名的科學傢（據說是伯特蘭·羅素）曾經作過一次天文學講演。他描述瞭地球如何圍繞著太陽公轉，而太陽又是如何圍繞著稱之為我們星係的巨大的恒星集團的中心公轉。演講結束之際，坐在房間後排的一位小個老婦人起立說道：“你講的是一派鬍言。實際上，世界是馱在一隻巨大烏龜背上的平闆。”這位科學傢露齣高傲的微笑，然後答道：“那麼這隻烏龜站在什麼上麵的呢？”“你很聰明，年輕人，的確很聰明”，老婦人說，“不過，這是一隻馱著一隻，一直馱下去的烏龜塔啊！”

大多數人會覺得，把我們的宇宙喻為一個無限的烏龜塔相當荒謬。但是我們憑什麼就自認為知道得更好呢？我們對宇宙瞭解瞭多少？而我們又是如何知道的呢？宇宙從何而來，又將嚮何處去？宇宙有開端嗎？如果有的話，在開端之前發生瞭什麼？時間的本質是什麼？它會有一個終結嗎？物理學中最近的突破，使我們有可能為其中一些長期以來懸而未決的問題提供答案，而奇妙的新技術是實現這些突破的部分原因。對我們而言，這些答案也許有朝一日會變得和地球圍繞著太陽公轉那麼顯而易見——或許也會變得和烏龜塔一樣荒謬，隻有時間（不管其含義如何）纔能裁決。

早在公元前340年，希臘哲學傢亞裏士多德在他的《論天》一書中，就能夠對於地球是一個圓球而不是一塊平闆這個信念提齣兩個有力的論證。第一，他意識到，月食是由於地球運行到太陽與月亮之間引起的。地球在月亮上的影子總是圓的，這隻有在地球本身為球形的前提下纔成立。如果地球是一塊平坦的圓盤，除非月食總是發生在太陽正好位於這個圓盤中心的正下方的時刻，否則地球的影子就會被拉長而成為橢圓形。第二，希臘人從旅行中知道，在南方地區觀測北極星，比在較北地區，北極星在天空中顯得較低。（由於北極星位於北極的正上方，所以它齣現在北極的觀察者的頭頂上，而對於赤道上的某觀察者，北極星剛好齣現在地平綫上。）

根據北極星在埃及和在希臘錶觀位置的差彆，亞裏士多德甚至估計齣地球大圓長度為400000斯特迪亞。現在不能準確地知道，1斯特迪亞的長度究竟是多少，但也許是200碼（1碼 =0 .9144米）左右，這樣就使得亞裏士多德的估計大約為現在接受數值的兩倍。希臘人甚至為地球是球形提供瞭第三個論證：否則何以從地平綫駛來的船總是先露齣船帆，然後纔露齣船身？

亞裏士多德認為地球是不動的，太陽、月亮、行星和恒星都以圓周為軌道圍繞著地球公轉。他相信這些，是因為他認為地球是宇宙的中心，而圓周運動是最完美的；他的這種看法是基於某些神秘的原因。公元2世紀，這個思想被托勒密精製成一個完整的宇宙學模型。地球處於正中心，8個天球包圍著它，這8個天球分彆負載著月亮、太陽、恒星和5個當時已知的行星：水星、金星、火星、木星和土星。為瞭說明在天空中觀察到的這些行星的相當復雜的軌道，人們認為它們本身沿著附在相應天球上的更小的圓周運動。最外層的天球攜帶著所謂的固定恒星，它們的相對位置總是保持不變，但是總體圍繞著天空鏇轉。最後一層天球之外為何物一直不很清楚，但是它肯定不是人類所能觀測到的宇宙部分。

托勒密模型的係統可以相當精密地預言天體在天空中的位置。但是為瞭正確地預言這些位置，托勒密不得不假定，月亮遵循的軌道有時使它離地球的距離是其他時候的一半。這意味著月亮有時顯得要比其他時候大一倍！托勒密承認這個瑕疵，但是盡管如此，他的模型被廣泛地，雖然不是普適地接受。它被基督教會接納為與《聖經》相一緻的宇宙圖象。這是因為它具有巨大優勢，即在固定恒星天球之外為天堂和地獄留下瞭大量的空間。

然而，1514年波蘭教士尼古拉·哥白尼提齣瞭一個更簡單的模型。（起初，也許哥白尼害怕被教會譴責為異端，所以將他的模型匿名地流傳。）他的觀念是，太陽靜止地位於中心，而地球和行星們圍繞著太陽作圓周運動。將近一個世紀以後，人們纔認真接受他的觀念。後來，兩位天文學傢 ——德國人約翰斯·開普勒和意大利人伽利略·伽利雷開始公開支持哥白尼理論，盡管它所預言的軌道還不能完全與觀測相符閤。直到1609年，亞裏士多德和托勒密的理論纔宣告死亡。那一年，伽利略用剛發明的望遠鏡來觀測夜空。當他觀測木星時，發現有幾個小衛星或月亮圍繞著它轉動，這錶明不像亞裏士多德和托勒密設想的那樣，並非所有東西都必須直接地圍繞著地球轉動（當然，仍然可能相信地球是靜止地處於宇宙的中心，而木星的衛星沿著一種極其復雜的軌道圍繞地球運動，錶觀上看來它們是圍繞著木星轉動。然而，哥白尼理論卻簡單得多瞭）。同時，約翰斯·開普勒修正瞭哥白尼理論，提齣行星不是沿著圓周而是沿著橢圓（橢圓是拉長的圓）運動，從而最終使預言和觀察相互一緻瞭。

就開普勒而言，橢圓軌道僅僅是想當然的，並且是相當討厭的假設，因為橢圓顯然不如正圓那麼完美。雖然他幾乎偶然地發現橢圓軌道能很好地和觀測相符閤，但不能把它和他的磁力引起行星圍繞太陽運動的思想相互調和起來。直到1687年，這一切纔得到解釋。這一年，艾薩剋·牛頓爵士齣版瞭他的《自然哲學的數學原理》，這也許是物理科學中有史以來最重要的著作。在這部著作中，牛頓不但提齣物體如何在空間和時間中運動的理論，並且發展瞭為分析這些運動所需的復雜的數學。此外，牛頓還提齣瞭萬有引力定律。根據這條定律，宇宙中的任一物體都被另外的物體吸引。物體質量越大，相互距離越近，則相互之間的吸引力越大。正是這同一種力，使物體下落到地麵。（一個蘋果落到牛頓的頭上使他得到靈感的故事，幾乎肯定是不足憑信的。牛頓自己說過的是，當他坐著陷入沉思之時，一個蘋果的下落使他得到瞭萬有引力的思想。）牛頓繼而證明，根據他的定律，引力使月亮沿著橢圓軌道圍繞著地球運行，而地球和其他行星沿著橢圓軌道圍繞著太陽公轉。

哥白尼的模型擺脫瞭托勒密的天球，以及與其相關的宇宙存在著自然邊界的觀念。“固定恒星”除瞭由於地球圍繞著自身的軸自轉引起的穿越天空的轉動外，它們的位置顯得固定不變，很自然會使人推測到固定恒星是和我們太陽類似的物體，隻是比太陽離開我們遠得多瞭。

按照他的引力理論，牛頓意識到恒星應該相互吸引，這樣它們似乎不能保持基本上不動。難道它們不會都一起落到某處去嗎？在1691年寫給同時代另一位最重要的思想傢理查德·本特裏的一封信中，牛頓論證道，如果隻有有限數目的恒星分布在一個有限的空間區域裏，這確實是會發生的。但是另一方麵，他推斷說，如果存在無限數目的恒星，大體均勻地分布於無限的空間中，對它們而言，因為這時不存在一個中心落點，這種情形就不會發生。

當人們議論到無限時，這種論證是你會遭遇到的一種陷阱。在一個無限的宇宙中，因為在每一點的兩邊都有無限顆恒星，所以每一點都可以認為是中心。很久以後纔意識到正確的方法，即是先考慮有限的情形，這時所有恒星都相互落到一起，然後加上在這個區域以外大體均勻分布的更多恒星，看事情會如何改變。按照牛頓定律，這額外的恒星對原先的那些根本沒有什麼影響，所以這些恒星還是同樣快地落到一起。我們願意加上多少恒星就可以加上多少，但是它們仍然總是嚮自身坍縮。現在我們知道，不可能存在一個無限靜態的引力總是吸引的宇宙模型。

在20世紀之前從未有人提齣過，宇宙是在膨脹或是在收縮，這有趣地反映瞭當時的思維風氣。一般認為，宇宙要麼以一種不變的狀態存在瞭無限長的時間，要麼以多多少少正如我們今天觀察到的樣子在有限久的過去創生。其部分的原因可能是，人們傾嚮於相信永恒的真理，也可能是由於從以下的觀念得到安慰，即雖然他們會生老病死，但是宇宙必須是不朽的、不變的。

甚至那些意識到牛頓的引力理論導緻宇宙不可能靜止的人，也沒有想到提齣宇宙可能正在膨脹。相反，他們試圖修正理論，使引力在非常大距離下變成排斥的。這並沒有太大影響他們對行星運動的預言，然而卻允許恒星的無限分布保持平衡狀態 ——鄰近恒星之間的吸引力被遠距離外的恒星來的斥力平衡。然而，現在我們相信，這樣的平衡是不穩定的：如果某一區域內的恒星稍微相互靠近一些，它們之間的引力就會增強，並超過斥力的作用，因此這些恒星就會繼續落到一起。反之，如果某一區域內的恒星稍微相互遠離一些，斥力就起主導作用，並驅使它們離得更遠。

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