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編輯推薦

《星空的琴弦：天文學史話》

1，國傢文津奬得主汪潔，繼《時間的形狀》後又一暢銷力作，用通俗幽默的語言講述一部與眾不同的天文學史。從托勒密到哈勃，從大地的形狀到宇宙的尺度，用講故事的方式曆數人類在天文上的重大發現

2，托勒密的地心說為什麼能統治世界 1500 年？哥白尼、開普勒、伽利略如何改變瞭人類的宇宙觀？宇宙到底是有限還是無限的？當今天文學很大的謎題是什麼？星係與星係之間的空間真的是完全空曠的嗎？宇宙將會怎樣終結？從大地的形狀到日月星辰的變化，從天文學問題到銀河係的秘密，跟隨作者，你將進入浩瀚的宇宙，體會科學帶來的震撼

3，這是一部人類探索天文的曆史，更是一部人類理性崛起的曆史。跟隨本書，你將迴到過去，在那一個個激動人心的天文大發現的曆史現場，和科學傢們一起感受當時的興奮，也體會他們探索的艱辛。

《柔軟的宇宙：相對論外傳》

1，喜馬拉雅FM、蜻蜓FM、網易雲熱門主播——科學史評話@吳京平，全國首檔評書風格的科學秀，用講評書的風格講科普，通俗幽默，淺顯易懂，一本人人都能看懂的相對論，保證讓你“三觀盡毀”、腦洞大開。

2，熱門欄目《宇宙大爆炸》精選內容精心成書，從拉普拉斯到霍金，從宇宙地點到星際穿越，一段跨越兩百年的科學探索史，細訴那些不為人知的細節、反復麯摺的曆程，看人類智慧**群體如何一步步揭開宇宙基本法則，在科學中尋找人類社會的未來。

3，黑洞、蟲洞、引力波、時間旅行、宇宙起點…… 當種種匪夷所思的物理學知識和你迎麵相遇，你會發現，科學也能如此有趣，科學史也能如此“平”易近人！

4，拉普拉斯、愛因斯坦、朗之萬、霍金……一個個光輝閃耀的名字，當揭開神秘麵紗和閃耀光環，你會發現，科學傢並非生活在真空中，他們當中有怪咖也有無比正經的普通人，也有錯綜復雜的人際關係。當一次次命運的轉摺點來臨，他們也和普通人一樣，麵對諸多顛沛流離和人生睏惑。

《時間的形狀：相對論史話》

1，第八屆國傢圖書館文津奬獲奬圖書；

2，喜馬拉雅、蜻蜓、網易等電颱熱門主播汪潔，曆經五年全新修訂，彩圖升級。

3，一本人人都能讀懂的相對論，用輕鬆幽默的語言講解深奧的科學道理；趣味性兼具 與《上帝擲骰子嗎？》並稱國內科普兩大經典

4，這不單單是一部科普讀物，更是一段堪比好萊塢大片的科學史話。跟隨作者，你將進入浩瀚的宇宙，去體會一種由科學帶來的震撼。

內容簡介

《星空的琴弦：天文學史話》

從托勒密到哈勃，從大地的形狀到宇宙的尺度，本書用講故事的方式曆數人類在天文上的重大發現。

今天，在微觀上，我們已經可以探測到100億億分之一米大小的尺度；在宏觀上，已經拍到瞭距離我們132億光年的天體圖像。人類已經對自己身處的這個宇宙有瞭一個基本的認識：地球隻不過是太陽係中一顆普通的行星，而太陽係也不過是銀河係中普通的一個恒星係，而銀河係也不過是本星係群中的一個普通的渦鏇星係，而本星係群又不過是宇宙中無數個星係群中的普通一員。我們這個宇宙誕生於138億年前的一次大爆炸，它不但在膨脹，而且在加速膨脹。這些我們已知的天文知識的來源都有著不平凡的經曆，一代又一代的天文學傢們耗費瞭畢生的心血，把人類對這個世界和宇宙的認識提升到瞭一個又一個新的高度。

跟隨作者，我們將迴到過去，在那一個個激動人心的天文大發現的曆史現場，和科學傢們一起感受當時的興奮，也體會他們探索的艱辛。

宇宙不可理解之處在於它竟然是可解的，這大概就是人類思維上的至高享受瞭。當我們仰望星空，看到的既是浩茫的空間，也是深遠的時間，天上的星星發齣的光芒跨越瞭漫長的時空到達地球，我們看到的，其實是宇宙的曆史。

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3，這是一部人類探索天文的曆史，更是一部人類理性崛起的曆史。跟隨本書，你將迴到過去，在那一個個激動人心的天文大發現的曆史現場，和科學傢們一起感受當時的興奮，也體會他們探索的艱辛。

《柔軟的宇宙：相對論外傳》

這是一段跨越兩百年的科學探索史，從拿破侖時代一直到二十一世紀，講述瞭相對論的誕生以及在相對論的思想下發展起來的一係列學科。

人類從天圓地方的世界中心觀，到認識到我們不過是宇宙中的一粒微塵，這中間，經曆瞭怎樣的坎坷曆程？大爆炸宇宙學、黑洞、蟲洞、引力波這些匪夷所思的物理學知識，是如何一步步發展並被驗證的？牛頓、愛因斯坦、朗之萬、霍金，這些天纔的大腦，是如何一步步發現駕馭宇宙的基本力量，苦苦尋找人類社會未來答案的？在這本書中，所有你意料之中和意料之外的認知，都會以一個全新的方式呈現。看完這本書，你會發現，人類的科學認知探索曆程，是一個讓人“三觀盡毀”、腦洞大開的曆程。你的世界，將因這本書而顛覆。

在吳京平老師風趣幽默的敘述中，在一步一步瞭解“柔軟的宇宙”和“彎麯時空”的奇妙過程中，我們有幸與大師相伴而行。對這段曆程，作者有自己偏愛的觀察角度。角度是——科學傢並非生活在真空中，偉大的發現不是科學傢們開腦洞開齣來的，每個科學發現都要放到曆史大背景中去審視。比如熱力學的發展與蒸汽機大規模應用關係密切，電磁學與第二次工業革命以及電氣時代的到來密不可分。

第二個角度，那就是——科學傢也是人，他們也有七情六欲，也有喜怒哀樂，也有錯綜復雜的人際關係。他們與我們一樣，是活生生的普通人。當世界大戰來臨之時，他們是各為其主呢？還是捍衛人類的良知與底綫呢？科學傢們展現齣瞭與豐富的人性側麵。

人類的曆程就像無盡的遠徵，研讀一段曆史就好比偶爾迴過頭去，看看身後那一串長長的腳印。已經走瞭這麼遠瞭！原來走瞭好多彎路啊！我們不由得生齣感慨。是啊，我們走瞭這麼遠瞭，但前頭的路還長著呢……

《時間的形狀：相對論史話》

一直以來，你一定會有這樣的疑問：

永恒流淌的時間，是真的摸不著看不見，還是有形狀和終點？

我們所處的空間，是三維四維還是五維？

我們能不能踏上時光機，任意穿越時空迴到過去和未來？

這些，都將在本書中找到答案。

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，來到星光實驗的現場……近距離接觸科學的真相。你將輕鬆瞭解一個你以為深奧得無法捉摸的理論，你將進入一個你以為奇妙得永遠理解不瞭的世界。

本書上部和大傢一起迴顧物理學走過的坎坷曆史，這段曆史的精彩程度不亞於任何一段戰爭史。在伽利略、牛頓等紛紛謝幕之後，愛因斯坦閃亮登場。他就像一位橫空齣世的大俠，無門無派，但齣手即震驚天下，他的絕招就是“相對論”。

書的下部比上部還要精彩，結構宏大，故事神奇，真相驚人。在下部，作者細緻地剖析時空真相，帶你領略神奇的四維時空奇境，瞭解整個宇宙的圖景，再迴到原子的深處見識不可思議的微觀世界，然後看一看當下物理學的新進展——萬物理論。

一本人人都能讀懂的相對論，用通俗幽默的語言講解深奧的科學道理。這不是一本書，這是一個新的宇宙觀。

作者簡介

汪潔，科普作傢，第八屆文津奬獲奬圖書得主，著有《時間的形狀》《外星人防禦計劃》等。全國各科技館及大、中、小學人氣嘉賓，知名電颱節目《科學有故事》主播，在喜馬拉雅、蜻蜓、網易雲音樂、鳳凰FM等電颱訂閱聽眾超過15萬，全平颱纍計播放量超過1000萬次。

目錄

《星空的琴弦：天文學史話》

《柔軟的宇宙：相對論外傳》

《時間的形狀：相對論史話》

精彩書摘

《星空的琴弦：天文學史話》

一談到宇宙誕生於一場大爆炸，多數人頭腦中的景象是這樣的：在無邊無際的黑暗中，突然，一個光點像焰火一樣炸齣來，無比絢麗。大多數關於宇宙的紀錄片都是這樣拍的，但實際上，這個場景是錯誤的。這無法怪導演，換瞭我也隻能這樣拍，因為正確的圖像是無法用影像準確描述齣來的。真正的情況是：在創世的那一刻，沒有黑暗，沒有空間，甚至沒有時間，沒有就是沒有。整個宇宙，也就是你腦子中想象齣來的一切有形的東西，都包含在一個原子大小的尺度內，當一切都炸開之後，纔産生瞭空間和時間。好吧，我承認我以上說的一切都令人相當費解，至少是難以想象，我再用下麵一個類比的方法，幫助你理解宇宙誕生時的空間。

現在，讓我們做一個瘋狂的假想：如果我們迴到?138?億年前，那時候的宇宙隻有一個牢房那麼大，20?平米左右，那麼，當你身處這個宇宙中時，你會看到什麼？你會看到，如果朝前麵看，自己的背影就在幾米開外的前方；朝後看，另一個自己就在幾米開外的後方，與你做著同樣的動作，再朝上朝下看，都能看到一樣的自己。當你朝前麵跑時，前方的自己也開始跑，隻用瞭幾步你又跑到瞭自己齣發的位置，不管你朝任何一個方嚮跑，都會迴到原點。這是一個無限循環的三維空間，你根本不可能“齣去”，因為根本沒有“外麵”，整個宇宙就在你眼中，這就是“有限無界”的宇宙觀。聽上去有點兒恐怖，這樣的牢房就是真正無法越獄的完美牢房。現在，請把這樣一個有限無界的宇宙不斷地在你的腦海中縮小再縮小，一直縮小到隻有一個原子大小。注意，沒有“外麵”，也沒有黑暗，空間和時間都禁錮在這個“宇宙”中。然後上帝說“要有光”，於是，這個宇宙開始急速膨脹，這就是“宇宙大爆炸”理論。

請注意，我剛纔的那個牢房的比喻是針對宇宙剛剛誕生的時刻。那麼，我們今天的宇宙在經曆瞭?138?億年的膨脹後，是否依然是一個巨大的恐怖牢房呢？如果我們朝一個方嚮一直飛一直飛，Z後會不會迴到原地呢？雖然還沒有定論，但是越來越多的宇宙學傢認為，我們今天的宇宙是一個無限大的宇宙，我們永遠也無法飛迴到原地，這個觀點得到瞭理論和觀測的有力支持。這個話題在後麵還會詳談，這裏先放一放。

自從這個宇宙微波背景輻射被探測到後，一大批科學傢都興奮地投入到這個領域中。相比考古學傢來說，宇宙學傢是無比幸福的，為什麼這麼說呢？因為考古學傢在研究遠古時代的地球時，麵對的都是經過瞭成韆上億年時間洗禮的遺跡，他們隻能通過殘留下來的點點蛛絲馬跡，艱難地還原當時的現場。可是宇宙學傢，自從發現瞭微波背景輻射後，就相當於找到瞭宇宙誕生時刻的光子，這些光子跨越瞭?100?多億年的漫漫時空，來到地球。當研究宇宙的微波背景光子時，也就是在端詳宇宙大約?138?億年前的模樣。於是，全世界投入瞭大量的人力物力，建造齣一個又一個精密無比的天文儀器。在隨後的十幾年裏，對宇宙微波背景輻射的研究是整個宇宙學乃至天文學Z熱門的一個領域。但是隨著測量數據越來越精確，許多大爆炸的支持者卻變得越來越坐立不安，因為一個幽靈從這些測量數據中慢慢地浮現齣來，這個幽靈是什麼呢？

從宇宙背景輻射的探測數據中，他們發現整個空間中的輻射是完全均勻的，無論把天綫指嚮哪裏，輻射的溫度都是?2.725K?左右。也就是說，宇宙“大火球”的溫度極為驚人地均勻一緻，用專業點的術語講，就是宇宙在?10-5?量級上都錶現齣完美的各嚮同性。

你可能會奇怪瞭，這聽上去應該是很正常啊，如果不均勻我纔會覺得奇怪呢，怎麼宇宙大火球溫度均勻一緻反而成瞭一個幽靈、一個謎題呢？

是這樣的，按照廣義相對論的計算，在宇宙誕生的那一刻，宇宙空間膨脹的速度是如此之快，以至於其中不同區域相互遠離的速度超過瞭光速（彆問我是怎麼計算齣來的，那個太難懂瞭，一大堆的微分方程組，我哪裏看得懂。總之你跟我一樣，知道結論就可以瞭）。等等，相對論不是說光速是速度極限嗎？怎麼你這裏說超過瞭光速？這裏其實有一個廣泛的誤解：相對論所說的光速極限是指的信息和能量的傳遞速度無法突破光速（可以參看拙作《時間的形狀—相對論史話》），而空間的膨脹本質上是一種視運動，其速度是完全可以超過光速的。換句話說，星係與星係之間的相對退行速度是不受任何速度限製的，因為這種速度並沒有信息和能量的傳遞，所以完全閤法。

這樣一來，問題就齣來瞭。我們想象一下，宇宙在誕生的時候，“砰”的一聲炸得四分五裂，但是由於空間的膨脹速度超過光速，也就是意味著每一個碎塊與碎塊之間的分離速度超過瞭光速，那麼這些碎塊與碎塊之間絕對不可能發生任何能量交互，也不可能發生熱量的傳導，但是Z終的結果，卻是所有的碎塊溫度全部驚人地一緻。這就好像夜空中炸開瞭一朵焰火，但是焰火每一顆火星的溫度都極為精準地完全一緻。這個情況與當時理論計算的結果産生瞭嚴重的矛盾，宇宙學傢們將這個謎題稱之為“視界問題”。

這個謎題不但睏擾著當時無數的物理學傢和宇宙學傢，也睏擾著在美國斯坦福直綫加速器中心工作的理論物理學傢阿蘭·古思（Alan Guth，1947?年-）。不過這個古思是個牛人，他在?1979?年首次提齣瞭一個理論，後來又經過另外幾個科學傢的關鍵改進，成功地解決瞭睏擾學界多年的視界問題，並且被物理學界廣泛接受，這就是大名鼎鼎的“暴脹理論”。暴脹理論也是嚴格地依據廣義相對論計算得齣的。大傢知道廣義相對論是非常難解的一組偏微分方程組，弗裏德曼他們搞齣的大爆炸宇宙模型也可以稱為弗裏德曼-勒梅特-羅伯遜-沃爾剋解，是廣義相對論方程的一個精確解。古思他們就在原來的這個解的基礎上，利用廣義相對論的某些特性，如排斥性引力、量子場等（我又是看書又是看維基百科，但自己看得也是一知半解），經過更加精密的計算，修正瞭原有的大爆炸理論，搞齣瞭一個暴脹理論。這個理論其實非常復雜，也涉及到眾多概念和計算，但是我還是可以試著用一種概括的方式跟大傢概述一下：

視界問題之所以會摺磨原有的標準大爆炸模型，是因為空間的不同區域分離得太快，不足以建立起熱平衡。暴脹理論則減慢瞭在宇宙ZZ初期時刻的膨脹速度，使宇宙大火球有足夠的時間建立相同的溫度。在完成瞭這個熱平衡後，宇宙經曆瞭一次短暫的爆發性的膨脹，而且越來越快，以對早期的緩慢膨脹做齣補償，這就是暴脹這個詞的由來。這個理論的核心內容是說，宇宙空間在迅速遠離之前就已經建立瞭共同的溫度。

那麼這個暴脹的速度是多快呢？古思他們的計算錶明，在?10-35秒到?10-33?秒之間，也就是十億億億億分之一秒的時間內，宇宙的尺度突然增大瞭?1026?倍，也就是一百億億億倍。這是個什麼概念？我簡單做瞭一個計算，相當於一粒塵埃瞬間膨脹成?10?個銀河係這麼大。這裏插一句題外話，我在寫這段的時候，查閱暴脹理論的相關資料，我頭很大。因為，在《萬物簡史》這本書中，說的是宇宙在暴脹期間膨脹瞭?1040?倍，而百度百科的暴脹理論詞條中則更誇張，是?1078?倍。一開始，我也搞不清楚到底誰對誰錯，於是我自己動手做瞭下計算，普朗剋尺度大約是?10-35?米的量級，所謂普朗剋尺度就是理論上的Z小尺度，就像絕對零度那樣，不可能再有比這更小的尺度瞭。而目前普遍認為的可觀宇宙的大小是直徑?930?億光年，相當於?1026?米的量級，也就是說即便是從Z小暴脹到Z大，也就是?1061倍。百度百科的數據顯然荒謬得很，而《萬物簡史》的那個數據也看著不像，因為我粗略計算一下，1040?相當於一粒塵埃膨脹到現在整個可觀宇宙的大小。Z後我采信的數據是維基百科的數據，也就是1026?倍，我根據這個數據計算，差不多就是一粒灰塵膨脹到?10?個銀河係的尺度。這種規模的膨脹是我們這些凡夫俗子窮盡一切想象力也無法真正理解的。

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