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?
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?
這世界上的物質到底是由什麼構成的?












專業推薦──

林秀豪 | 清華大學物理系特聘教授
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,你可曾想過時間是什麼?如果是,那這是一本你不可錯過的好書。

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

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。

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。

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《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,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。

時間的形狀——相對論史話
汪潔 著
定價380元 優惠價79300
   














  愛因斯坦:「謝謝。我給大家帶來的這個實驗叫做星光實驗,有些魔術師可以把飛機瞬間挪動位置,而我,要把星星挪動位置,並且,這不是魔術,是真實的世界。

  「首先我們找一個晴朗的夜晚,給某一塊星空拍張照片。我們會看到很多星星彼此靠得很近,我們可以把它們彼此之間的距離給量出來。我們都知道恒星之所以叫恒星,就是因為它在天上的位置相對於地球是不動的,也就是說每年地球運行到同一相對位置時,這幅星空的照片應該是完全一致的,星星之間的距離也應該是完全相同的。地球繞著太陽做著圓周運動,那麼每年地球都會有兩次機會和恒星的相對位置保持一致。也就是在圖5-10的位置A和位置B時。由於恒星離我們非常非常遙遠,所以在位置A和位置B拍出來的同一塊星空也是完全相同的,至少以人類目前的觀測精度,是無法發現差異的。



圖5-10 每年地球在位置A和位置B時,其相對於恒星的位置是完全相同的

  「但是,請大家注意,下面是我要說的重點:當地球在位置B時,與在位置A相比,有一個巨大的不同,那就是太陽擋在了中間。根據我的廣義相對論,太陽的重力是如此之大,以至於星光經過太陽時會發生彎曲,從而使我們在B位置觀察到的那些離太陽比較近的恒星的視位置發生了可觀測到的改變。那麼如何檢驗恒星的位置發生了改變呢?我們只要測量離太陽很近的恒星與其他離太陽很遠的恒星之間的距離即可。在位置B處的星空照片和在位置A處的星空照片相比較,我們會發現,恒星之間的距離發生了變化,這就好像魔術師憑空把星星挪了個地方一樣,請看圖5-11。



圖5-11 太陽的重力使得星光偏轉,恒星的視位置發生了位移

  「我們可以發現,離太陽近的乙恒星的視位置會朝著遠離太陽的方向偏這麼一點點。這一點點是多少呢?根據我的計算,這一點點是1.7秒角。我知道你們心中的疑惑,當地球處在位置B的時候是根本無法看到恒星的,因為是白天,誰也無法在白天看到星星。可是,大家別忘了,有一個特殊的時刻可以在白天看到星星,那就是當日全蝕發生的時刻。我希望天文學家們別閒著,再下次也就是1919年日全蝕來臨的時候,請驗證我這個偉大的預言。謝謝主持人。」

  主持人:「謝謝,那麼本次節目就到這裡。我們期待著那一天的到來。」

  愛丁頓:「我都有點等不及了。」

  (愛因斯坦在《相對論入門》中的原文是這樣的:儘管光線穿過重力場時其曲率極其微小,但是當星光掠過太陽時,其曲率的估計值達到1.7秒角,這應該以下述的方式來證明:從地球上觀察,某些恒星與地球相隔並不遙遠,因此他們在日全蝕時能夠被加以觀測,當日全蝕時,這些恒星在天空中的視位置與非日全蝕時相比,應該偏離太陽。這一個極其重要的推斷,它的正確與否,希望天文學家能夠早日予以解決。)

  愛因斯坦提出的這個星光實驗具有非凡的意義。為什麼愛因斯坦自1905年發表狹義相對論到1915年廣義相對論的發表,十年來,這些理論在科學界一直無法受到廣泛的認同和重視呢?關鍵的原因在於,之前提出的所有推論都無法用實驗來驗證。無論是時間膨脹或是空間收縮,以當時的實驗精度來說,都是不可能測量出來的。但是這個星光實驗就不同了,這是當時能夠達到的觀測精度,是一個可以真實去做的實驗,而愛因斯坦對這個實驗的預測在那個時代絕對可以用「瘋狂」兩個字來形容,畢竟「時空彎曲」這四個字對於大多數常人來說既無法想像也難以理解。現在,居然可以讓人們真實地看見時空彎曲所產生的效應,這實在是有一種夢幻般的感覺。

  愛因斯坦的「皇榜」已發,且看哪位英雄來揭榜。

  愛丁頓(Arthur Eddington, 1882-1944),英國的大天文學家,只比愛因斯坦小三歲,也是愛因斯坦的第一個粉絲。他相信相對論,決定去完成愛因斯坦交給天文學家的這個使命,驗證星光實驗的預測到底準不準確。最近一次日全蝕將在1919年到來,當時,第一次世界大戰還沒有完全結束,世界各地都還有未盡的戰火,但是愛丁頓這些科學家們已經等不及了,毅然決定冒著一戰的炮火奔赴日蝕發生地去進行觀測。特別有趣的是,英國和德國是一戰中的敵對國,愛丁頓是英國人,愛因斯坦可以說是德國人(他擁有德國國籍,出生並長期生活在德國),於是我們看到一個英國人為了證明德國人的理論,不惜風塵僕僕、遠征萬里,這為戰後兩國修好做出了巨大貢獻。為了使觀測的誤差降到最低,同時也為了取得更多的公信力,愛丁頓還以他的號召力邀請到許多有名的天文學家,比如柯庭漢(Edwin Cottingham)、克羅梅林(Andrew Crommelin)、大衛森(Charles Davidson)等。他們分成了兩個遠征觀測隊,一隊遠赴巴西的索布拉爾(Sobral),另一隊由愛丁頓親自率領,遠赴西非的普林西比島(island of Principe)。1919年5月29日,日全蝕如約而至,雖然當時天公不作美,兩支遠征隊都遇到了陰天,但是在最關鍵的時刻還是拍到了至少八顆恒星的照片。他們把照片帶回英國後,和半年前拍攝的照片仔細比較,經過長達五個月的資料分析,同時邀請了全世界的天文學家齊聚英國皇家研究所一起分析與計算,最後,他們宣布,愛因斯坦的理論獲得了完美的證實,觀測值與理論計算值吻合得非常好!「這是一次徹底而滿意的結果。」愛因斯坦自己說。

  星光實驗的成功,讓愛因斯坦瞬間走紅全世界,一戰成名。全世界的記者蜂擁而至,鎂光燈亂閃,全球的各大報紙爭相報導。英國的《泰晤士報》刊出頭版大標題「科學革命―宇宙新理論―牛頓理論大崩潰」。最可愛的要屬美國人了,《紐約時報》不知道出於什麼原因,派出了一個專門採訪高爾夫球賽的記者去採訪愛因斯坦,結果這個「科盲」記者幾乎把所有的知識都搞錯了,而且錯得離譜,最後文章居然還發表了,據說這是美國人接受相對論比別的國家較晚的原因之一。










想像的力量
——心智、語言、情感,解開「人」的祕密
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從不知道到想知道的探索之旅
一個數學家的嘆息:
如何讓孩子好奇、想學習,走進數學的美麗世界
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