時(shí)間的形狀

前言

我可以保證，這是一本很有趣的書(shū)。這本書(shū)完全不同于傳統(tǒng)意義上的科學(xué)知識(shí)普及類圖書(shū)，這本書(shū)更像是一本可以用來(lái)當(dāng)做茶余飯后休閑翻閱的書(shū)，就像閱讀一本有意思的小說(shuō)。在這本書(shū)里面，你會(huì)看到很多極富想象力的小故事：牛頓帶著Tom＆Jerry來(lái)到一個(gè)大水桶里面觀看神奇的水面凹陷；愛(ài)因斯坦化身大警長(zhǎng)先是調(diào)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(jí)炸彈，最后又在太空中建造了一個(gè)超級(jí)大圓盤以展示他那神奇的時(shí)空觀。雖然這一切看上去都不像是正兒八經(jīng)的科學(xué)知識(shí)，但我可以很負(fù)責(zé)任地告訴你，這些故事里蘊(yùn)藏著我們這個(gè)世界中你所不知道的驚人秘密，都是些很靠譜的科學(xué)真相。很多科學(xué)真相用“不可思議”來(lái)形容是一點(diǎn)都不過(guò)分的，你平常之所以感受不到物理學(xué)的神奇，那是因?yàn)闆](méi)有人告訴你普通物理現(xiàn)象背后隱藏的秘密。現(xiàn)在的高中生都會(huì)在實(shí)驗(yàn)室里面做一個(gè)觀察光的雙縫干涉圖像的實(shí)驗(yàn)，這是一個(gè)普通得不能再普通的高中光學(xué)實(shí)驗(yàn)，可是卻從來(lái)沒(méi)有人告訴我們這個(gè)實(shí)驗(yàn)背后隱藏著的驚天大秘密，這個(gè)秘密足以撼動(dòng)以愛(ài)因斯坦為代表的一代科學(xué)家們苦苦建立起來(lái)的物理學(xué)信仰。一個(gè)簡(jiǎn)單的光學(xué)實(shí)驗(yàn)，如果你了解了它藏在最深處的本質(zhì)，你會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)，這個(gè)世界不再是我們頭腦中原來(lái)的那個(gè)世界了，我們腦袋中很多樸素的哲學(xué)觀念，例如物質(zhì)決定意識(shí)，原因決定結(jié)果等等都將受到空前強(qiáng)烈的沖擊。而且，我確確實(shí)實(shí)是在講科學(xué)，不是在講神學(xué)或者宣揚(yáng)神秘主義。    我們這本書(shū)基本上可以分為上下兩部分，上部和大家一起回顧物理學(xué)走過(guò)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(zhēng)史，因?yàn)槲锢韺W(xué)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(jí)巨星愛(ài)因斯坦閃亮登場(chǎng)，而他成為我們的主角的時(shí)候不過(guò)26歲，他就像是一個(gè)橫空出世的大俠，無(wú)門無(wú)派，但是一出手就讓天下震驚，他的絕招就是“相對(duì)論”，這是我們這本書(shū)上部的主題。中間的第六章是跨越半個(gè)多世紀(jì)的厚重和真實(shí)的歷史故事，這個(gè)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(shí)代如此之近的故事，但我想告訴大家，真相往往比小說(shuō)更驚人。最后四章是本書(shū)的下部，我可以非常自信地告訴大家，下部比上部更精彩，結(jié)構(gòu)更宏大，故事更神奇，真相更驚人。在下部中，我將為你細(xì)致地剖析時(shí)空的真相，帶你領(lǐng)略神奇的四維時(shí)空奇景。我們先一起去了解整個(gè)宇宙的終極圖景，然后再回到原子的深處見(jiàn)識(shí)一下不可思議的微觀世界，最后看一看當(dāng)下物理學(xué)的最新進(jìn)展——萬(wàn)物理論。你只要隨便記住其中的一兩段，就能讓你在平時(shí)和朋友們的吃飯聊天中大放異彩，只是要當(dāng)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(shū)，你對(duì)這個(gè)世界的看法一定會(huì)大大改觀。潮起潮落，斗轉(zhuǎn)星移，這些平常司空見(jiàn)慣的大自然現(xiàn)象會(huì)突然在你眼里產(chǎn)生完全不一樣的意義。當(dāng)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(huì)換成另一番景象，過(guò)去的宇宙一去不復(fù)返了，一個(gè)嶄新的宇宙觀將在你的頭腦中建立起來(lái)。    自小到大，你可能一直會(huì)有這樣的疑問(wèn)：    時(shí)間到底是什么東西？    我們能跨越未來(lái)嗎？    我們能回到過(guò)去嗎？    光到底是什么東西？    宇宙到底長(zhǎng)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(gè)世界的物質(zhì)到底是由什么構(gòu)成的？    物質(zhì)可以無(wú)限分割嗎？    ……    這些令人不可思議的問(wèn)題，科學(xué)家到底是如何找到答案的？    看完這本書(shū)，你將不再對(duì)以上這些問(wèn)題感到疑惑，不但不會(huì)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(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)的相對(duì)論開(kāi)始講起，這的的確確是一個(gè)偉大的理論，這是上個(gè)世紀(jì)人類對(duì)這個(gè)宇宙秘密最深刻的一次發(fā)現(xiàn)，這個(gè)理論可以解答你心中無(wú)數(shù)的疑惑。你可能還是感到茫然地在看著我：“我聽(tīng)說(shuō)過(guò)相對(duì)論，可是它跟我們的日常生活有關(guān)系嗎？”    當(dāng)然是有關(guān)系的，比如，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)是一個(gè)滿大街都可以看到的常用小電器了，我估計(jì)很多讀者都有一個(gè)車載的，或者手機(jī)里面就有一個(gè)。我告訴你，如果沒(méi)有相對(duì)論，那么這玩意兒可就會(huì)出大問(wèn)題。因?yàn)楦鶕?jù)相對(duì)論，衛(wèi)星上面的時(shí)鐘會(huì)比地面上的時(shí)鐘走得快，每天大約快38微秒(0.000038秒)，這個(gè)時(shí)鐘的快慢并不是因?yàn)橛?jì)時(shí)器精度不夠造成的，而是因?yàn)闀r(shí)間本身真正的變慢了。你設(shè)想一下，如果人類沒(méi)有掌握相對(duì)論的知識(shí)，那么就不會(huì)知道發(fā)射到天上的衛(wèi)星哪怕用再精確的計(jì)時(shí)工具計(jì)時(shí)，也不可能消除這個(gè)誤差。你千萬(wàn)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(dǎo)航系統(tǒng)每天積累的誤差將超過(guò)10公里(當(dāng)然這個(gè)誤差是垂直方向上的，不是水平方向上的)，如果美軍用這個(gè)來(lái)導(dǎo)航導(dǎo)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(shí)鐘的走動(dòng)頻率調(diào)慢100億分之4.465，把10.23兆赫調(diào)為10.22999999543兆赫，這些數(shù)字全靠有了相對(duì)論才能那么精確地計(jì)算出來(lái)。    “神奇！”你大概會(huì)驚呼一聲，“相對(duì)論原來(lái)就是這個(gè)啊?！迸恫?，這并不代表相對(duì)論，衛(wèi)星上的時(shí)間變快只不過(guò)是相對(duì)論無(wú)數(shù)推論中的一個(gè)，我們通過(guò)相對(duì)論可以精確地計(jì)算出衛(wèi)星上的時(shí)鐘和地面上的時(shí)鐘的誤差到底是多少。相對(duì)論還有很多很多的推論，小到推測(cè)水星的運(yùn)行軌道、在發(fā)生日全食時(shí)星星的位置，大到可以推演太陽(yáng)的過(guò)去與未來(lái)，甚至宇宙的過(guò)去與未來(lái)?！吧衿妫　蹦阍俅误@呼一聲，“不過(guò)你越說(shuō)越玄乎了，我還是有點(diǎn)不信，你先別說(shuō)得那么遠(yuǎn)，你前面說(shuō)啥來(lái)著？時(shí)間本身變慢了？這個(gè)太讓我難以理解了。在我眼里時(shí)間本身是均勻流逝的，我們感受的所謂快慢無(wú)非是我們自己的感覺(jué)在變化，即便是你的表和我的表走時(shí)不準(zhǔn)那也不是時(shí)間本身不準(zhǔn)，而是我們的手表精度不夠造成的。中午12點(diǎn)整開(kāi)飯對(duì)任何人來(lái)說(shuō)都是12點(diǎn)整開(kāi)飯，這是一個(gè)客觀事實(shí)擺在那里，不會(huì)因?yàn)槲矣玫氖且粔K真的勞力士還是一塊山寨勞力士而改變。”坦誠(chéng)地說(shuō)，我非常理解你的這種想法，并且，我還要恭喜你，你的這個(gè)思想和偉大的牛頓是一模一樣的。但非常遺憾，這個(gè)想法錯(cuò)了，真的錯(cuò)了。    相對(duì)論是研究時(shí)間、空間、運(yùn)動(dòng)這三者關(guān)系的理論體系的總稱，它是這100多年來(lái)人類最偉大的兩個(gè)理論之一(還有一個(gè)是量子理論，那又將是一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的激動(dòng)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(xué)獎(jiǎng)是不足以來(lái)評(píng)價(jià)相對(duì)論的偉大的。如果上帝真的存在的話，上帝過(guò)去總是說(shuō)：“人類一思考，上帝就發(fā)笑?！比祟愑辛讼鄬?duì)論之后，上帝改口了：“人類一思考，上帝就發(fā)慌。”    我們對(duì)相對(duì)論的誤解實(shí)在是太多了。大多數(shù)人都覺(jué)得相對(duì)論很神秘、很深?yuàn)W，是大科學(xué)家才能理解的東西。這種誤解來(lái)源于一個(gè)廣為流傳的關(guān)于相對(duì)論有多難懂的故事，說(shuō)的是一個(gè)記者問(wèn)天文學(xué)家愛(ài)丁頓：“聽(tīng)說(shuō)全世界總共只有三個(gè)人能懂愛(ài)因斯坦的相對(duì)論，您是其中之一，是不是這樣？”愛(ài)丁頓一時(shí)沉默了，正當(dāng)記者以為愛(ài)丁頓要反駁的時(shí)候，沒(méi)想到愛(ài)丁頓說(shuō)：“我正在想另外兩個(gè)人是誰(shuí)。”我估計(jì)當(dāng)時(shí)這個(gè)記者就震驚了。不管這個(gè)故事是真是假，總之給我們的一個(gè)印象就是相對(duì)論很難懂。但是大家千萬(wàn)不要忘了，這個(gè)故事發(fā)生在100多年前的1906年，那時(shí)候相對(duì)論剛剛被愛(ài)因斯坦用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)語(yǔ)言描述出來(lái)，對(duì)那個(gè)時(shí)代的人來(lái)說(shuō)確實(shí)是很難理解的。不要說(shuō)相對(duì)論了，你想象一下如果你回到乾隆年間，對(duì)大知識(shí)分子紀(jì)曉嵐說(shuō)隨便找一個(gè)三角形的東西，把三只角割下來(lái)拼在一起，不多不少，總是恰好能拼出直直的一條邊。    鐵齒銅牙的紀(jì)曉嵐一開(kāi)始肯定不相信，真的去找了一些三角形的物件來(lái)，一驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)完全正確，即便是我們的大知識(shí)分子，紀(jì)曉嵐也會(huì)表示這個(gè)現(xiàn)象很神奇。但要是在現(xiàn)代，隨便找一個(gè)初中生就能給你證明三角形的內(nèi)角和是180度，他會(huì)告訴你這是一個(gè)很簡(jiǎn)單的幾何常識(shí)。    同樣，相對(duì)論的一些基本原理和概念對(duì)我們現(xiàn)代人來(lái)說(shuō)，也一點(diǎn)都不高深，不神秘，很好懂，關(guān)鍵在于你是不是愿意聽(tīng)我娓娓道來(lái)。    在正式開(kāi)始我的敘述之前，我很想把我剛剛在網(wǎng)上看到的冷笑話講給大家聽(tīng)，當(dāng)然，你也可以直接跳過(guò)這部分從第一章開(kāi)始看起，這并不會(huì)影響你對(duì)本書(shū)的理解。    搜狐新聞報(bào)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(nóng)民。這位只有高中學(xué)歷的農(nóng)民，在對(duì)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論進(jìn)行了20多年的獨(dú)立研究后，對(duì)這一著名理論產(chǎn)生了質(zhì)疑和挑戰(zhàn)，并做出了近30萬(wàn)字的論述，引起了有關(guān)專家學(xué)者的關(guān)注。    ※天津農(nóng)民稱其證明相對(duì)論有錯(cuò)：“我已經(jīng)證明出，從牛頓第一，二，三定律到愛(ài)因斯坦的相對(duì)論都有錯(cuò)！”說(shuō)這些話時(shí)，“草根科學(xué)家”閆赤元眼神中閃爍著的一種光芒，讓那張飽經(jīng)滄桑的面孔頓時(shí)有了生氣。    以上只是網(wǎng)上能搜到的眾多反相對(duì)論的“民科”案例中的兩例，如果你覺(jué)得這一點(diǎn)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(huì)倫理的墮落，雖然不能說(shuō)完全是相對(duì)論的責(zé)任，但相對(duì)論也是最重要的原因之一?！痹谘杏憰?huì)上表達(dá)對(duì)愛(ài)因斯坦相對(duì)論學(xué)說(shuō)的深惡痛絕時(shí)，60歲的農(nóng)民黃其德表情嚴(yán)肅，一字一頓。    ※黃伯伯在《愛(ài)因斯坦相對(duì)論在科學(xué)和哲學(xué)上對(duì)人類思維的扭曲》一文中寫(xiě)道：“這是個(gè)人對(duì)相對(duì)論全部研究中最沉重的話題，然而必須如實(shí)說(shuō)出來(lái)，才能驚醒地球人類。百年來(lái)，不單是愛(ài)因斯坦的相對(duì)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(shí)分子，完全喪失最起碼的獨(dú)立思考與判斷能力。在權(quán)威效應(yīng)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。”“我做過(guò)粗略的調(diào)查：理科大學(xué)生知道相對(duì)論的，100個(gè)人中不到一個(gè)，約占0.3%；而認(rèn)定相對(duì)論無(wú)比深邃高明的卻占99.5%；理科大學(xué)教授中知道相對(duì)論的不到2%，也幾乎都認(rèn)可崇奉相對(duì)論；社會(huì)上一般知識(shí)分子中知道相對(duì)論的約占百萬(wàn)分之一，幾乎無(wú)不崇奉相對(duì)論！這個(gè)數(shù)據(jù)說(shuō)明了什么？首先說(shuō)明地球人類崇奉相對(duì)論是由虛榮心支配著的極端盲目的權(quán)威效應(yīng)?！?   ※黃伯伯寫(xiě)道：“我保證，只要有高中學(xué)歷，都可以大致聽(tīng)懂我的論文，并取得評(píng)論相對(duì)論的有把握的發(fā)言權(quán)。認(rèn)識(shí)到愛(ài)因斯坦相對(duì)論是一個(gè)偽科學(xué)大騙局。”    我有一個(gè)直覺(jué)，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(dòng)，這種沖動(dòng)絕對(duì)大過(guò)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(huì)在本書(shū)的最后再給出，希望那個(gè)時(shí)候你再欣賞黃伯伯的奇文的時(shí)候能夠產(chǎn)生與我一樣的感覺(jué)——“當(dāng)時(shí)我就笑噴了！”(你如果此時(shí)已經(jīng)打開(kāi)電腦開(kāi)始搜索奇文了，我也拿你沒(méi)辦法，但還是最后攔你一下，看完此書(shū)再欣賞黃伯伯奇文，你一定會(huì)笑噴！)    前言結(jié)束之前，讓我借黃伯伯的文風(fēng)寫(xiě)下：    我保證，只要有高中學(xué)歷，都可以完全看懂本書(shū)，并能充分欣賞黃伯伯奇文。認(rèn)識(shí)到愛(ài)因斯坦的相對(duì)論足以讓上帝對(duì)渺小的人類產(chǎn)生敬畏；作為人類的一分子，我以此感到深深的自豪！

內(nèi)容概要

　　我可以保證，這真是一本很有趣的書(shū)。跟隨作者，你可以進(jìn)入愛(ài)因斯坦的夢(mèng)境，坐在牛頓老師的課堂，來(lái)到星光實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)……最近距離接觸科學(xué)的真相。
　　本書(shū)上部（前五章）和大家一起回顧物理學(xué)走過(guò)的坎坷歷史，這段歷史的精彩程度不亞于任何一段戰(zhàn)爭(zhēng)史。在伽利略、牛頓等巨星紛紛謝幕之后，超級(jí)巨星愛(ài)因斯坦閃亮登場(chǎng)。他就像一位橫空出世的大俠，無(wú)門無(wú)派，但出手即震驚天下，他的絕招就是“相對(duì)論”。
　　中間的第六章是一段小說(shuō)體的跨越半個(gè)多世紀(jì)的真實(shí)歷史故事，這個(gè)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(shí)，但真相往往比小說(shuō)更驚人。
　　最后四章是本書(shū)的下部，下部比上部更精彩，結(jié)構(gòu)更宏大，故事更神奇，真相更驚人。在下部中，作者將細(xì)致地剖析時(shí)空的真相，帶你領(lǐng)略神奇的四維時(shí)空奇景，了解整個(gè)宇宙的終極圖景，再回到原子的深處見(jiàn)識(shí)不可思議的微觀世界，最后看一看當(dāng)下物理學(xué)的最新進(jìn)展——萬(wàn)物理論。

作者簡(jiǎn)介

　　汪潔。男?，F(xiàn)居上海。自然科學(xué)狂人。
　　最大的理想是為中國(guó)的科普事業(yè)做點(diǎn)貢獻(xiàn)。最大的愿望之一是，在老得快要死掉的時(shí)候，收到幾張全世界知名科學(xué)家的來(lái)信或者卡片或者電子郵件之類的任何東西，上面寫(xiě)到：年輕的時(shí)候曾經(jīng)看過(guò)您寫(xiě)的一本好像是科普的書(shū)，雖然名字和內(nèi)容現(xiàn)在都已經(jīng)想不起來(lái)了，但當(dāng)年我看完以后就毅然投身物理學(xué)了，以至于有今天這樣的一點(diǎn)點(diǎn)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(huì)帶著非常滿意的神情上路。

書(shū)籍目錄

前言
第一章　不得不說(shuō)的廢話
　關(guān)于相對(duì)論的謠言粉碎機(jī)
　你必須了解的四個(gè)概念
第二章　伽利略和牛頓的世界
　相對(duì)性原理
　伽利略變換式
　史上最牛煉金術(shù)士牛頓
　牛頓的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)觀
　牛頓水桶實(shí)驗(yàn)中的絕對(duì)時(shí)空觀
第三章　光的速度
　伽利略吹響沖鋒號(hào)
　光速測(cè)量大賽
　驚人的發(fā)現(xiàn)
　科學(xué)史上最成功的失敗
第四章　愛(ài)因斯坦和狹義相對(duì)論
　兩朵烏云
　巨星登場(chǎng)
　第一個(gè)原理：光速不變
　第二個(gè)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(shí)性的相對(duì)性
　時(shí)間會(huì)膨脹
　空間會(huì)收縮
　速度合成
　質(zhì)速神劍
　光速極限
　質(zhì)能奇跡
　四個(gè)瘋狂的問(wèn)題
第五章　廣義相對(duì)論的宇宙
　愛(ài)因斯坦的不滿
　生死重量
　等效原理
　太空大圓盤
　時(shí)空彎曲
　引力的本質(zhì)
　水星軌道之謎
　星光實(shí)驗(yàn)
　沒(méi)見(jiàn)過(guò)這么黑的洞
　從黑洞到蟲(chóng)洞
　壓軸大戲
第六章　紅色革命
第七章　時(shí)空那點(diǎn)事
　時(shí)空中的運(yùn)動(dòng)
　四維時(shí)空
　時(shí)間旅行
　星際旅行
　星際貿(mào)易
第八章　再談四維時(shí)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(lè)
后記

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：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(xué)江湖長(zhǎng)達(dá)200多年之久。在200余年的時(shí)間里，無(wú)人不臣服，無(wú)人敢于挑戰(zhàn)，就好像此刻的你不也認(rèn)為這是天經(jīng)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(gè)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(gè)26歲的年輕人，無(wú)門無(wú)派，不知道從何方冒出來(lái)，也攜一把木劍向伽利略相對(duì)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(gè)年輕人，姓愛(ài)因斯坦，名阿爾伯特。從此，我們不再分開(kāi)談?wù)摃r(shí)間的流逝和空間中運(yùn)動(dòng)的速度，只要是運(yùn)動(dòng)，就是在時(shí)空中的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)你進(jìn)行百米沖刺的時(shí)候，你我在時(shí)空中進(jìn)行著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，空間發(fā)生變化的同時(shí)時(shí)間一定會(huì)發(fā)生變化。看來(lái)，我們經(jīng)常在科幻小說(shuō)中看到的“時(shí)空穿梭”其實(shí)一點(diǎn)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(shí)空中穿梭，我們每個(gè)人每時(shí)每刻都在時(shí)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(wàn)公里。這真是一個(gè)遙遠(yuǎn)的距離啊，如果你和你的愛(ài)人錯(cuò)開(kāi)了一秒鐘，那么你要不停地步行9年半才能追上你的愛(ài)人。我們都是生活在低速世界中的生物，我們?cè)诳臻g的三個(gè)維度中能達(dá)到的速度和光速相比實(shí)在是小得可憐，這才會(huì)讓我們產(chǎn)生時(shí)間和空間這兩個(gè)完全不同的概念。愛(ài)因斯坦還有一句名言：“上帝不擲骰子！”這個(gè)宇宙萬(wàn)物的演化規(guī)律不是靠每次擲骰子出來(lái)的隨機(jī)點(diǎn)數(shù)來(lái)決定的，“老頭子”是一個(gè)一絲不茍的人，他過(guò)去從沒(méi)有犯過(guò)錯(cuò)誤，將來(lái)也不會(huì)犯錯(cuò)誤，宇宙的劇本早已定稿。從這一點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，愛(ài)因斯坦和牛頓都是屬于經(jīng)典的，他們心中的宇宙是經(jīng)典的宇宙，是一個(gè)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。

后記

多年來(lái)，我一直有一個(gè)理想，等將來(lái)獲得了財(cái)務(wù)自由，我要為中國(guó)的科普事業(yè)做點(diǎn)兒貢獻(xiàn)，比如贊助一些科普作家，投資拍點(diǎn)科普的動(dòng)畫(huà)片、電視片甚至電影等等，因?yàn)槲乙恢庇幸粋€(gè)樸素的信念，那就是中國(guó)的希望在于開(kāi)啟民智，而開(kāi)啟民智在于科普。    突然有一天，我想明白了一件事情，那就是做科普跟有沒(méi)有錢完全是兩件事情，沒(méi)錢人有沒(méi)錢人的做法，有錢人有有錢人的做法，關(guān)鍵在于你是去做還是不做，早一天做就是早一天實(shí)現(xiàn)自己的理想，早一天實(shí)現(xiàn)自己的理想等價(jià)于延長(zhǎng)自己的生命。想通了這點(diǎn)后，我決定立即動(dòng)手去做，自然，在現(xiàn)有條件下，寫(xiě)點(diǎn)兒科普類的文章是一個(gè)最現(xiàn)實(shí)的選擇，我手頭有一本愛(ài)不釋手的曹天元寫(xiě)的《上帝擲骰子嗎？量子物理史話》，這本書(shū)曾經(jīng)在網(wǎng)上連載，最后結(jié)集出版。我想，我也應(yīng)該以曹天元為榜樣，寫(xiě)點(diǎn)東西。于是，我想到了寫(xiě)“相對(duì)論”，雖然我最喜歡的是天體物理學(xué)和宇宙學(xué)，但是鑒于普通人對(duì)于相對(duì)論的陌生感要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)天文方面的知識(shí)，因此，我決定先寫(xiě)一本介紹相對(duì)論的淺顯文章。書(shū)的讀者標(biāo)定位是受過(guò)高中以上教育的普通人，我并沒(méi)有寫(xiě)一本非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目破兆x物的能力，我只能按照我平常吃飯的時(shí)候跟人聊天的習(xí)慣，以一種“侃大山”的形式來(lái)聊聊相對(duì)論這個(gè)話題，因此我覺(jué)得準(zhǔn)確地說(shuō)，我這本書(shū)充其量也就能稱之為一本帶有點(diǎn)科學(xué)知識(shí)的飯后閑書(shū)，看完博得讀者一笑而已。    有了這個(gè)想法以后，我馬上開(kāi)始動(dòng)筆，我怕我自己沒(méi)有毅力堅(jiān)持寫(xiě)下去，所以不急于在網(wǎng)上發(fā)表，想等寫(xiě)了一大半以后再發(fā)到網(wǎng)上連載，這樣對(duì)得起網(wǎng)友，不至于成為“太監(jiān)貼”。寫(xiě)完第二章的時(shí)候，我拿給幾個(gè)好朋友看，其中有一個(gè)朋友把我這個(gè)書(shū)稿轉(zhuǎn)給了新星出版社的高磊女士，沒(méi)想到高磊看過(guò)后，立即跟我取得了聯(lián)系，說(shuō)愿意出版這本書(shū)，這下，實(shí)在讓我有點(diǎn)受寵若驚。有了來(lái)自出版社的壓力后，我一方面不得不更加認(rèn)真地對(duì)待我的寫(xiě)作，另一方面也對(duì)自己是一種暗示，要堅(jiān)持。    5月29日動(dòng)筆，到今天7月9日，終于完成了這本書(shū)，我在寫(xiě)后記的時(shí)候想計(jì)算一下到底是多少天，我把右下角的日歷點(diǎn)開(kāi)一看，不禁啞然失笑，還真是巧，大家看看：    剛剛好42天(不由得讓人想起《銀河系漫游指南》中的那個(gè)宇宙終極問(wèn)題的答案，太巧了)，都不用數(shù)，一天也不多一天也不少，而且動(dòng)筆的具體時(shí)刻和完稿的時(shí)刻都幾乎是一模一樣的，這還真是巧。這42天來(lái)，我堅(jiān)持每天晚上睡覺(jué)前寫(xiě)兩三個(gè)小時(shí)，周末則寫(xiě)一個(gè)通宵。說(shuō)實(shí)話能堅(jiān)持下來(lái)，我自己覺(jué)得并不是一件易事，因?yàn)槲腋菊劜簧鲜且粋€(gè)作家，甚至稱不上是一個(gè)寫(xiě)手，在寫(xiě)這本書(shū)之前，我從來(lái)沒(méi)有一口氣寫(xiě)過(guò)一篇超過(guò)1萬(wàn)字的文章，你們可以想到這么一本接近17萬(wàn)字的書(shū)稿對(duì)我而言是一個(gè)多么大的挑戰(zhàn)。    我能完成這個(gè)挑戰(zhàn)，有兩個(gè)人是功不可沒(méi)的。一個(gè)是我的妻子，她永遠(yuǎn)是我的第一位讀者，每次我寫(xiě)完一段，總是她第一個(gè)閱讀并且總是不忘給我以鼓勵(lì)，每次她看稿的過(guò)程中發(fā)出的會(huì)心一笑，就是對(duì)我的最大安慰，當(dāng)然，她也給我挑了很多基本的文法錯(cuò)誤，她語(yǔ)文基本功比我好得多。她除了給我鼓勵(lì)外，還得忍受我每天晚上在床頭噼里啪啦的鍵盤敲擊聲和屏幕亮光，她有一點(diǎn)神經(jīng)衰弱，睡眠很容易受到聲光的影響，但是這42天來(lái)，除了有一個(gè)晚上把我趕到了書(shū)房去寫(xiě)以外，其他時(shí)間都默默地承受著。另一個(gè)就是新星出版社的高磊女士，是她每天成為我的第二個(gè)讀者，給了我很多的鼓勵(lì)和督促，如果沒(méi)有她的督促，我想我肯定會(huì)借機(jī)偷懶的。我每次完成當(dāng)天的寫(xiě)作任務(wù)后都會(huì)很惴惴然地問(wèn)她：“昨晚寫(xiě)得還行嗎？能看得下去嗎？”作為第一次寫(xiě)書(shū)的人來(lái)說(shuō)，很害怕受到打擊。好在高磊作為資深編輯，深知這點(diǎn)，從來(lái)不給我任何打擊，全是鼓勵(lì)和肯定的話，甚至對(duì)我的“的地得”不分的語(yǔ)文水平也抱以非常寬容的態(tài)度。她寬慰我說(shuō)你完全不用管“的地得”的事情，我們的審稿編輯會(huì)幫你修訂。我真是大為感激，我深知如果寫(xiě)字的時(shí)候讓我不停去考慮何時(shí)用“的”，何時(shí)用“地”，我就完了，思路完全沒(méi)有辦法延續(xù)。    同時(shí)也要特別感謝我的幾個(gè)同事，他們?yōu)楸緯?shū)繪制了精美的插圖，他們是平哥、大力、國(guó)華和君君，他們的工作為這本書(shū)增添了很多很多的溫暖。    寫(xiě)到這里，我想對(duì)能堅(jiān)持看到這里的用心讀者說(shuō)，有一件事情我沒(méi)有忘記，在本書(shū)的第四章結(jié)尾的時(shí)候提出的四個(gè)問(wèn)題，還有兩個(gè)我沒(méi)有回答，我想能堅(jiān)持看到這里的讀者，或許真的都是些用心的讀者，你們之中估計(jì)有些人還對(duì)此念念不忘。其實(shí)那兩個(gè)問(wèn)題(長(zhǎng)棍佯謬和潛水艇佯謬)的答案已經(jīng)不是很重要了，長(zhǎng)棍佯謬必須考慮重力對(duì)時(shí)空的彎曲效應(yīng)，而潛水艇佯謬則要復(fù)雜得多，如果你真的有興趣，大可在網(wǎng)上自己搜索答案，這并不難。本書(shū)的最大目的還是在于激發(fā)讀者的求知欲和好奇心，至于多一點(diǎn)少一點(diǎn)問(wèn)題的答案，其實(shí)并不是關(guān)鍵，如果到此時(shí)你仍然沒(méi)有忘記那兩個(gè)問(wèn)題，說(shuō)明我的目的已經(jīng)達(dá)到了。還有更用心的讀者可能還念念不忘前言中提到的黃伯伯奇文，但是我真心地希望你對(duì)一睹黃伯伯奇文已經(jīng)喪失了興趣，我還是不直接給出了，你說(shuō)我干嘛給他做廣告啊。    按照常理，我應(yīng)當(dāng)在后記之后開(kāi)一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的參考書(shū)目的列表，但是我忍不住想問(wèn)，這是真的有必要的嗎？那些密密麻麻的注釋小字，到底對(duì)我們的讀者有何吸引力。我的確看了不少書(shū)，如果要列出來(lái)的話，也能開(kāi)一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的清單，但是其實(shí)要說(shuō)參考，百度百科和維基百科還有各種各樣的網(wǎng)站是我參考最多的東西，但是我仍然覺(jué)得完全沒(méi)有必要列出來(lái)。舉世公認(rèn)的科普經(jīng)典圖書(shū)比爾·布萊森【美】著《萬(wàn)物簡(jiǎn)史》，我在它的結(jié)尾就沒(méi)有找到長(zhǎng)長(zhǎng)的參考書(shū)目清單，這加強(qiáng)了我不列那玩意兒的信念。不列參考書(shū)目我覺(jué)得還可以向廣大讀者表明我是一個(gè)不懂學(xué)術(shù)的普通人，對(duì)我來(lái)講，了解科學(xué)知識(shí)就跟看美劇、打游戲、健身娛樂(lè)一樣沒(méi)有什么本質(zhì)區(qū)別，它們都是生活的一部分，都是能給人帶來(lái)享受的活動(dòng)。    一個(gè)業(yè)余的、不懂學(xué)術(shù)的、大學(xué)專業(yè)是文科的人能不能寫(xiě)一點(diǎn)像科普一樣的書(shū)呢？是不是只有真正的科學(xué)家或者至少是科班出身的正統(tǒng)科普作家才能寫(xiě)科普書(shū)呢？我想顯然是未必的，在我看過(guò)的所有這類書(shū)籍中，恰恰是兩個(gè)“外行人”寫(xiě)的書(shū)最好看，一個(gè)就是前面說(shuō)的寫(xiě)((萬(wàn)物簡(jiǎn)史》的比爾·布萊森，還有一個(gè)就是中國(guó)人曹天元。我想，恰恰因?yàn)樗麄兪峭庑腥?，所以他們更能知道普通人能看懂什么，看不懂什么，什么樣的術(shù)語(yǔ)是恰當(dāng)?shù)?，什么樣的術(shù)語(yǔ)是過(guò)于專業(yè)的。    比爾·布萊森在《萬(wàn)物簡(jiǎn)史》的引言中給我們講了一個(gè)他小時(shí)候的故事，說(shuō)學(xué)校發(fā)下來(lái)一本地理教科書(shū)，他一下子就被一張精美的地球剖面圖吸引住了，回到家里迫不及待地讀了起來(lái)，可是卻發(fā)現(xiàn)，這本書(shū)一點(diǎn)都不激動(dòng)人心，它沒(méi)有回答任何正常人腦子都會(huì)冒出來(lái)的問(wèn)題：我們的行星中央怎么會(huì)冒出一個(gè)太陽(yáng)？怎么知道溫度的？為啥我們的地面不被烤熱？為啥中間不融化？要是地心都燒空了，會(huì)不會(huì)在地面形成一個(gè)大坑，我們都掉進(jìn)去呢？等等。可是作者對(duì)這些有趣的問(wèn)題卻只字不提，永遠(yuǎn)在那里翻來(lái)覆去地說(shuō)背斜啊、向斜啊，地軸偏差啊，作者似乎是有意要把一切都弄得深不可測(cè)，并且，這似乎是所有教科書(shū)作者的一個(gè)普遍陰謀：確保他們寫(xiě)的決不能去接近那些稍有意思的東西，起碼要回避那些明顯有意思的東西。    這個(gè)故事很容易引起我們的共鳴，想想我們從小到大看過(guò)的那些教科書(shū)和指定的課外讀物吧，出現(xiàn)最多的就是我們最討厭的數(shù)學(xué)公式和推導(dǎo)(好在我們今天全都忘掉了，一個(gè)公式也沒(méi)留在腦子里)，還有每本書(shū)后面都會(huì)附帶大量的習(xí)題，這是一場(chǎng)對(duì)我們好奇心的謀殺。但是那些真正有意思的問(wèn)題，那些始終在我們腦子中縈繞的樸素疑問(wèn)，似乎那些書(shū)從來(lái)不愿意回答，似乎一回答那些問(wèn)題就丟掉了作者的榮耀。我們其實(shí)可以改變這些。    我寫(xiě)書(shū)的動(dòng)機(jī)很單純，就是想讓更多的人能了解一些科學(xué)知識(shí)，因此，我跟出版社約定，這本書(shū)我不取一分錢版稅，所有我該得的版稅全部由出版社代為用作宣傳推廣費(fèi)用，我非常樂(lè)意為所有的讀者免費(fèi)打工42天。    我這一輩子最大的愿望之一是，在我老得快要死掉的時(shí)候，收到幾張全世界知名的科學(xué)家的信或者卡片或者電子郵件什么的任何東西，上面說(shuō)：年輕的時(shí)候曾經(jīng)看過(guò)您寫(xiě)的一本好像是科普類的書(shū)，雖然名字和內(nèi)容現(xiàn)在都已經(jīng)想不起來(lái)了，但是我記得我當(dāng)年看完以后就毅然決定投身物理學(xué)，以至于有今天的一點(diǎn)點(diǎn)小成就，非常感謝您，祝您老一路走好。    如果真有這樣的一天到來(lái)，我想我會(huì)帶著非常愉快的心情上路，這遠(yuǎn)比能睡進(jìn)豪華骨灰盒，住進(jìn)豪華墓地來(lái)得重要得多。    完。    汪潔    2011年7月9日星期六

編輯推薦

《時(shí)間的形狀:相對(duì)論史話》：探究人類最終極的生存難題，妙解現(xiàn)代物理學(xué)最偉大的基礎(chǔ)理論！神秘宇宙，是上帝的精密設(shè)計(jì)，還是隨意撥弄？永恒流淌的時(shí)間，是真的摸不著看不見(jiàn)，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(shí)空？任意到達(dá)未來(lái)回到過(guò)去？一本人人都能讀懂的相對(duì)論，用最輕松幽默的語(yǔ)言講解深?yuàn)W的科學(xué)道理！這不僅僅是一本書(shū)，更是一個(gè)嶄新的宇宙觀！自小到大，你可能一直會(huì)有這樣的疑問(wèn)：光到底是什么東西？在任何參考系里，真空中的光速是恒定的嗎？我們能像星際迷航一樣穿梭在銀河系嗎？這個(gè)世界的物質(zhì)到底是由什么構(gòu)成的？時(shí)間會(huì)停止嗎？時(shí)間停止了宇宙還存在嗎？讀過(guò)《時(shí)間的形狀:相對(duì)論史話》，你將找到所有答案。這個(gè)宇宙有著太多的不可思議：一對(duì)雙胞胎，一個(gè)坐上亞光速飛船去太空旅行，一個(gè)留在地球上。等他們?cè)僖?jiàn)面時(shí)，誰(shuí)會(huì)變得更年輕?(雙生子佯謬)輛亞光速飛車在北極冰面飛馳，前方冰面出現(xiàn)一條裂縫，裂縫正好與車身同寬，如果加速向前沖刺，是會(huì)順利越過(guò)，還是墜入縫中?(長(zhǎng)棍佯謬)艘潛水艇在大西洋中游弋，一個(gè)不明物體擊中潛水艇，撞壞了深度控制箱，潛水艇迅速下沉。此時(shí)，如果加快前進(jìn)速度，是會(huì)讓潛水艇順利上浮還是下沉得更快?(潛水艇佯謬)跟隨作者，走進(jìn)相對(duì)論的世界，經(jīng)歷一場(chǎng)科學(xué)的狂風(fēng)驟雨，顛覆你原有的時(shí)空觀!

圖書(shū)封面

圖書(shū)標(biāo)簽Tags

無(wú)

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    時(shí)間的形狀 PDF格式下載

---