愛因斯坦的宇宙：想跟光賽跑、從椅子摔落……世紀天纔這樣想齣相對論及量子力學 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

☆☆☆☆☆

圖書標籤:

• 愛因斯坦
• 相對論
• 量子力學
• 物理學
• 科學普及
• 天纔
• 宇宙
• 科學史
• 傳記
• 科普讀物

　　當代大師加來道雄迴溯物理學黃金年代，
　　細數愛因斯坦的研究、奇聞軼事和二十一世紀影響力

　　假使迴到過去，來到愛因斯坦提齣狹義相對論之前，我們會很驚訝地發現，當時人們認為物理學走到瞭盡頭，無需再投入研究。豈知委身於專利局的小職員愛因斯坦，對牛頓的力學定律和馬剋士威的電磁理論兩相矛盾的狀況産生興趣，遂提齣統閤物理和數學的理論，就此開啓光速、量子論與相對論的新時代！

　　在《愛因斯坦的宇宙》這本書中，物理學傢加來道雄以簡單扼要又不失趣味的方式，描繪愛因斯坦一生事蹟、物理學界之爭和曆史局勢的交互影響。愛因斯坦的存在惹得納粹不快、他所到之處民眾熱烈崇拜卻無從理解其學說、他拋齣的問題引發學界跟進研究和爭論，開啓一個又一個的未知領域，進而啓發後世無數諾貝爾科學傢研究重力波、黑洞、凝聚態、場論、弦論等新物理學門。

　　身為超弦論奠基者，加來道雄坦承他的成就受到愛因斯坦影響甚深。他認為世人誤解愛因斯坦的靈感來源，他從物理學者的角度，指齣相對論起源於兩幅非常簡單的畫麵：與光綫賽跑、想像自己從椅子上摔倒，這些圖像中的物理現象最後發展成為相對論，以及著名的E= mc2（2要平方）方程式，解開瞭宇宙運行的祕密，更一舉改變過去對時空和重力的理解。

名人推薦

　　江瑛貴／清華大學天文研究所教授‧李景輝／中央研究院天文暨天文物理研究所副所長‧黃崇源／國立中央大學天文研究所所長‧陳文屏／中央大學天文研究所講座教授‧溫文鈺／中原大學物理係暨研究所教授‧廖文德／中央大學物理學係助理教授____________________聯閤推薦

　　本書生動地描述愛因斯坦如何將腦中簡單的圖象，轉化成物理觀念，進而發展齣重要的物理定律。也讓我們體認到，每個人若能堅持自我，不斷努力，都有機會將自己的想法，付諸行動，完成夢想！──江瑛貴／清華大學天文研究所教授

　　在作著筆下跟著科學巨人的簡單圖象追尋宇宙真理，有一種豁然開朗的興奮。──李景輝／中央研究院天文暨天文物理研究所副所長

　　一位說故事的高手，娓娓道齣活綳學者心中的物理世界，加上本身是專傢的譯者，這本書注定精彩，我看瞭幾頁就被深深吸引！──陳文屏／中央大學天文研究所講座教授

　　愛因斯坦的圖像思考是如何衝擊我們對宇宙的理解？作者專業又生動的剖析，兆林兄流暢的譯筆，這本書絕對精采。──溫文鈺／中原大學物理係暨研究所教授

　　這本小書在幾場令人昏昏欲睡的演講中解救瞭我。看雄纔大略的愛因斯坦如何跟把妹功力一流的薛丁格哥倆好，數度為瞭量子力學跟辯論高手波耳過招。看愛因斯坦的物理思想如何深謀遠慮地超越時代，讓今日許多一流物理學傢因為證實瞭愛因斯坦的理論而獲諾貝爾奬。這本小書不隻揭露愛因斯坦絕倫的思路更讓我們看看他充滿人味的小日子。這些事不能隻有物理學傢知道！──廖文德／中央大學物理學係助理教授
 

《星辰的低語：探索宇宙深處的秘密》 浩瀚無垠的宇宙，自古以來便以其無盡的奧秘和壯麗的景象吸引著人類的目光。從仰望夜空的那一刻起，我們就從未停止過對“我們從何而來，將往何處去”的追問。本書旨在帶領讀者進行一場穿越時空、深入物質最本源的探索之旅，揭示那些隱藏在星係、黑洞、暗物質和宇宙起源背後的深刻物理學原理和哲學思考。 本書將從現代天文學的宏大視角齣發，首先描繪我們所處的宇宙圖景：從最近的行星鄰居，到遙遠的星係團，再到宇宙網的宏偉結構。我們將深入解析那些塑造瞭我們所見一切的物理法則。 第一部分：時空的織錦與引力的謎團 我們將重訪宇宙結構形成的關鍵階段。從大爆炸的餘暉——宇宙微波背景輻射（CMB）的細微波動中，我們如何解讀宇宙的“嬰兒照片”，推斷齣其年齡、麯率和物質-能量密度？我們會詳細探討標準宇宙學模型（Lambda-CDM模型）的基石，並分析模型麵對的挑戰，例如哈勃常數的張力問題。 隨後，我們將進入引力作用的極端領域。黑洞，這些時空中的“無底洞”，是廣義相對論的終極預言。我們將探究事件視界、奇點內部的物理狀態，以及近年來引力波天文學的突破如何為我們提供瞭探測這些宇宙巨獸碰撞的全新窗口。引力波的信號如何編碼瞭中子星閤並、黑洞並閤的動態過程？我們如何利用這些“時空漣漪”來檢驗愛因斯坦理論在強引力場下的有效性？ 第二部分：看不見的骨架——暗物質與暗能量 現代天文學最大的睏境在於，我們所能觀測到的普通物質（恒星、氣體、塵埃）僅占宇宙總質能的不到5%。占據約27%的暗物質和約68%的暗能量，如同宇宙的隱形骨架和加速器，主導著宇宙的演化。 本書將詳細梳理尋找暗物質的努力。從早期的鏇轉麯綫觀測，到目前正在進行的直接探測實驗（如深地實驗室中對弱相互作用重粒子WIMPs的捕捉），以及間接探測和對新粒子（如軸子）的搜尋。我們不僅討論候選粒子，更會審視替代引力的理論，例如修正牛頓動力學（MOND），它們試圖在不引入新物質的情況下解釋星係尺度的異常引力效應。 同時，暗能量——那個賦予宇宙加速膨脹的神秘斥力——將是重頭戲。我們將剖析超新星觀測如何揭示瞭加速膨脹的真相，並深入探討“宇宙學常數”的本質。這引齣瞭物理學中最令人睏惑的問題之一：真空能的理論值與觀測值之間巨大的差異，這不僅是物理學上的難題，更是深刻的哲學難題。 第三部分：微觀世界的量子革命與信息悖論 視角將從宏觀的星係轉嚮微觀的粒子層麵。量子力學，這個描述原子和亞原子粒子行為的理論，其奇異性遠超日常直覺。我們將清晰闡述量子疊加態、不確定性原理和波函數坍縮的物理含義。 更進一步，我們將探討量子場論（QFT）的框架，這是將狹義相對論與量子力學相結閤的嘗試。粒子物理學的標準模型——描述瞭基本粒子及其相互作用的框架——將被詳盡介紹。誇剋、輕子、規範玻色子（如光子、W和Z玻色子）如何構成我們世界的基本積木？ 在粒子物理學的邊緣，本書將聚焦於那些挑戰我們理解極限的前沿課題。量子引力——將廣義相對論與量子力學統一的理論——的探索將是核心。弦理論、圈量子引力等主流嘗試，它們試圖解決奇點問題並描述普朗剋尺度下的時空結構，將被客觀地呈現。 此外，我們還將深入探討黑洞信息悖論。當物質落入黑洞後，其攜帶的量子信息是否真的永遠丟失瞭？霍金輻射的發現如何引入瞭熱力學與量子力學的衝突？對該悖論的各種現代解決方案，如火牆（Firewall）假說、互補原理等，將提供一個關於信息、時空與引力相互作用的深度思考。 第四部分：宇宙的未來與人類的定位 在對宇宙曆史和基本規律進行梳理後，本書將展望未來。宇宙的命運——是“大凍結”（Heat Death）、“大撕裂”（Big Rip），還是“大反彈”（Big Crunch）——完全取決於暗能量的性質。我們將分析當前觀測數據對這些未來情景的傾嚮性判斷。 最後，本書將迴歸到人類在宇宙中的位置。從係外行星的發現，到尋找地外生命的努力（SETI），我們將探討生命在宇宙中齣現的概率及其可能的形式。這不僅是天體生物學的課題，也是哲學上關於“我們是否孤獨”的永恒追問。 通過嚴謹的科學闡述和富有想象力的敘事，《星辰的低語》旨在揭示，物理學不僅僅是方程和實驗，它更是一部關於人類認知極限的史詩，一部關於我們如何試圖理解這個由引力、時空、粒子和光所編織的宏偉現實的史詩。它邀請每一位讀者，放下日常瑣事，再次以孩童般的好奇心，凝視那片深邃的星空，傾聽宇宙對我們的低語。

作者簡介

加來道雄Michio Kaku

　　日裔美籍科學傢，現為紐約市立大學理論物理學教授，也是國際公認的理論物理學權威。哈佛大學畢業，加州大學柏剋萊分校物理博士，是建立「超弦理論」的科學傢之一。他寫瞭幾本頗受歡迎的物理教科書，成為許多一流實驗室的指定讀物。過去十年來，他在紐約市電颱主持一個現場call in、全美播放，相當受聽眾歡迎的科普教育節目。

　　他從小喜歡閱讀科幻小說，由於當時小說充斥著交待不清的物理情節，促使他長大後立誌從事理論物理研究。著作包括《穿梭超時空》（商周）、《平行宇宙》（暖暖書屋），以及近年來的《2100科技大未來》、《2050科幻大成真》等，新書The Future of Humanity中文版將於2018年底問世。目前加來道雄和傢人定居紐約。

譯者簡介

郭兆林

　　颱灣大學物理係、物理研究所畢業，美國加州大學柏剋萊分校天文物理學博士，現任加州理工學院物理係暨噴射推進實驗室博士後研究員。最新譯作包括《相對論的意義》、《比光速還快》、《如何建造時光機：一場科學傢共事的愛與憎，一個漸成氣候的瘋狂點子》等。
 

序
緻謝

第一篇 第一張圖象：與光束賽跑
第一章 愛因斯坦之前的物理學
第二章　年少時期
第三章　狹義相對論與「奇蹟之年」

第二篇　第二張圖象：彎麯的時空
第四章　廣義相對論與「我生命中最快樂的想法」
第五章　新哥白尼
第六章　大霹靂與黑洞

第三篇　未完成之圖象：統一場論
第七章　統一與量子挑戰
第八章　戰爭、和平與E=mc2
第九章  愛因斯坦的預言遺産
 

天纔。脫綫教授。相對論之父。亂發飛天、不穿襪子、衣著鬆垮、愛叼煙鬥、對周遭世界渾然不覺……，艾伯特‧愛因斯坦神話般的形象深植人心。傳記作傢布萊恩（Denis Brian）寫道：「這位天王偶像的名氣和貓王及瑪麗蓮夢露一樣響亮，不論是在明信片、雜誌封麵、T恤及大型海報上，處處可見他凝思注視。比佛利山還有經紀人專門兜售其肖象拍攝電視廣告，他肯定會恨這類事情的。」

愛因斯坦是有史以來最偉大的科學傢之一，這位科學巨人的貢獻與牛頓並駕齊驅。《時代雜誌》推選他為「世紀人物」自是眾望所歸，許多曆史學傢更推崇他是韆年來最具影響力的一百位人物之一。

愛因斯坦享有崇高的曆史地位，如今更有幾點理由值得重新評價他一生的貢獻。首先，愛因斯坦的理論深遠奧妙，多年前的預測至今仍常成為鬥大的新聞標題，因此對這些理論探本溯源相當重要。如今最新一代的儀器（衛星、雷射、超級電腦、奈米科技、重力波探測器等）可以探索宇宙更深處以及原子更底層，這些儀器在一九二○年代完全無從想像。愛因斯坦當年的預測，如今接連幫助科學傢抱迴諾貝爾奬；即使是愛因斯坦漫不經心之作，也經常為科學界開拓新視野。例如，一九九三年諾貝爾奬便歸於兩位分析雙中子星運動、間接證實重力波存在的物理學傢，而愛因斯坦早在一九一六年便預測瞭重力波的存在。另外，二○○一年的諾貝爾奬由三名物理學傢共享榮耀，他們證實「玻色-愛因斯坦凝聚效應」（Bose-Einstein condensates），愛因斯坦在一九二四年即預測，某些物質接近絕對零度時會到達這種新狀態。

還有一些預測如今也獲得驗證。像黑洞原本被視為愛因斯坦理論的怪預測，現在哈伯太空望遠鏡及非常大陣列電波望遠鏡已經指認齣黑洞瞭。至於愛因斯坦環與愛因斯坦鏡不僅已獲得證實，同時也是天文學傢用來測量外太空不可見物體的關鍵工具。

縱使是愛因斯坦的「錯誤」，也被認為對於人類的宇宙知識具有深遠貢獻。二○○一年科學傢發現有力的證據指齣，曾經被視為是愛因斯坦最大錯誤的「宇宙學常數」，其實占瞭宇宙總能量的最大比例，並且將決定宇宙的最終命運。隨著越來越多證據證實其預測，實驗界確實有股「復興」愛因斯坦遺産的味道。

评分☆☆☆☆☆

《愛因斯坦的宇宙》這本書，著實讓我領略到瞭“大智慧”的另一番模樣。我一直以為，像愛因斯坦這樣的偉大科學傢，他們的思維方式應該是那種嚴謹、一絲不苟，甚至有些刻闆的。然而，這本書卻將他描繪成一個充滿童真、熱愛幻想，甚至有些“不羈”的形象。他會幻想自己跟著光一起賽跑，這種看似孩子氣的想法，竟然是他突破性思維的起點，這一點真的太令人著迷瞭。我之前對相對論和量子力學的印象，就是那些晦澀難懂的公式和概念，常常讓我望而卻步。但是，這本書用非常生動、形象的比喻，將這些抽象的理論，轉化成瞭我能夠理解的故事。比如，作者會從愛因斯坦的個人經曆入手，比如他童年時期的好奇心，他在學術上的“叛逆”，甚至是他在生活中的一些小癖好，都巧妙地串聯起瞭他科學思想的形成過程。我仿佛看到，一個年輕的愛因斯坦，是如何在一個不被理解的環境中，堅持自己的想法，又是如何在一次次的思考和嘗試中，最終構建齣影響世界的理論體係。這本書的獨特之處在於，它沒有將愛因斯坦塑造成一個高高在上的偶像，而是讓我看到瞭他作為一個凡人，是如何通過非凡的想象力和不懈的探索，最終改變瞭我們對宇宙的認知。它讓我意識到，科學的進步，並非總是循規蹈矩，有時恰恰需要打破常規，敢於質疑。

评分☆☆☆☆☆

讀完《愛因斯坦的宇宙》，我最深的感受是，這本書徹底打破瞭我對科學史人物的刻闆印象。我之前讀過一些關於愛因斯坦的書，但總覺得那些文字像是隔瞭一層紗，無法真正觸碰到他的內心世界。而這本《愛因斯坦的宇宙》就像一把鑰匙，輕輕一撥，就打開瞭我通往他思想深處的大門。作者的敘述方式非常獨特，他沒有直接羅列愛因斯坦的成就，而是將他的生活細節，那些看似微不足道的片段，巧妙地編織進對科學理論的解讀中。比如，他如何從日常生活中觀察到的現象，比如火車上的乘客和月颱上的觀察者之間的相對運動，甚至是某些生活中的小插麯，都能激發他關於時間和空間的深刻思考。書中關於他“從椅子上摔落”的描寫，更是讓我驚嘆不已。我一直以為物理學理論都是在實驗室裏，用復雜的儀器精密測量的結果，但愛因斯坦的很多想法，竟然源自於他身體的直接感受，這種“身臨其境”的思考方式，讓我覺得非常接地氣，也更能引起共鳴。我開始理解，科學並非總是發生在象牙塔裏，它根植於我們對世界的日常觀察和體驗，而愛因斯坦正是將這份觀察和體驗，提升到瞭一個全新的哲學和數學層麵。這本書讓我對“思考”本身有瞭更深的敬畏，原來那些看似漫不經心的“想入非非”，纔是真正推動人類認知邊界的關鍵。

评分☆☆☆☆☆

《愛因斯坦的宇宙》這本書，讓我對“思想的火花”有瞭全新的認識。我一直認為，像愛因斯坦這樣的物理學大師，他們的思維應該是那種一步步嚴謹推導、邏輯縝密的過程。然而，這本書卻展現瞭愛因斯坦思維的另一麵——那些充滿想象力、甚至帶點“任性”的奇思妙想。他“想跟光賽跑”的童年幻想，以及“從椅子上摔落”的瞬間頓悟，這些看似與科學無關的場景，竟然是他構建齣相對論和量子力學的重要驅動力。這讓我感到非常驚喜，原來偉大的科學理論，也可能源自於如此“不著邊際”的想象。作者的敘述方式非常引人入勝，他並沒有直接灌輸晦澀的科學概念，而是通過愛因斯坦的個人經曆、生活趣事，以及他對世界的好奇心，將復雜的理論變得生動有趣。我仿佛看到，一個年輕的愛因斯坦，是如何在一個充滿質疑的環境中，堅持自己的思考，又是如何在一次次的“白日夢”和“靈光一閃”中，逐漸走嚮科學的巔峰。這本書的魅力在於，它讓我們看到瞭科學探索的另一條路徑：那就是不受束縛的想象力，以及敢於質疑和挑戰傳統的力量。它讓我明白，天纔並非遙不可及，他們也擁有和我們一樣的童真和好奇，隻是他們更懂得如何將這份寶貴的天賦，轉化為改變世界的洞見。

评分☆☆☆☆☆

看完《愛因斯坦的宇宙》，我感覺自己仿佛經曆瞭一場奇妙的思想旅行。我一直對科學巨匠的內心世界充滿好奇，但很多時候，關於他們的傳記都傾嚮於學術成就的羅列，而忽略瞭他們思想的萌芽和演變過程。這本書卻給瞭我一個全新的視角。作者以一種極其細膩和富有感染力的方式，描繪瞭愛因斯坦如何從一個充滿好奇心的孩子，一步步成長為一位改變世界的物理學傢。書中那些關於他“想跟光賽跑”的奇思妙想，以及“從椅子上摔落”所獲得的靈感，讓我覺得科學的誕生，原來是如此充滿趣味性和偶然性。我不再覺得理論是憑空而來的，而是深深植根於他對世界的觀察和對未知的探索。作者的敘述非常流暢，他將愛因斯坦的生活點滴與復雜的科學理論巧妙地融閤在一起，讓我能夠輕鬆地跟隨愛因斯坦的思維軌跡，去理解相對論和量子力學是如何一步步形成的。我甚至能夠感受到，愛因斯坦在思考過程中的那種興奮、掙紮和最終的頓悟。這本書讓我深刻體會到，偉大的科學成就，並非隻來自於冰冷的邏輯推演，更離不開豐富的想象力、不懈的追問精神，以及對世界的好奇心。它讓我重新審視瞭“天纔”的定義，原來他們也是有血有肉、充滿普通人情感和思維的個體，隻是他們更敢於將想象力付諸實踐。

评分☆☆☆☆☆

這本書的名字雖然叫《愛因斯坦的宇宙》，但讀完之後，我纔發現它遠不止於此。它像一個引人入勝的故事，將一個我們耳熟能詳的科學巨匠，從一個遙不可及的符號，還原成瞭一個有血有肉、充滿好奇心和奇思妙想的“普通人”。我一直以為愛因斯坦是那種隻存在於教科書裏的、自帶光環的聖人，但這本書讓我看到瞭他那些充滿童趣的“白日夢”——那些關於跟著光賽跑的幻想，以及從椅子上摔下來的靈光乍現。這些看似“不著邊際”的想象，竟然是他構建齣影響深遠的相對論和量子力學的基石，這實在太顛覆我的認知瞭！我常常覺得科學是一門枯燥且高深的學科，需要極高的智商和專業知識纔能理解。然而，作者用一種非常平易近人的方式，將那些復雜的理論概念，通過愛因斯坦的生活經曆、個人趣事，甚至是他的各種“不正常”思維方式，一點點剝繭抽絲地呈現在我麵前。我不再是被動地接受知識，而是仿佛跟著愛因斯坦一起，在想象的世界裏遨遊，感受他思維的火花是如何碰撞，最終照亮整個科學史的。這本書的魅力在於，它讓我們看到瞭科學的誕生過程，並非冰冷的研究數據和公式，而是充滿著人類最本真的好奇、對未知的探索欲望，以及突破常規的勇氣。它讓我對“天纔”有瞭全新的理解，原來他們也不是憑空而來的神明，而是我們一樣，隻是更勇敢地去追逐那些“奇思妙想”。