　　而LIGO的创立人之一就是《星际穿越》的作者基普?索恩。他是当今引力物理与相对论天体物理学领域的集大成者，在黑洞、虫洞、引力波等广义相对论主题的研究上作出了极大的贡献。尤其是在引力波方面，他无疑是世界泰斗之一。不妨听听索恩解读LIGO项目的建立，探索引力波背后的科学原理，以及他乐享宇宙弯曲一面的梦想。
　　基普·索恩写给所有人的天文学通识读本，揭示《星际穿越》电影幕后的科学事实、有根据的推测和猜想，解开黑洞、虫洞、星际旅行等一切奇景的奥妙。
　　一部媲美《时间简史》的巨著，同名电影幕后科学顾问、天体物理学巨擎基普·索恩巨献，《火星救援》科普版。
　　国家天文台8位天体物理学科学家领衔翻译。国家天文台苟利军、王岚、李然、尔欣中、王乔、李楠、王杰、谢利智8位博士重磅担纲翻译，文字优美，将这本极富科学内涵的图书演绎得极为通俗易懂和精彩。
　　史上豪华推荐人阵容，好莱坞导演克里斯托弗·诺兰、北京天文馆馆长朱进专文作序，欧阳自远等3大院士、李淼、魏坤琳等5大科学家、《三体》作者刘慈欣联袂推荐：中国月球探测工程首席科学家、中国科学院院士欧阳自远，高能天体物理学家、中国科学院院士李惕碚，知名天体物理学家、中国科学院院士武向平，中国科学院高能物理研究所和国家天文台双聘研究员、中国科学院粒子天体物理重点实验室主任张双南，知名物理学家、中山大学教授李淼，国家杰出青年科学基金获得者，国家天文台研究员及宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家陈学雷，加州理工学院物理学教授陈雁北，北京大学心理学系副教授、博士生导师魏坤琳（Dr。魏），中国当代知名的科幻作家、热销书《三体》作家刘慈欣鼎力推荐，带你探索宇宙奥秘。
　　14大视频随书讲解，打造科普阅读新体验！苟利军、王乔和王岚三位专家对于书中的黑洞、虫洞、高维空间和时间旅行等主题特别录制了讲解视频，随书同读，穿越无限。
　　四色精美印刷，炫酷视效，带你穿越时空、遨游宇宙！史上惊艳、走心的科普巨制！
　　湛庐文化出品。
　　
　　

内容简介

　　在《星际穿越》之后，这一系列问题全世界都在问！本书将会告诉你答案！
　　为什么黑洞会吞噬一切，甚至连光都不能幸免？
　　为什么虫洞不是一个洞，而是一个球？
　　又是什么神奇的力量，让米勒星球上的一小时等于地上七年？
　　一本简明清晰的时间与空间理论入门读本。基普·索恩教授，电影《星际穿越》的科学顾问，以浅显易懂的语言一一破解了宇宙中让人瞠目结舌的奇景——大爆炸、黑洞、时空弯曲、潮汐力、虫洞、引力弹弓、星际旅行等，解释了所有推动剧情的天体物理学理论，还就内容的真实性将书中的科学知识分为三种：科学事实、有根据的推测和猜想，并做了明确的标注，以帮助我们解开所有剧情设计与时空旅行之谜！
　　《星际穿越》是继霍金的《时间简史》之后天体物理学领域的又一里程碑式著作。
　　获得雨果奖《三体》一书作者刘慈欣称基普.索恩教授不仅是天体物理学领域的巨匠，更是位艺术大师！在他逻辑严密的计算和对模拟效果的孜孜追求下，就连掷地有声的硬科学也变得如此柔情，如此绚丽，让人着迷。
　　当科学的严谨遇上真性情，令人惊叹的化学反应自然会生生不息。
　　

作者简介

　　基普.索恩（Kip Thorne）,全球理论物理学家，当今世界研究广义相对论下天体物理学领域的领导者之一。

　　LIGO创立人，引力波领域大师；
　　致力于宇宙时空弯曲的研究，创建了全球知名的LIGO项目。
　　毕业于加州理工学院，在普林斯顿大学攻读博士期间师从于全球物理学家约翰.惠勒。毕业后回到加州理工学院任教，30岁时便成为该校历史上年轻的教授之一。
　　好莱坞烧脑巨制《星际穿越》科学顾问，电影科学性的很强保证。

精彩书评

　　★黑洞、虫洞、弯曲、五维、时间旅行……这是一场科学的飨宴，更是一场关于人类命运的探寻。在基普·索恩搭建的这个物理世界中，人类虽渺小、无奈，但却不忘初心，执着追梦。最终，超体生物解救了库珀，皆大欢喜。科学的美丽与迷人就在于此，它不仅让我们洞悉宇宙的奇妙，而且还进一步拓宽了我们的思维，点燃好奇的火花，让思想“穿越”起来，并传递给下一代人。不过在现实中，人类的命运自然掌握在自己的手中，而那密码，恰在宇宙深处。
　　——欧阳自远知名天体化学与地球化学家，中国月球探测工程首任首席科学家，中国科学院院士，发展中国家科学院院士，国际宇航科学院院士
　　
　　★黑洞奇点、虫洞、时间穿越、高维空间等广义相对论理论直接或间接的产物，既给人以无穷的想象空间，又可能是建立新物理的出发点。《星际穿越》一书的作者系广义相对论的知名资深学者，又是电影《星际穿越》的一位编剧和科学顾问；中文版翻译团组由活跃在天文、引力物理和宇宙学前沿的青年学者组成，译文流畅准确，编排印制考究。这是在爱因斯坦建立广义相对论一百周年之际献给科学爱好者和专业工作者的一份难得的礼物。
　　——李惕碚高能天体物理学家，中国科学院院士，清华大学物理系教授，中国科学院高能物理研究所研究员
　　
　　★人类一直对星空充满着幻想，而《星际穿越》给幻想插上了可以飞行的翅膀，让我们穿过神秘莫测的时空隧道，飞向另一个绚丽多姿的世界。黑洞之奇妙，虫洞之玄机，宇宙之浩瀚，尽显“星际穿越”。通俗的语言，精美的图画，严密的逻辑，引导我们一起“星际穿越”，遨游超级震撼的引力王国。
　　——武向平知名天体物理学家，国家天文台研究员，中国科学院院士
　　
　　★中国人都喜欢揭老底。硬科幻电影《星际穿越》放映之后，更是掀起了全民揭电影“科学老底”的运动。为了满足公众的好奇心，同时也说明这部电影的科学可信，这部电影的科学顾问、国际黑洞研究专家索恩亲自写了这本书自揭老底。译者也是活跃在黑洞研究领域的杰出学者，比如苟利军在测量黑洞自转方面的成就便是国际领先的。无论是对从事天体物理研究的专业学者、天文爱好者，还是科幻电影的发烧友，阅读本书都会获益匪浅。
　　——张双南中国科学院高能物理研究所和国家天文台双聘研究员，中国科学院粒子天体物理重点实验室主任
　　
　　★我很荣幸在观赏电影《星际穿越》之后很快能读到英文原版的关于《星际穿越》中科学原理的书，作者是这部电影的剧作者之一以及科学顾问，这就很快解开了我的一些疑惑。现在，这本书的中译本摆在大家面前，非常值得希望了解现代物理学特别是时空科学的人一读。它比《时间简史》通俗，并且，它的作者在多次打赌中赢了霍金。
　　——李淼知名物理学家，中山大学教授
　　
　　★基普.索恩教授不仅是广义相对论和黑洞物理领域的世界专业，而且也正是由于他的努力，才使大众首次在电影《星际穿越》中欣赏到了黑洞、虫洞、高维空间等现代物理学中奇妙概念的逼真展现。可以说，就算是专业研究者，若不读此书，也无法理解电影中为了真实展现这些奇妙概念所做的种种细致考虑。本书译者苟利军研究员等人是我的同事，都是非常活跃的天文学研究者，他们在百忙之中，抽出时间以很快速度将此书译为中文，分享给所有希望理解这个奇妙宇宙的读者们，实为功德无量。如果想知道科学为什么好玩，来读此书吧！
　　——陈学雷国家杰出青年科学基金获得者，国家天文台研究员及宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家
　　
　　★飞离地球、穿越虫洞、探索黑洞的奥秘、越过时空的限制、寻找人类新的家园——电影《星际穿越》描绘了一个缤纷、神奇的幻想世界。本书记述了理论物理大师索恩教授从最初提出电影的想法到后来密切参与电影改编和制作的整个过程，再现了索恩教授对电影中科学问题所做的周密思考。在教学和科研中，索恩教授总是能从独特的视点出发，把复杂的物理问题用简单的语言解释给学生和同事——让大家觉得仿佛宇宙中的一切谜团都终究可以解开。作为科普工作者，他在本书中用精彩的图片和通俗的文字，把当代物理学中前沿的问题和大胆的猜想展现在读者面前。科学幻想激励我们更努力地钻研、更勇敢地探索：也许有一天，地球上的我们会超脱黑洞的潮汐，自由穿越于星际，打开新家门的日子也许并不是遥远的未来。
　　——陈雁北加州理工学院物理学教授
　　
　　★基普.索恩教授不仅是天体物理学领域的巨匠，更是位艺术大师。在他逻辑严密的计算和对模拟效果的孜孜追求下，就连掷地有声的硬科学也变得如此柔情，如此绚丽，让人着迷。当科学的严谨遇上真性情，令人惊叹的化学反应自然会生生不息。
　　——刘慈欣中国当代知名的科幻作家，热销书《三体》作者

推荐序1 请温柔地走进科学的良夜
推荐序2 星际穿越，不确定性的美妙
中文版序科学的力量
译者序探秘人类知识的未知疆域
前言科学，美丽而迷人
引言一场华梦，九年曲折：电影《星际穿越》的创生
【琳达.奥布斯特】最杰出的好莱坞搭档
【史蒂文.斯皮尔伯格】谁是最初的导演？
【乔纳森.诺兰】一波三折的编剧遴选
【克里斯托弗.诺兰】意外接棒的好莱坞顶尖导演
【保罗.富兰克林、奥利弗.詹姆斯、尤金妮娅.冯.腾泽尔曼】视觉特效的缔造者们
【马修.麦康纳、安妮.海瑟薇、迈克尔.凯恩、杰茜卡.查斯坦】精彩“穿越”背后的好莱坞巨星们
第一部分宇宙奥秘，穿越之钥
01 宇宙的终极真相
大爆炸，宇宙诞生
万亿星系与黑洞
太阳系
恒星的死亡：白矮星、中子星和黑洞
宇宙中的电场、磁场与引力场
02 主宰宇宙宿命的法则
揭秘物理世界的四大定律
科学事实、有根据的推测和猜想
03 弯曲时空和潮汐力
爱因斯坦的时间弯曲理论
弯曲的空间：超体和我们的宇宙膜
潮汐力，米勒星球巨浪的来源
04 黑洞，光都无法逃逸的牢笼
蹦床上的蚂蚁，黑洞弯曲的空间
视界困住的信号，黑洞弯曲的时间
无可抵抗的空间“漩涡”
精确刻画黑洞附近的弯曲时空
从宇宙中观测到的黑洞外貌
“踩着彼此的肩膀”的黑洞发现史
第二部分卡冈都亚，黑洞中的巨人
05 黑洞卡冈都亚的构造
1亿倍太阳质量，米勒星球被撕碎的临界点
“天上一时，地上七年”，自旋速率大揭秘
卡冈都亚的结构奥妙
火壳，被禁锢的光线
06 引力弹弓
21世纪科技都无法解决的加速困境
驶往米勒星球的弹弓之旅
星系中心的中等质量黑洞，最佳弹射弹弓
超级文明的航行轨迹
“卡西尼”号，现实中的“巡逻者”号
07 打造黑洞卡冈都亚
黑洞阴影及其火环
无自旋黑洞的引力透镜效应
快速自旋黑洞的引力透镜效应
制造《星际穿越》中黑洞和虫洞的视觉特效
引力弹弓旅程中的景象
08瑰丽奇美的吸积盘与喷流
类星体，小天体里的大能量
能量发动机——黑洞与吸积盘
喷流：从回旋空间中提取能量
吸积盘从何处来？潮汐力撕裂恒星
卡冈都亚的吸积盘与丢失的喷流
09 事故是进化途中的第一步
第三部分地球大灾难
10 毁灭人类文明的枯萎病
库珀的世界——只比活命好一点儿
何种灾变才是罪魁祸首
泛型枯萎病，所有生物的终极杀手
11 氧气危机
可呼吸氧气的生产与破坏
海洋翻动，所有人都将死于二氧化碳中毒
12 星际旅行, 寻求地外生命支持
最近恒星离我们有多远？
21世纪技术条件下的旅行时间
未来的技术
热核聚变推进系统的实现时间表——22世纪晚期？
激光束与光帆技术的实现时间表——22世纪？
双黑洞的引力弹弓
第四部分虫洞，超太空跳跃的桥梁
13 虫洞，危险与希望的并存体
苹果，虫洞之名的灵感源
福拉姆虫洞，最早的虫洞
虫洞的塌缩
《超时空接触》，一个可穿越虫洞的疯狂构想
可穿行虫洞应该是什么样子？
虫洞是否可以像天体一样在宇宙中自然存在？
超级发达文明，可穿行虫洞的唯一希望？
一个极度未知的领域
14《星际穿越》中虫洞的可视化
虫洞的引力和时间弯曲
3大“把手”，虫洞形态各异的根源
“把手”如何影响虫洞的外观？
虫洞长短，穿越景象各异的决定者
虫洞的透镜宽度，引力透镜效应大不同
《星际穿越》中动人心魄的虫洞
穿越虫洞之旅
15 引力波如何发现虫洞
LIGO发现引力波暴
当一颗中子星围绕黑洞公转时?
引力波源，虫洞的另一端
诺兰缘何弃用引力波？
引力波以及探测引力波的仪器?
“宇宙弯曲的一面”
原初引力波，宇宙诞生一瞥
第五部分探索黑洞卡冈都亚的周边
16 米勒星球，未被吞噬的幸存者
米勒星球的运行轨道?
时间变慢与潮汐力形变
空间回旋，米勒星球速度的制衡要素
米勒星球上的巨浪
米勒星球的“一生”
从米勒星球遥望卡冈都亚
17 黑洞卡冈都亚振动之谜
未被罗米利展示的重要数据
共振频率，驾驭引力异常的关键
18 第二选择，曼恩星球
曼恩星球，一个缺少太阳的世界
通向曼恩星球的旅程
冰云，到达曼恩星球
是谁打造了曼恩博士的地质数据
19 “永恒”号的夹缝求生
潮汐力与“永恒”号的设计
曼恩星球上方轨道处的真实爆炸
第六部分极端物理
20 第四维度和第五维度
作为第四维度的时间
超体：真实还是虚构？
第五维度
21 预示未来人类的超体生物
二维膜与三维超体的碰撞
当五维世界的超体生物穿过我们的三维膜时
超体生物的特征和他们的引力
《星际穿越》中的超体生物
22限制引力
五维空间的引力难题
膜外维度是卷曲的吗？
膜外维度：反德西塔（AdS）弯曲
AdS三明治：超体中的充足空间
危险：三明治是不稳定的
穿越AdS层
23 引力异常，墨菲口中的“幽灵”
火神星，水星轨道异常进动的幻象
“暗物质”，星系之间相互绕转轨道的异常
宇宙加速膨胀的异常
条形码式灰尘，《星际穿越》中的引力异常
24 布兰德教授的方程
墨菲和教授两人的笔记以及黑板
第五维度，引力异常的来源
超体场，引力强度的控制因素
虫洞必须连通！
保护我们的宇宙不被摧毁
教授方程的终极答案
25 奇点和量子引力
量子定律，一切宇宙问题的解
奇点：量子引力的领地
基普vs.霍金，裸奇点的赌局
黑洞内的BKL奇点
黑洞的下落奇点与外飞奇点
第七部分穿越之门已经开启
26 临界轨道，“火山口”的边缘
潮汐力，使“永恒”号挣脱曼恩星球
临界轨道和火山类比
火山的含义：引力能和圆周运动能
临界轨道：离心力和引力的平衡
边缘处的灾难：塔斯和库珀的弹出
驶向埃德蒙兹星球
27 进入黑洞卡冈都亚：落入视界的库珀与塔斯
为什么让库珀掉入黑洞？
穿过视界——永无对等的信号收发
下落起点VS外飞奇点，击中“巡逻者”号的最佳选择
库珀在卡冈都亚内部看到了什么？
被超立方体营救
28 超立方体
点－线－平面－立方体－超立方体
库珀被运送到超立方体中
停靠：墨菲卧室的景象
诺兰复杂化的超立方体
29 向过去传递信息
向电影《星际穿越》的观众传递规则
克里斯托弗·诺兰关于时间旅行的规则
传递信息给墨菲
没有超体的时间旅行
有超体存在的时间旅行
给墨菲传递信息——一个物理学家的解释
穿过第五维度接触布兰德
30 发射太空殖民飞船
科学的指引
在哪里可以获得更多信息？
技术札记
致谢

精彩书摘

　　一场华梦，九年曲折：电影《星际穿越》的创生
　　琳达.奥布斯特（LYNDA OBST）
　　在一次晚餐中，琳达跟我说了她的一个想法。她构思了一部科幻电影，想让我帮她付诸实践。这将是她二度涉足科幻电影：之前，她曾与卡尔·萨根合作拍摄电影《超时空接触》。
　　我最杰出的好莱坞搭档
　　一段失败的罗曼史最后发展成了开创性的友谊和合作关系，这段经历便是《星际穿越》这部电影的种子。
　　1980 年 9 月，我的朋友卡尔.萨根（CarlSagan）给我打了个电话。他知道我是一个单身父亲，独自抚养着十几岁的女儿，在南加州过着单身汉生活，并且在从事理论物理专业的工作。
　　卡尔打电话给我，建议我参加一次相亲——与琳达 .奥布斯特一起参加一场首映活动。那是为卡尔即将上映的一部系列剧《宇宙》举办的。
　　琳达是一位睿智漂亮的编辑，在《纽约时报杂志》（New York Times Magazine）工作，主要负责“反主流文化和自然科学”版块，当时刚刚搬到洛杉矶——她其实极不情愿到这儿来，但无奈拗不过她丈夫，不过这也加速了他们的离婚。这一切糟糕事情中的唯一亮点是：琳达开始尝试步入电影圈，参与构思一部名为《闪舞》（Flashdance）的电影。
　　《宇宙》的首映礼在格里菲斯天文台（Griffith Observatory）举办，是一次正装
　　活动，但我愚蠢地穿了一件浅蓝色燕尾服。洛杉矶所有有头有脸的人那天都在场！我虽然显得格格不入，但是却度过了非常愉快的时光。
　　在此后的两年中，我和琳达时断时续地约会，但关系却没有更进一步的发展。虽然，她的激情迷住了我，但也使我身心俱疲。当时，我已经在犹豫这种疲惫是否值得，但无奈决定权不在我这一边。也许是因为我的丝绒衬衫和双面针织的肥大休闲裤，琳达很快就对我失去了兴趣，但是有一些更好的事情却正在发生：来自不同世界的两个完全不同类型的人建立起了一段持久的、富有创造性的友谊和合作关系。
　　时间快进到 2005 年 10 月，在我与琳达时不时进行的一次晚餐聚会中，我们从近期的宇宙学发现聊到了左翼政治，又从美味的食物一直聊到了电影制作的变化无常。彼时，琳达已经是好莱坞颇有才艺和成就的制作人（作品有《闪舞》渔王》《超时空接触》十日拍拖手册》），而我也已经结婚。我的太太卡罗尔.温斯坦（CaroleeWinstein）已经成了琳达的好友。我在物理学界做得也还算不错。
　　在一次晚餐中，琳达跟我说了她的一个想法。她构思了一部科幻电影，想让我帮她付诸实践。这将是她二度涉足科幻电影：之前，她曾与卡尔 .萨根合作拍摄电影《超时空接触》。
　　我从未想象过自己会参与一部电影的制作，在好莱坞与琳达一起冒险更是我做梦也没想过的。但是与琳达的合作很吸引我，特别是她提到了虫洞—— 一个由我开创研究的天体物理学概念，所以她轻而易举就拉我入伙了，并进行了一场头脑风暴。
　　在接下来的 4 个月里，通过吃饭讨论、电子邮件和电话联系，我们粗略制定了电影的雏形——它包含了虫洞、黑洞、引力波、一个五维的宇宙，以及人类和更高维度空间里生物的缘分。
　　但最重要的是，在我们的想象中，这部大片将根植于实实在在的科学，而且是人类认知的最前沿，甚至超过人类认知的科学。这部电影的导演、编剧和制片人都应对科学持有敬意，并且能从中寻求灵感，彻底地、令人信服地将科学融入电影素材中。这部电影应给观众呈现出宇宙中物理定律能够或可能创造的神奇事物，以及在掌握这些物理定律之后，人类可以成就的伟大事业。这部电影可以激发很多观众去了解科学，甚至可能让他们从此走向科学事业。
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