　　本书围绕电影《星际穿越》中难懂的宇宙现象，带大家走进一个“诡异而疯狂”的世界——广义相对论、量子力学、万有引力、日心说以及宗教与科学的激情碰撞……黑洞从何处来?虫洞又将把我们带向何方?速度与时间是什么关系?多维空间究竟是什么样的场景?平行宇宙又是如何诞生的?这些问题，作者给予了深入浅出的解说，并由北京航空航天大学物理学博士严格把关。除此之外，还有爱因斯坦、史蒂芬·霍金、薛定谔等著名学者的逸闻趣事，让本书的内容更加富有趣味性。史蒂芬·霍金的三次“豪赌”，爱因斯坦与泰戈尔、卓别林的争论与友谊，薛定谔的风流韵事，牛顿对炼金术的痴迷……本书适合对宇宙科学知识感兴趣的成人及中学生阅读，是零基础读者的zui佳科普读物。

作者简介

　　李娟娟，畅销书作家，作品有：《FBI催眠术》《FBI谈判术：美国联邦警察教你无敌谈判战术》《青春期心理学》《心理学与情绪控制》《心理学与谈判力》《三天学会催眠术》等。

第一章?宇宙里的陷阱——吞噬一切的黑洞
在电影《星际穿越》中，主人公库伯掉进了一个宇宙黑洞，并进入了多维空间。在他的帮助下，女儿得以解决人类星际移民的技术难题，使濒临灭绝的人类得到了拯救。此后，库伯又从黑洞中逃了出来，出现在土星附近，并被已经移民到这里的人类拯救。只不过，黑洞中的短暂停留，人类的时间已经流逝了近百年。
爱因斯坦之前的人们
爱因斯坦的狭义与广义相对论
宇宙大碰撞——大爆炸之后到底发生了什么? / 012
黑洞的前身——恒星 / 015
奇点规则 / 019
史蒂芬?霍金的三次豪赌 / 023
第二章?乾坤大挪移——空间扭曲的虫洞
在《星际穿越》中，库伯和他的队友是通过土星附近的一个虫洞抵达黑洞附近的。如果没有这个虫洞，他们根本无法穿越浩瀚的宇宙。虫洞为什么可以让遥远的距离变得近在咫尺?
从黑洞到虫洞——爱因斯坦-罗森桥 / 033
爱因斯坦与泰戈尔之间的谈话 / 039
虫洞与时间旅行 / 047
索恩的时间机器 / 050
史蒂芬?霍金与《时间简史》 / 054
摆脱历史束缚的可能性 / 058
第三章?一小时等于七年——时间膨胀
在《星际穿越》里，库伯与队友在黑洞附近的行星上仅仅待了几个小时，而留在宇宙飞船上的同伴却苦等了23年。因为行星上的一个小时等于七年。当库伯从黑洞中逃出来，回到人类社会的时候，时间已经过去了上百年。时间真的会扭曲吗?
速度与时间膨胀 / 065
时间的指向 / 071
物理与政治 / 074
超光速旅行者 / 078
爱因斯坦与卓别林 / 081
哥德尔的旋转宇宙 / 083
第四章?书架背后的世界——多维空间
在电影《星际穿越》中，主人公库伯掉进了黑洞，并进入了一个奇幻的空间，也就是五维空间。他就在女儿书房的书架背后，但是却无法进入地球上人们所处的四维时空。这个空间的奇幻之处在于，时间是可以逆转的。所以在五维空间内，库伯看到了过去与女儿告别的情景。库伯知道自己想要和家人重逢，就必须告诉女儿解开五维空间的方程式。由于能通过五维空间传递的只有重力，库伯只能用灰尘的重力和手表的指针，通过给女儿发送摩斯电码的方式，把方程式的答案传给女儿。
四维时空 / 091
五维空间 / 094
量子力学——不确定的微观世界 / 096
海森堡的不确定性原理 / 101
弦理论与超弦理论 / 104
第五章?浅水掀起滔天浪——天体引力
在《星际穿越》中，库伯等人登上黑洞附近的行星。这颗行星被浅浅的、仅有脚背深的海水覆盖，却在瞬间掀起了滔天巨浪。咄咄怪事，原因究竟何在?
经典力学 / 109
万有引力与苹果 / 113
伽利略与比萨斜塔 / 118
引力的本质 / 121
最后的炼金术士 / 125
宇宙中存在着的力 / 130
第六章?仰望璀璨星空——星辰与星系
离开地球，穿越土星附近的虫洞，登陆黑洞周围的行星……不管是在《星际穿越》里，还是在我们的日常生活中，浩瀚宇宙里的日月星辰永远在激发我们的想象力。
太阳黑子与太阳耀斑 / 135
哥白尼与日心说 / 140
月球——比地球更古老 / 142
月亮：外星人的宇宙飞船? / 146
最有可能诞生生命的金星 / 151
气体巨行星——木星 / 154
有生命迹象的火星 / 157
地球致命的威胁——小行星 / 162
浩瀚的银河 / 166
第七章?N个世界，N个我——平行宇宙
我们的世界是唯一的吗?你是独一无二的吗?物理学家的解释会让你大吃一惊。
薛定谔的猫——多宇宙解释 / 171
量子力学哥本哈根和多重世界解释 / 177
宇宙破裂的结果——平行宇宙 / 179
宇宙中的暗物质和暗能量 / 185
反物质火箭 / 189
第八章?激情碰撞——科学与灵性
在广义相对论、量子力学这些深奥的科学理论中，人类的理性被发挥到了极限;而另一种思想力量也在尝试对世界作出自己的解释，那就是灵性。当两者相遇时，注定要碰撞出激情的火花。
两种不同的世界观 / 197
关于宇宙的起源 / 199
关于时间问题的争论 / 205
爱因斯坦眼中的科学与宗教 / 207

精彩书摘

　　爱因斯坦与泰戈尔之间的谈话
　　1930年7月14日，印度唯心主义哲学家、诗人和神秘主义者泰戈尔到德国柏林西南郊卡普特访问爱因斯坦。这不仅仅是两个世界性名人之间的会面，更是唯心主义与唯物主义之间的交战。
　　爱因斯坦：“您信仰同世界隔离的神吗?”
　　泰戈尔：“我所信仰的不是同世界隔离的神。人类正在认识宇宙，没有什么东西是人类所不能理解的，只是早晚而已。这说明，宇宙的真理就是人的真理。为了证明我的观点，我想说一个科学现象。物质是由质子和电子构成，在这两者之间没有任何东西存在。但是物质可能是一种连续的存在，也就是说，各个电子与质子之间可能并无空隙的存在。与此同理，人类这个整体是由一个个人组成，但是每个个人之间并没有空隙，是相互联系的。这种联系性会使人类这个整体看起来就像一个生命机体一样具有统一性。而整个宇宙也与我们相互联系，就像个体的人和人类相互联系一样，这就是我所说的人的宇宙。我所说的上述思想在艺术、文学和人类宗教意识中都做过研究。”
　　爱因斯坦：“关于宇宙和世界的本性，我有两种不同的看法。首先，世界是依存于人的统一整体;其次，当世界离开人的精神后依然独立存在。”
　　泰戈尔：“我认为，只有当宇宙与永恒的人类精神和谐一致的时候，我们才能把宇宙当作真理来认识，从而感觉到宇宙所具有的美。”
　　爱因斯坦：“这纯粹是人类对宇宙的主观认识而已。”
　　泰戈尔：“但是我认为不可能存在别的认识。这个世界和宇宙就是属于人的。而关于宇宙和世界的科学观念只是科学家的观念罢了。所以独立于人类之外的世界和宇宙是不存在的。我们的世界和宇宙是相对的，它的存在依赖于人类的意识。人类赋予这个世界和宇宙以确定性的那种理性和审美标准是存在的，并且是人类永恒的体现。”
　　爱因斯坦：“你所认识的永恒就是人类本质与意识的体现。”
　　泰戈尔：“的确如此。对于世界和宇宙的美和永恒，我们必须通过自己的感情和活动来认识它。我认为科学就是研究那种不受个别人局限的东西，也就是说，科学是超出个人的真理世界。而宗教将教我们认识这些真理，并且让我们把自己的需要和真理建立起一定的联系。总的来说，科学研究发现真理，而宗教赋予这些真理以价值，并让我们认识真理和感觉自己与真理之间的联系与和谐状态。”
　　爱因斯坦：“你的意思是说，真和美是无法离开人类而独立存在的。这样的话，只要没有了人类的存在，那么耳维德勒(梵蒂冈教皇宫殿的一部分，里面收藏着大量的古典艺术珍品，希腊神话中的人物阿波罗雕像就在这里)的阿波罗也就不再具有美了?”
　　泰戈尔：“的确如此。”
　　……
　　虫洞与时间旅行
　　时间就像一场由生到死的单程旅行一样，我们只能被迫往前，而不能后退。有些人想留住时间，而有的人则想回到过去。这种想法在以前看来是十分荒谬的，甚至根本就是不可能的。因为我们的生活常识告诉我们，时间旅行是无法实现的。但是对于宇宙所遵循的规律而言，当涉及时间旅行的问题时，我们不妨抛开常识，进行大胆的想象。
　　提到旅行，人们首先想到的就是从一个地方到达另一个地方，换句话说就是缩短两地之间的空间距离，这就需要速度。例如，我们可以通过乘坐飞机的方式来缩短北京与上海之间的空间距离。事实上，想要进行时间旅行，与速度的联系也十分密切。从爱因斯坦广义相对论的观点来看，只要我们能发明出比光速还要快的机器，就可以实现时间旅行了，这样一来只要我们的速度超过光速，就可以回到过去。例如，有两个同卵双生的双胞胎，其中一个居住在地球的家中，而另一个以接近光速的速度外出旅行，然后回到家中。那么双胞胎中外出旅行的那个人一定会比待在家中的那个人显得更加年轻，因为在接近光速的速度中，那个人的时间几乎停止，时间自然不会在他的脸上留下岁月的痕迹。
　　但是，这几乎是不可能实现的，且不说我们是否能够发明接近或超过光速的机器，就算真的有这样的机器存在，也未必适合人类。毕竟那样的速度，并不是人类肉体所能承受的。
　　那些想要进行时间旅行的人也不必灰心，因为虫洞理论的出现又为我们进行时间旅行提供了可能。如果我们具备了高度文明的工程资源，那么我们就可以想办法抓住虫洞的一个洞口，并且开始时间旅行。但是，我们应该怎么找到虫洞呢?现在，我们在宇宙中找到一个黑洞都十分不容易，更别说虫洞了。最关键的是，当人们在寻找虫洞的时候，很容易被迷惑，毕竟虫洞的一个进口是黑洞，并不是所有黑洞都是虫洞的入口处。
　　在宇宙中寻找虫洞的时候，可以通过以下两种方式。第一种方式是，虫洞的入口处是黑洞，所以具有很大的质量和十分强大的引力场，这些都是必不可少的，因为只有这样时间和空间才会发生扭曲，进而制造出一个进入虫洞的入口，此外这个入口必须足够大，大到可以让人和宇宙飞船通过。
　　……

前言/序言

　　科幻大片《星际穿越》将深奥的宇宙学理论演绎到了极致，美轮美奂、匪夷所思的电影画面让观众目眩神迷。虫洞、黑洞、时间膨胀、多维空间、天体引力、日月星辰……这部烧脑大片就是一部精彩的科普电影。
　　本书围绕着电影中的知识点，带大家走进一个“诡异而疯狂”的世界——广义相对论、量子力学、万有引力、日心说以及宗教与科学的激情碰撞。黑洞从何处来?虫洞又将把我们带向何方?速度与时间是什么关系?人类能乘坐时间机器，实现超越光速的旅行吗?多维空间究竟是什么样的场景?平行宇宙又是如何诞生的?这些问题，作者给予了深入浅出的解说。
　　除此之外，还有爱因斯坦、史蒂芬?霍金、薛定谔这些著名学者的逸闻趣事，让本书的内容更加富有趣味性。史蒂芬?霍金的三次“豪赌”，爱因斯坦与泰戈尔、卓别林的争论与友谊，薛定谔的风流韵事，牛顿对炼金术的痴迷……
　　对于科学史上那些以讹传讹的故事，作者予以精辟的剖析，让我们看到历史的真相。牛顿真的是因为一个从树上落下的苹果受到启发，而提出了万有引力定律吗?伽利略做过比萨斜塔的实验吗?哥白尼是一个真正的科学家吗?
　　翻开这本书，作者带你走进一个妙趣横生的宇宙世界。

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