第一推动.宇宙系列--时空的未来

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  • 版 次:2
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  • 印刷时间:2011年11月01日
  • 开 本:大32开
  • 纸 张:胶版纸
  • 包 装:平装
  • 是否套装:否
  • 国际标准书号ISBN:9787535741561
作者:(英)霍金 等著,李泳 译出版社:湖南科技出版社出版时间:2011年11月 
内容简介

  最重要的时空理论家和观测者们将告诉我们,黑洞、引力波和时间旅行的科学会把我们引向何方。
  大脑告诉我们,宇宙间的某些事情一定是真的。新物理学告诉我们不是那样的,这样便模糊了科学与科幻小说之间的界线。,这里的6篇文章,来自远远走在那条路线上的人们,他们发现了多彩的自然,让读者来分享他们对宇宙奥秘的迷恋。普莱斯介绍了空间和时间的新概念,带我们走近了爱因斯坦的广义相对论,后面5篇文章也都统一在这面大旗下:史蒂芬·霍金保卫历史我们幻想时间旅行,然而它可能违背我们正在发现的物理学定律。
  索恩猜想未来在新世纪里,关于广义相对论和它与量子理论的结合,我们能期待发现什么?诺维柯夫我们能改变历史吗?时间机器给逻辑和自由意志带来了什么问题?费里斯谈科学普及科学家如何向大众传达那些与直觉矛盾的时空新思想?菜特曼小说家样的物理学家物理学家与小说家,不同的职业,相同的创造。

作者简介

  史蒂芬·霍金(Stephen W.Hawing),剑桥大学卢卡斯数学教授(牛顿担任过的职位),《时间简史》、《果壳中的宇宙》的作者。索恩(Kip S.Thorne)加州理工学院费曼理论物理学教授,LIGO引力波探测器计划发起人之一。他写过很多书,包括大家欢迎的《黑洞与时间弯曲》。诺维柯夫(Igor Novikov)哥本哈根北欧理论物理研究所理论天体物理中心主任,哥本哈根大学天文台教授。著作包括《黑洞和宇宙》、《时间的河流》。费里斯(Timothy Ferris)《宇宙报告》、《银河时代》和《思想天空》的作者,曾两度获得美国物理学会科学写作奖。莱特曼(Alan Lightman)著名小说家,麻省理工学院Burchard人文科学教授兼物理学高级讲师。他的小说包括《爱因斯坦之梦》和《对话》。普莱斯(Richard Price)犹他州立大学理论物理学教授,主要研究时间物理,在黑洞物理方面有过突出贡献。与他人合作写了《相对论与引力论问题集》和《黑洞:膜方法》。

目  录

引言:时空欢迎你
我们能改变过去吗?
让历史学家放心的世界
时空弯曲与量子世界:对未来的思考
科学的普及
小说家与物理学家
名词
主题索引
人名索引
译后记

在线试读部分章节
  为什么时空有几何
 尽管时空图、事件图和2维平面图明显存在着细节上的区别,但它们也有一些迷人的相似。这里存在两个问题:(1)它们真的是同类事物吗?(2)“同类事物”是什么意思?
 旋转的数学(旋转变换方程)说明了平面存在几何的事实。有一个不容破坏的有序的距离关系,任何描述距离的方法都必须与那个基本的几何实在相容。旋转数学不过是我们必然遭遇的冰山的一角,几何才是那巨大而实在的冰山。
 那么洛伦兹变换呢?它下面也藏着冰山吗?洛伦兹变换也许只是事件背后的几何所决定的一种关系的描述?这一点还没有答案,因为数学背后的实在性没有明确的意义。就算我们有了旋转的数学,知道它准确描述了不同参照系(桥上的不同观测者)所进行的测量之间的关系,形而上学家也可能会板着脸说,几何的存在不过是帮助我们记忆旋转数学的一种精神构造。没有必要把几何当成真实的东西。
 多数物理学家都没有耐心去争论。在平面几何的情形,“假装说”几何不是真实的,就像一个毫无意义的游戏。但是,为几何的实在性辩护的,并不全在于像“我知道我看见的东西”那样的说法,而更多地在于,几何存在的观念是非常有用的。它不但帮我们记忆旋转的数学,还帮我们把握那些数学,发现新的关系。如果说几何不是真实的,那么,它的巨大作用也使它成为真实的了。
 当爱因斯坦第一次提出洛伦兹变换描写了不同参照系下事件的坐标之间的关系时,他没有特指任何几何。在1905年建立相对论的原始论文中,爱因斯坦是把洛伦兹变换作为惟一的实在而提出的。后来,闵可夫斯基(ItermannMinkowski)才向他指出这些变换可以作为一个基础的几何的表达形式,那就是我们现在所说的“事件时空的闵可夫斯基几何”。闵可夫斯基的几何基于他定义了一种新的分隔事件的距离,一个结合了时间与空间的距离。在不同的参照系中,两个事件可能有不同的时间间隔,也可能有不同的空间距离,但它们的闵可夫斯基距离是相同的。
 起初,闵可夫斯基几何似乎不过是一个有趣的结构,但那结构很快就发挥了作用,“不过是一个结构”的观点也烟消云散了。今天,我们普遍认为爱因斯坦的相对论是关于具有闵可夫斯基几何的事件时空的描述,而洛伦兹变换只是那个时空几何里的一种旋转。
  为什么时空几何“弯曲”了

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