圖書目錄
前言
一、文明的起源和腳步
1.地球上文明的出現
2.海洋文明與大河文明
3.美洲文明
4.文明的繁榮
二、自然科學的誕生
1.哥白尼與日心說
2.偷看上帝的秘密
3.天才直覺與不幸人生
4.宗教對科學的壓制
三、牛頓與經典物理學
1.上帝說：“讓牛頓去吧！”
2.經典物理學的《聖經》
3.萬有引力
4.這片空間會荒廢嗎？
5.走下神壇的牛頓
四、愛因斯坦與相對論
1.兩朵烏雲
2.魔鬼說：“讓愛因斯坦去吧！”
3.別了，以太和絕對空間
4.狹義相對論的成就與困難
五、彎曲的時空
1.平行線只有一條嗎？
2.慣性起源於引力
3.萬有引力是時空的彎曲
4.偉人和凡人
六、人造的太陽
1.哥本哈根學源
2.三次獲得諾貝爾獎的家庭
3.蘑菇雲中的太陽
4.探索無窮小
七、白矮星、中子星與黑洞
1.歷史上的黑洞
2.白矮星和它的研究者
3.“小綠人”，脈衝星和中子星
4.黑洞的形成、構造與特點
5.轉動的黑洞
八、霍金與黑洞的熱性質
1.激發的黑洞
2.黑洞熱嗎？
3.沸騰的黑洞
4.堅強的天才
九、膨脹的宇宙
1.均勻的宇宙
2.有限而無邊的宇宙
3.膨脹或脈動的宇宙
4.α、β、γ建立的火球模型
5.宇宙有限還是無限？
6.連線宇宙的蟲洞
十、我們了解“時間”嗎？
1.令人懷疑的奇點
2.長溝流月去無聲
3.“同時”這個概念存在嗎？
4.時間沒有開始和結束
5.熱與引力，熱與時間
結束語
主要參考書目
序言
本書是一本適應面較寬的科普讀物，中學生、大學生和研究生都可以從中獲取有益的知識。書中主要介紹了物理學和天文學發展的不平凡歷程和一些最新成果，特別是有關相對論、黑洞和宇宙演化的知識。本書收集了許多科學家的珍聞趣事，介紹了一些重大科學發現的曲折過程。希望廣大讀者能在輕鬆、愉快的情況下讀完本書，並有所收益。也希望有志於科學研究的年輕人能從書中得到一些啟發，增強自己的科學研究能力。
為了使讀者看清人類在自然界的位置，看清今天的科學在人類歷史上的地位，本書特別介紹了地球上文明的起源和進步，介紹了自然科學的誕生和發展。本書以哥白尼、伽利略、牛頓和愛因斯坦的貢獻為主線，來描述自然科學的重大成就和重要思想；以霍金和彭羅斯的貢獻為核心，來闡述當代的時空理論，介紹相對論研究的最新成果。書中還包含了作者本人的一些研究心得。
作者在本書中列舉許多事例說明：歷史上，青年是科學發現的主力軍。
在物理學的長期教學與研究中，作者深感需要一本通俗介紹物理思想並帶有趣味性的輔助讀物，同時把科學史糅到其中，使學生能在避開繁雜的數學計算、較為輕鬆的情況下，掌握深奧理論的主要思想，了解科學發現的曲折歷程，學到科學研究的方法。
文摘
一、文明的起源和腳步
1.地球上文明的出現
大約100億～200億年前，在虛無縹緲中發生了一次大爆炸。爆炸產生的高溫原始火球，急劇地膨脹，在膨脹過程中形成了構成今天的物質的基本單元（光子、電子、夸克等）。然後，膨脹速度減慢，溫度逐漸降低，原子核和原子相繼出現，在距今約數十億年的時候，恆星與星系開始形成。這些星系一直演化至今，並留下大爆炸的餘熱（大約為絕對溫度2.7K）。這就是我們的宇宙，它從“無”中誕生，是真正的“無中生有”，中國古代的思想家老子就曾經說過，“萬物生於有，有生於無”。
古人說，“上下四方日宇，古往今來日宙”，宇宙就是無限的空間和無窮的時間的總稱。牛頓認為，空間就像一無所有的空箱子，時間則是像河流一樣永遠均勻流逝的東西。我們中國的孔夫子，對時間也有類似的看法，“子在川上日，逝者如斯夫，不捨晝夜”。物質就在這無限的空間和無窮的時間中永恆地遊動。愛因斯坦的相對論認為，時間和空間是一個不可分割的整體，稱為四維時空。物質的存在會造成時空彎曲。沒有物質的時空是平直的，有物質的時空是彎曲的。如果物質消失，彎曲的時空會變得平直，但依然存在。晚年的愛因斯坦則進一步認為，時間和空間不過是物質伸張性和廣延性的表現。按照牛頓經典物理學和愛因斯坦相對論的看法，如果沒有物質，時間與空間依然存在。按照愛因斯坦晚年的看法，則不存在一無所有的時間和空間，如果沒有物質，也就沒有了時間和空間。
