科学通识读本（套装共12册）

附录二：不可不知的物理名词

附录一 我们如何感受空间和时间

终极答案：回答“时间机器可能吗”

使用反物质：相对生成与相对消灭

反粒子：朝过去行走的粒子

保存历史：霍金关于历史保存的假说

使用宇宙绳：制造时间机器

缺口：宇宙绳周围的时空

能源的最低状态：真空的互相转换

宇宙绳：宇宙中的绳状能源群

使用虫洞：时间机器的制造原理

虫洞：连接时间的隧道

时间隧道：连接平行宇宙的通道

旋转黑洞：另一种黑洞

封闭的时间轴：时间的特质

真的可能吗：神奇的时间机器

第七章：虫洞和时间旅行

彭罗斯的假说：用奇点区分过去和未来

进化的起源：宇宙的起点

生物赖负熵为生：薛定谔与负熵

宇宙创始状态：宇宙膨胀与收缩

时间指向的标志：熵增大与宇宙创始

意识中的时间：我们如何觉察时间

不同的时间箭头：宇宙论的时间箭头

玻耳兹曼：深受哲学困扰的物理学家

两种状态：宏观状态与微观状态

硬币实验的发现：熵增大的法则

时间本质：时间是一种可能性的流逝

硬币实验：过去和未来的区别

普遍的物理法则：时间不会从过去流向未来

时间箭头：时间的单一方向性

第六章：时间箭头

星系的继续演变：巨大的黑洞

星系的未来：恒星从星系中蒸发

太阳的未来：最后变成白矮星

地球的未来：彗星向地球倾注而来

未来的宇宙图景：宇宙加速膨胀

大爆炸以前宇宙就存在：两种流行的模型

十维、十一维的时空：膜宇宙论

取代粒子的最小存在：超弦理论

创造宇宙的时间：普朗克时间

探寻暴胀的直接证据：重力波背景辐射

恒星、星系的生成：量子波动引起密度波动

引起暴胀的原因：与引力相反的作用力

什么是暴胀：暴胀是加速膨胀

解决诸多疑难：暴胀理论的提出

宇宙的势力范围：视界疑难

大爆炸的又一谜团：磁单极疑难

反物质哪里去了：磁单极概念的引入

宇宙间的隐者：中微子

比质子和中子更小的粒子：物质由夸克构成

更细微的宇宙开端：质子和中子是否也会瓦解

第五章：宇宙的开始和未来

大爆炸之父：伽莫夫的生涯

类星体的探索：恒星诞生于类星体

类星体的能量之源：活动星系核模型

连光也逃不出来的地方：神秘的黑洞

最远的天体类星体：类星体的能量之谜

最初形成的天体有多大：最初天体的大小之争

暗物质的重要作用：星系由暗物质的波动产生

由微小的波动引发的：星系的形成

宇宙开始的波动：COBE的发现

原子的形成使宇宙透明化：宇宙放晴

充满整个宇宙的电磁辐射：宇宙微波背景辐射

电波杂音带来的诺贝尔奖：关于宇宙背景辐射的两次获奖

电波的温度：热辐射

空中交织着各种电磁波：光波的伙伴

电话公司发现的电波噪音：大爆炸理论的证据

大爆炸理论的先驱：弗里德曼和勒梅特

与大爆炸相对立的理论：稳恒态宇宙学模型

从一到无穷大：宇宙开始的3分钟

大爆炸的闪现：氢弹实验和伽莫夫

元素是什么时候生成的：伽莫夫的困扰

热平衡下的均匀温度：宇宙开始的状态

热宇宙的物质形态：没有结构的宇宙

制造原子核的能量：汤川秀树的发现

原子核的构成：质子和中子

物质构成的基本单位：原子核和电子

宇宙膨胀和光的波长：拉长的光波

第四章：大爆炸、黑洞和宇宙演化

暗物质发现的经过：扎维奇的发现

“空荡荡”的宇宙：宇宙的物质

热寂还是大坍塌：宇宙的终结

宇宙会永远膨胀吗：宇宙的未来

以光速远离的星系：人类看不到的宇宙

哈勃的错误：两种造父变星

地球比宇宙更古老：宇宙的年龄

宇宙的起源：爆炸性的宇宙

所有的星系重叠在一起：最初的宇宙很小

不断地加速：空间是怎样膨胀的

宇宙没有中心：我们不在宇宙的中心

宇宙没有边界：无边的宇宙

为了观测更远的星系：变大的望远镜

越远的星系远离速度越快：哈勃定律

天文学的超级巨星：埃德温·哈勃

星系在远离的证明：红移和退行速度

远去的声音会变低：多普勒效应

光谱分析的应用：光的波长和颜色

最初的观测：斯莱弗的发现

世纪大发现：宇宙在膨胀

第三章：膨胀的宇宙

水桶实验：牛顿寻找的绝对空间

男孩更年轻：双子吊诡的解答

再度相逢时谁更年轻：双子吊诡之谜

验证时间变慢：穿过大气层的中微子流

测定值会缩小：光速恒定带来的奇特现象之二

钟表变慢：光速恒定带来的奇特现象之一

何谓同时：同时也是相对的

四维：时间与空间的集合

相对性原理：伽俐略提出的相对论

光速不变原理：爱因斯坦的破空之解

爱因斯坦之前的解释：运动中的物体长度会缩小

绝对空间：一直在找却没有找到的空间

永恒不变：绝对时间与绝对空间

光速：亘古不变的速度

爱因斯坦：20世纪最伟大的物理学家

第二章：相对论：空间和时间

巧合还是神奇：金字塔的奥秘

向宇宙的尽头探索：宇宙学的发展

从照片到CCD：天文学的技术革新

宇宙空洞的发现：难解的宇宙之谜

星系聚集成群：星系团和超星系团

错综复杂的星系世界：星系的大小和间距

旋涡星系、椭圆星系和不规则星系：星系的形状

宇宙广阔无垠：到仙女座星系的距离

仙女座星云在银河系之外：哈勃的发现

使用亮度变化的恒星：测量天体的距离

仙女座星云在银河系中吗：关于仙女座大星系的争论

为数众多的旋涡星系：美丽的猎犬座M51

一个巨大的铁饼：银河系的形状和大小

美丽而神秘的天河：无数恒星的集合

望远镜犹如时间机器：我们看到的是宇宙的过去

宇宙的度量单位：光年

离太阳最近的恒星：半人马座的α星C

地球的能量源是太阳：我们居住在太阳系

宇宙没有中心：布鲁诺的悲剧

地动说被证实：行星运动三大定律

以太阳为中心的宇宙模型：哥白尼的日心说

地球是静止的宇宙中心：16世纪前欧洲的地心说

种种宇宙模型的出现：古希腊的宇宙观

与生产生活休戚相关：人类开始关注宇宙

第一章：我们的宇宙

量子宇宙论：霍金讲述宇宙的由来

霍金的作品：从《时间简史》到《大设计》

霍金 有史以来最杰出的科学家之一

导读：霍金与《时间简史》

序言：坚强的轮椅巨人，辉煌的科学巨著

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图解时间简史

关于本书

封底

7.我们是一家子：保护地球，从当下做起

6.人类活动的影响：第六次物种大灭绝

5.无知无畏的人类：我们正在破坏海洋

4.我们还很无知：知之甚少的海底世界

3.深入海洋：业余人员的记录

2.令人吃惊的新发现：海洋探索

1.生命之源：地球上的水

第七章：我们的世界

18.值得获两次诺贝尔奖的发现：DNA的作用

17.别有用心的发现过程：DNA的结构

16.我们如此相像：人类拥有庞大而相似的基因

15.从哪儿到哪儿：多地区起源论与单一地区起源论

14.永不安分的类人猿：古人类四处迁徙

13.一路走来：越来越聪明的人类

12.想象让化石活起来：露西与古猿模型

11.巧妇难为无米之炊：匮乏的化石证据

10.一起来一场 “集邮”比赛：人类演化理论的发展

9.为人类寻根问祖：人骨化石的发掘与研究

8.你祖父母是从猿猴变来的吗：进化论在争议中进步

7.墙里开花墙外香：孟德尔定律的发现

6.充满磨难的真理之路：进化论备受攻讦

5.英雄所见略同：进化论的提出

4.达尔文的环球之旅：“贝格尔”号航行

3.冰天雪地里的生命：雪球地球的开始和结束

2.生命的劫数与契机：冰川运动

1.生存之战旷日持久：寒冷的地球

第六章：人类的进化

27.好好捋一捋生物种类：五界分类法和三域理论

26.岂一个难字了得：烦琐的物种分类工作

25.色色的生物学家：林奈的动植物分类尝试

24.爱上地球生命：丰富的生物种类

23.强弱易位，变异长存：物种的毁灭与延续

22.生命在前进：物种的进化与变异

21.生命从摇篮中爬了出来：离开海洋，走向陆地

20.生命的意义何在：拼尽全力活下去

19.那个遥远而陌生的地质时代：对化石的解释有待改进

18.探秘生命大爆发以前的图景：最早的生命形式

17.勘破疑云密布的过往：揭秘化石

16.来自遥远年代的讯息：三叶虫化石

15.伟大的事业总是充满磨难：悲催的恐龙化石寻找者

14.荒唐的荣誉之战：美洲物种很低等

13.不受控制的细胞：癌细胞

12.奇妙的小东西：认识细胞

11.深入微观世界：细胞的发现

10.胜负难定的物种战争：微生物致病

9.极限环境中的生命：嗜极生物

8.把它们放到哪里去：微生物的分类

7.我们难道不是地球的主人：鲜为人知的细菌

6.在全宇宙与你相遇：几近完美的地球

5.拓展生存空间：古怪的发明家父子

4.我们赖上了地球：生命对环境的适应

3.寻找一个摇篮：地球上形成了适宜生命的环境

2.用无机物创造有机物：生命的物质基础

1.我们都是外星人：地球生命的起源

第五章：前进的生命

17.脚下的土地将去往何处：板块运动的影响

16.生生不息的岩石：海底扩张与地壳潜没

15.“荒唐”的假设：大陆漂移

14.云梅干与陆桥：大陆漂移

13.大海永不停歇：水、盐、碳的运动

12.绝妙的发明：温度计与云层命名

11.流动的空气：风的成因

10.越靠近太阳为何越冷：在大气层中攀升

9.地球的“裹身布”：大气层

8.危险与美丽同在：黄石火山公园

7.不“喷”则已，一“喷”惊人：圣海伦斯火山

6.认识的分歧：深入地球内部

5.地震的分类：板块间地震与跨板块地震

4.在灾难中认识地球：探秘地球内部构造

3.并不安全的宇宙空间：地球潜在的撞击风险

2.荡平残存的撞击：KT界线及其成因

1.总有沧海变桑田：平坦的曼森大坑

第四章：充满活力的行星

15.一个连牛顿也不知道答案的问题：地球年龄

14.测定年代的秘钥：放射性碳年代测量法

13.糟糕的发明：氯氟烃

12.拨开迷雾的调查：治理铅污染

11.重金属的危害：含铅汽油风波

10.认识永无止境：宇宙中的暗物质

9.关于宇宙的最终猜想：弦理论与极高密度理论

8.一种“简单”的描述方法：夸克与标准模型

7.付出与收益同在：寻找粒子的代价与回报

6.剪不断，理还乱：繁杂的粒子世界

5.大理论与小理论：关于同一现象的不同科学解释

4.揭秘小东西的内部：原子的结构和性质

3.奇妙的小东西：原子小、多而“长寿”

2.物理学家意外获得诺贝尔化学奖：卢瑟福发现原子能量

1.低调的科学家：道尔顿发现原子

第三章：一个新时代的黎明

15.灾难与福音之间：放射性元素的应用

14.19世纪末的惊喜：发现放射性元素

13.为化学点亮启明星：化学的科学化

12.动荡中的科学：大革命对化学家的影响

11.真理谬误，一念之隔：炼金术士的化学发现

10.厘清已逝光阴：地质时期界限

9.“敲石头”的绅士们：地质学的发展

8.《地球论》与水成论、火成论：地质学的形成

7.地球有多重：测量地球质量

6.地球身处何处：观测金星凌日

5.科学家八卦：牛顿鲜为人知的故事

4.赌局带来的科学进步：揭秘行星椭圆轨道

3.橘子还是西瓜：关于地球形状的论战

2.水手的实践：诺伍德测量1度经线

1.让我们一起“合抱”地球：测量地球大小

第二章：地球多大了

16.离家出走的恒星：宇宙在加速膨胀

15.爱因斯坦的宇宙②：艰涩的相对论

14.爱因斯坦的宇宙①：质能方程与广义相对论

13.勘破疑云的黎明之光：普朗克与爱因斯坦

12.往前一步是真知：19世纪物理学的瓶颈

11.让牛顿羞愧的事情：光以太的破产

10.外星人的世界：宇宙中的其他生命

9.为生命做铺垫：太阳系形成了

8.毁灭，为了更好地存在：超新星的现实意义

7.见证恒星大事件：超新星的发现过程

6.遥远的旅行：巨大的太阳系

5.“饱受伤害”的天体：从行星被降级到矮行星的冥王星

4.世界之妙，妙不可言：我们在宇宙中的位置和未来

3.来自遥远过去的声音：探听本底噪声

2.平地何故起波澜：大爆炸发生的原因

1.混沌初开天地见：宇宙的发端

第一章：寥廓的空宇

编者序 行思不止，探索另一种可能

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图解万物简史

封底

12.终极猜想：时间机器诞生秘闻

11.旋转黑洞：宇宙中的时间隧道

10.封闭的时间轴：时间的特质

9.真的可能吗：时间机器与时间吊诡

8.进化的起源：宇宙的起点

7.宇宙创始状态：宇宙膨胀与收缩

6.探索时间箭头的关键：熵从低状态迈向高状态

5.不同的时间箭头：宇宙论的时间箭头

4.时间本质：过去和未来的区分是几率性的

3.硬币实验：一枚硬币的过去和未来

2.普遍的物理法则：时间是不会流动的

1.时间箭头：一去不返的时间

第六章 时间箭头

22.地球生命之树：从真核细胞到人类

21.日食和月食：壮观的天文现象

20.地月关系：不可或缺的伙伴

19.月亮：地球的亲密伴侣

18.地球：认识我们的家园

17.小行星：太阳系中的“小家伙”们

16.海王星：“笔尖上的发现”

15.天王星：“躺着”自转的冰巨星

14.土星：太阳系最美丽的行星

13.木星：太阳系的长子

12.火星：最像地球的红色行星

11.金星：高温与酸雨的地狱

10.水星：名不副实的最小行星

9.太阳：我们的“老族长”

8.太阳系：我们的星际家园

7.错综复杂的星系世界：星系的大小和间距

6.为数众多的旋涡星系：美丽的猎犬座M51

5.银河系：我们的家园

4.最初形成的天体有多大：最初天体的大小之争

3.暗物质的猜想：星系的形成和演化

2.密度波动：星系形成的“种子”

1.千姿百态的“岛屿”：带你识别星系

第五章 认识我们的星系

24.星系的继续演变：巨大的黑洞

23.星系的发展：恒星从星系中消逝

22.太阳的归宿：从红巨星到白矮星

21.地球的未来：彗星向地球步步逼近

20.未来宇宙全新图景：宇宙在加速膨胀

19.热寂还是大坍塌：宇宙的终结

18.宇宙的开放与闭合：宇宙的未来

17.有限而无界的宇宙：欧几里得时空下的宇宙

16.是困境亦是机遇：未知的量子引力理论或将成为最伟大的理论之一

15.“大统一理论”：两种理论的“拉锯战”

14.理论物理上最深奥的问题之一：调和广义相对论与量子力学

13.巨大的气泡：对称性缓慢破缺模型

12.殊途同归的宇宙模型②：“终极免费午餐”

11.殊途同归的宇宙模型①：暴胀模型

10.悬而未决的问题：热大爆炸模型的理论困境

9.反物质哪里去了：磁单极概念的引入

8.宇宙中的幽灵怪客：中微子

7.比质子和中子更小的粒子：物质由夸克构成

6.更细微的宇宙开端：质子和中子是否也会瓦解

5.普遍认可的宇宙模型②：出现恒星和星系

4.普遍认可的宇宙模型①：热大爆炸模型

3.宇宙诞生那一刻：宇宙年龄的测算

2.宇宙的起源：宇宙大爆炸理论

1.所有的星系重叠在一起：无间的宇宙

第四章 宇宙的起源与归宿

15.对类星体的探索：恒星形成的最古老证据

14.类星体的能量之源：活动星系核模型

13.如何在煤窑里找到黑猫：寻找黑洞

12.验证广义相对论的又一发现：有关黑洞的发现

11.形状不同的黑洞：对黑洞认知的大改变

10.使用虫洞：时间机器的制造原理

9.可能存在的时空隧道：虫洞

8.迷失在时间里的宇航员：事件边界内外的差别

7.连光也逃不出来的地方：神秘的黑洞

6.弯曲的光线：恒星引力场对光线的影响

5.被扭曲的优美：爱因斯坦对广义相对论的“修正”

4.光的自洽理论：广义相对论中的引力与光

3.引力对光的影响：强引力作用下的光

2.质量分界线：钱德拉塞卡极限

1.恒星的演化：质量大小决定恒星的结局

第三章 黑洞

15.大爆炸真的存在吗：大爆炸之前发生过什么

14.大爆炸强有力的证据：宇宙微波背景辐射

13.挥之不去的噪声：解开宇宙之谜的电波

12.大爆炸的闪现：氢弹实验和伽莫夫假想

11.大爆炸理论的先驱：弗里德曼和勒梅特

10.完全宇宙学原理：稳恒态宇宙学模型

9.看不见的暗物质：扎维奇的发现

8.以光速远离的星系：看不见的宇宙尽头

7.离我们越远的星系，远离的速度越快：哈勃定律

6.仙女座星云在银河系之外：河外星系进入视野

5.利用造父变星测量天体的距离：宇宙量天尺

4.天体远离我们而去的证据：红移与退行速度

3.声波的压缩和拉伸：多普勒效应

2.光谱分析的应用：光的波长和颜色

1.世纪大发现：宇宙在膨胀

第二章 宇宙在膨胀

11.宇宙从哪里来②：宇宙的发端

10.宇宙从哪里来①：宇宙起源的传统解释

9.万有“斥力”：宇宙是静态的吗

8.万有引力带来的悖论：所有的恒星将同时落到一点

7.行星运行的动力：万有引力

6.天动地静学说的终结：开普勒三大定律

5.以太阳为中心的宇宙结构体系：哥白尼创立日心说

4.16世纪前欧洲的宇宙观：地球是静止的宇宙中心

3.第一次解析宇宙结构：古希腊的宇宙观

2.从关注宇宙到服务生产：日历与预测的产生

1.与生产生活休戚相关：古代天文学的雏形诞生

第一章 经典宇宙观

阅读导航

宇宙的起源

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图解宇宙简史

封底

附录：物理学专有名词小辞典

6.膜宇宙图景：我们可能生活在一张巨大的膜上

5.膜的重要特征：粒子和力被束缚在膜上

4.寻找万物理论：像拼图游戏一样的M理论

3.弦理论的融合：膜在对偶性里的重要作用

2.对膜的研究：p膜产生了新粒子

1.新理论兴起：被弦理论学家忽略的膜

第七章：膜的新奇世界

8.外星文明：为什么没有星际来客

7.星系探索：寻找地外生命活动的痕迹

6.指数增长：公元2600年的地球危机

5.人工智能：计算机系统的进化极限

4.人类计划：遗传工程在人类身体实验

3.生物进化：非生物手段助力人类成长

2.神秘的DNA：地球上智慧生命的基础

1.人类演化理论：回顾人类演化的历史

第六章：人类历史和星系探索

6.时序保护：我们很难回到过去

5.负能量物质：建造可穿越虫洞的材料

4.虫洞：最便捷的时空隧道

3.闭合的时间圆环：建造回到过去的时间机器

2.飞向未来：沿着时间箭头前进

1.时间机器：时间旅行仅仅是科幻吗

第五章：护卫过去

7.黑洞真的“黑”吗：从“黑洞无毛”到“霍金辐射”

6.煤库里找黑猫：我们如何发现黑洞

5.坍缩：恒星的终局

4.连光都逃不出去：吞噬一切的“暗星”

3.用科学预言：拉普拉斯决定论

2.上帝说，让牛顿去吧：牛顿定律及其预言能力

1.占星术：人类预言未来的最初尝试

第四章：预言未来

8.宇宙尺度加倍：能量暴胀创造更多的物质

7.人存原理：宇宙必须像我们看到的样子

6.量子宇宙：宇宙可能拥有多重历史

5.宇宙大爆炸：时间和空间从这里创生

4.发现宇宙膨胀：几乎所有星系都运动离去

3.静态宇宙：有关宇宙起源的讨论

2.宇宙中的行星：寻找太阳系内的行星

1.无限大的宇宙：我们只是浩瀚星辰中的一点

第三章：果壳中的宇宙

8.超弦理论：将引力和量子理论合并的试探

7.超对称理论：四维之外的格拉斯曼维

6.量子引力场：解释宇宙区域的边界

5.光锥回溯：我们的过去是梨子形状的

4.神秘的奇点：时间在这里开始或终结

3.广义相对论模型：一个崭新的时空观

2.牛顿模型：时间是一根无限长的线

1.科学漫谈：时间到底为何物

第二章：时间的形状

8.量子力学：“上帝不掷骰子”

7.相对论预言：时间结束在黑洞尽头

6.宇宙常数：爱因斯坦的滑铁卢

5.广义相对论：弯曲的时空几何

4.E=mc2的应用：震惊世界的原子弹

3.狭义相对论：重构科学界的爱因斯坦论文

2.19世纪的科学：充满空间的“以太”介质

1.天才之路：阿尔伯特·爱因斯坦的学业

第一章：相对论简史

序言：了解物理学的前沿理论，探索宇宙学的浩渺源流

版权信息

图解果壳中的宇宙

封底

第八章 探索地外生命

第七章 星系和宇宙

第六章 恒星

第五章 彗星和流星

第四章 行星及其卫星

第三章 太阳、地球和月球

第二章 望远镜

第一章 天体的运行

版权信息

通俗天文学

封底

附：布封的进化观

第二章 自然的各个世代

第一章 地球及其组成

自然的世代

第七章 人的优越性

第六章 人类的社会

第五章 论梦

第四章 人的感觉

第三章 论人

第二章 人类本性的丧失——习俗的恶果

第一章 人的一生

人类卷

第八章 硅酸盐

第七章 磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐

第六章 硫酸盐、 铬酸盐、钼酸盐和钨酸盐

第五章 碳酸盐、硝酸盐、硼酸盐

第四章 氧化物和氢氧化物

第三章 卤化物

第二章 硫化物和硫酸矿物

第一章 自然元素矿物

矿物卷

第七章 被子植物

第六章 裸子植物

第五章 蕨类植物

第四章 苔藓植物

第三章 藻类植物

第二章 光合作用和蒸腾作用

第一章 植物的概念与作用

植物卷

第三章 飞禽

第二章 野兽

第一章 家畜禽

动物卷

前言

版权信息

自然史

封底

第十五章：综述和结论

第十四章：生物间的亲缘关系：形态学、胚胎学和退化器官的证据

第十三章：生物的地理分布（续）

第十二章：生物的地理分布

第十一章：古生物的演替

第十章：地质记录的不完整

第九章：杂种性质

第八章：本能

第七章：对自然选择学说的各种异议

第六章：学说的难点

第五章：变异的法则

第四章：自然选择即适者生存

第三章：生存斗争

第二章：自然状态下的变异

第一章：家养状态下的变异

版权信息

物种起源

封底

命题

定义III

命题

定义II

命题

卷ⅩⅢ

命题

卷Ⅻ

命题

定义

卷Ⅺ

命题

定义I

卷Ⅹ

命题

卷Ⅸ

命题

卷Ⅷ

命题

定义

卷Ⅶ

命题

定义

卷Ⅵ

命题

定义

卷Ⅴ

命题

定义

卷Ⅳ

命题

定义

卷Ⅲ

命题

定义

卷Ⅱ

命题

公理

公设

定义

卷Ⅰ

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几何原本

封底

下卷三 日月历法

下卷二 天体测量

下卷一 盖天模型

上卷三 七衡六间

上卷二 陈子模型

上卷一 商高定理

附录二：周髀算经

下卷 物不知数

中卷 算筹分数之法

上卷 算筹乘除之法

序

附录一：孙子算经

卷九：勾股

卷八：方程

卷七：盈不足

卷六：均输

卷五：商功

卷四：少广

卷三：衰分

卷二：粟米

卷一：方田

刘徽《九章算术》序

版权信息

九章算术

封底

附录二

附录一

32. 以广义相对论为依据的空间结构

31. 一个“有限”而又“无界的”宇宙的可能性

30. 牛顿理论在宇宙学上遇到的困难

第三部分：关于整个宇宙的一些思考

29. 在广义相对性原理的基础上求解重力问题

28. 广义相对性原理的严格表述

27. 广义相对论的时空连续体不是欧几里得连续体

26. 狭义相对论的时空连续体可视为欧几里得连续体

25. 高斯坐标

24. 欧几里得与非欧几里得连续区

23. 在转动参照系上的钟与量杆的行为

22. 广义相对性原理的几个推论

21. 经典力学和狭义相对论的基础在哪些方面无法令人满意？

20. 惯性质量和重力质量相等是广义相对性公设的—个论据

19. 重力场

18. 狭义与广义相对性原理

第二部分：广义相对论

17. 闵可夫斯基四维空间

16. 经验与狭义相对论

15. 狭义相对论的普遍性结果

14. 相对论的启发性价值

13. 速度相加定理——菲佐实验

12. 量杆与钟在运动时的行为

11. 洛伦兹变换

10. 距离概念的相对性

9. 同时性的相对性

8. 物理学中的时间观

7. 光传播定律与相对性原理表面上的抵触

6. 经典力学中所用的速度相加定理

5. （狭义）相对性原理

4. 伽利略坐标系

3. 时间

2. 坐标系

1. 几何命题的物理意义

第一部分：狭义相对论

第十五版说明

作者序

版权信息

相对论

封底

附录图版

第十一章 创世之日

第十章 拓宽视野

第四部分：宏观宇宙

第九章 生命之谜

第八章 混沌之律

第七章 现代炼金术

第六章 下降的阶梯

第三部分：微观世界

第五章 时空相对性

第四章 四维的世界

第三章 空间的独特性质

第二部分：空间、时间和爱因斯坦

第二章 自然数和人造数

第一章 大数

第一部分：玩弄数字

插图

1961年版序言

初版序言

版权信息

从一到无穷大

封底

附：牛顿生平年表

总释

命题

现象

研究自然哲学的法则

导读

第3编：宇宙体系（使用数学的论述）

第9章：流体的圆运动

第8章：通过流体传播的运动

第7章：流体的运动及其对抛体的阻力

第6章：摆体的运动与受到的阻力

第5章：流体密度和压力；流体静力学

第4章：物体在阻滞介质中的圆运动

第3章：物体受部分正比于速度而部分正比于速度平方的阻力的运动

第2章：受正比于速度平方的阻力作用的物体运动

第1章：受与速度成正比的阻力作用的物体运动

第2编：物体运动（在阻滞介质中的）

第14章：受指向极大物体各部分的向心力 推动的极小物体的运动

第13章：非球形物体的吸引力

第12章：球体的吸引力

第11章：受向心力作用物体的相互吸引运动

第10章：物体在给定表面上的运动物体的摆动运动

第9章：物体沿运动轨道进行运动和回归点的运动

第8章：如何确定物体在任意类型向心力作用下的运动轨道

第7章：物体在直线上的上升或下降

第6章：怎样求已知轨道上物体的运动

第5章：由未知焦点示曲线轨道

第4章：通过已知焦点求椭圆、抛物线和双曲线的轨道

第3章：物体在偏心的圆锥曲线上的运动

第2章：向心力的确定

第1章：通过量的初值与终值的比值证明下述命题

第1编：物体的运动

绪论

版权信息

自然哲学之数学原理

封面

封面

自然哲学之数学原理

版权信息

绪论

第1编：物体的运动

第1章：通过量的初值与终值的比值证明下述命题

第2章：向心力的确定

第3章：物体在偏心的圆锥曲线上的运动

第4章：通过已知焦点求椭圆、抛物线和双曲线的轨道

第5章：由未知焦点示曲线轨道

第6章：怎样求已知轨道上物体的运动

第7章：物体在直线上的上升或下降

第8章：如何确定物体在任意类型向心力作用下的运动轨道

第9章：物体沿运动轨道进行运动和回归点的运动

第10章：物体在给定表面上的运动物体的摆动运动

第11章：受向心力作用物体的相互吸引运动

第12章：球体的吸引力

第13章：非球形物体的吸引力

第14章：受指向极大物体各部分的向心力 推动的极小物体的运动

第2编：物体运动（在阻滞介质中的）

第1章：受与速度成正比的阻力作用的物体运动

第2章：受正比于速度平方的阻力作用的物体运动

第3章：物体受部分正比于速度而部分正比于速度平方的阻力的运动

第4章：物体在阻滞介质中的圆运动

第5章：流体密度和压力；流体静力学

第6章：摆体的运动与受到的阻力

第7章：流体的运动及其对抛体的阻力

第8章：通过流体传播的运动

第9章：流体的圆运动

第3编：宇宙体系（使用数学的论述）

导读

研究自然哲学的法则

现象

命题

总释

附：牛顿生平年表

封底

从一到无穷大

版权信息

初版序言

1961年版序言

插图

第一部分：玩弄数字

第一章 大数

第二章 自然数和人造数

第二部分：空间、时间和爱因斯坦

第三章 空间的独特性质

第四章 四维的世界

第五章 时空相对性

第三部分：微观世界

第六章 下降的阶梯

第七章 现代炼金术

第八章 混沌之律

第九章 生命之谜

第四部分：宏观宇宙

第十章 拓宽视野

第十一章 创世之日

附录图版

封底

相对论

版权信息

作者序

第十五版说明

第一部分：狭义相对论

1. 几何命题的物理意义

2. 坐标系

3. 时间

4. 伽利略坐标系

5. （狭义）相对性原理

6. 经典力学中所用的速度相加定理

7. 光传播定律与相对性原理表面上的抵触

8. 物理学中的时间观

9. 同时性的相对性

10. 距离概念的相对性

11. 洛伦兹变换

12. 量杆与钟在运动时的行为

13. 速度相加定理——菲佐实验

14. 相对论的启发性价值

15. 狭义相对论的普遍性结果

16. 经验与狭义相对论

17. 闵可夫斯基四维空间

第二部分：广义相对论

18. 狭义与广义相对性原理

19. 重力场

20. 惯性质量和重力质量相等是广义相对性公设的—个论据

21. 经典力学和狭义相对论的基础在哪些方面无法令人满意？

22. 广义相对性原理的几个推论

23. 在转动参照系上的钟与量杆的行为

24. 欧几里得与非欧几里得连续区

25. 高斯坐标

26. 狭义相对论的时空连续体可视为欧几里得连续体

27. 广义相对论的时空连续体不是欧几里得连续体

28. 广义相对性原理的严格表述

29. 在广义相对性原理的基础上求解重力问题

第三部分：关于整个宇宙的一些思考

30. 牛顿理论在宇宙学上遇到的困难

31. 一个“有限”而又“无界的”宇宙的可能性

32. 以广义相对论为依据的空间结构

附录一

附录二

封底

九章算术

版权信息

刘徽《九章算术》序

卷一：方田

卷二：粟米

卷三：衰分

卷四：少广

卷五：商功

卷六：均输

卷七：盈不足

卷八：方程

卷九：勾股

附录一：孙子算经

序

上卷 算筹乘除之法

中卷 算筹分数之法

下卷 物不知数

附录二：周髀算经

上卷一 商高定理

上卷二 陈子模型

上卷三 七衡六间

下卷一 盖天模型

下卷二 天体测量

下卷三 日月历法

封底

几何原本

版权信息

卷Ⅰ

定义

公设

公理

命题

卷Ⅱ

定义

命题

卷Ⅲ

定义

命题

卷Ⅳ

定义

命题

卷Ⅴ

定义

命题

卷Ⅵ

定义

命题

卷Ⅶ

定义

命题

卷Ⅷ

命题

卷Ⅸ

命题

卷Ⅹ

定义I

命题

卷Ⅺ

定义

命题

卷Ⅻ

命题

卷ⅩⅢ

命题

定义II

命题

定义III

命题

封底

物种起源

版权信息

第一章：家养状态下的变异

第二章：自然状态下的变异

第三章：生存斗争

第四章：自然选择即适者生存

第五章：变异的法则

第六章：学说的难点

第七章：对自然选择学说的各种异议

第八章：本能

第九章：杂种性质

第十章：地质记录的不完整

第十一章：古生物的演替

第十二章：生物的地理分布

第十三章：生物的地理分布（续）

第十四章：生物间的亲缘关系：形态学、胚胎学和退化器官的证据

第十五章：综述和结论

封底

自然史

版权信息

前言

动物卷

第一章 家畜禽

第二章 野兽

第三章 飞禽

植物卷

第一章 植物的概念与作用

第二章 光合作用和蒸腾作用

第三章 藻类植物

第四章 苔藓植物

第五章 蕨类植物

第六章 裸子植物

第七章 被子植物

矿物卷

第一章 自然元素矿物

第二章 硫化物和硫酸矿物

第三章 卤化物

第四章 氧化物和氢氧化物

第五章 碳酸盐、硝酸盐、硼酸盐

第六章 硫酸盐、 铬酸盐、钼酸盐和钨酸盐

第七章 磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐

第八章 硅酸盐

人类卷

第一章 人的一生

第二章 人类本性的丧失——习俗的恶果

第三章 论人

第四章 人的感觉

第五章 论梦

第六章 人类的社会

第七章 人的优越性

自然的世代

第一章 地球及其组成

第二章 自然的各个世代

附：布封的进化观

封底

通俗天文学

版权信息

第一章 天体的运行

第二章 望远镜

第三章 太阳、地球和月球

第四章 行星及其卫星

第五章 彗星和流星

第六章 恒星

第七章 星系和宇宙

第八章 探索地外生命

封底

图解果壳中的宇宙

版权信息

序言：了解物理学的前沿理论，探索宇宙学的浩渺源流

第一章：相对论简史

1.天才之路：阿尔伯特·爱因斯坦的学业

2.19世纪的科学：充满空间的“以太”介质

3.狭义相对论：重构科学界的爱因斯坦论文

4.E=mc2的应用：震惊世界的原子弹

5.广义相对论：弯曲的时空几何

6.宇宙常数：爱因斯坦的滑铁卢

7.相对论预言：时间结束在黑洞尽头

8.量子力学：“上帝不掷骰子”

第二章：时间的形状

1.科学漫谈：时间到底为何物

2.牛顿模型：时间是一根无限长的线

3.广义相对论模型：一个崭新的时空观

4.神秘的奇点：时间在这里开始或终结

5.光锥回溯：我们的过去是梨子形状的

6.量子引力场：解释宇宙区域的边界

7.超对称理论：四维之外的格拉斯曼维

8.超弦理论：将引力和量子理论合并的试探

第三章：果壳中的宇宙

1.无限大的宇宙：我们只是浩瀚星辰中的一点

2.宇宙中的行星：寻找太阳系内的行星

3.静态宇宙：有关宇宙起源的讨论

4.发现宇宙膨胀：几乎所有星系都运动离去

5.宇宙大爆炸：时间和空间从这里创生

6.量子宇宙：宇宙可能拥有多重历史

7.人存原理：宇宙必须像我们看到的样子

8.宇宙尺度加倍：能量暴胀创造更多的物质

第四章：预言未来

1.占星术：人类预言未来的最初尝试

2.上帝说，让牛顿去吧：牛顿定律及其预言能力

3.用科学预言：拉普拉斯决定论

4.连光都逃不出去：吞噬一切的“暗星”

5.坍缩：恒星的终局

6.煤库里找黑猫：我们如何发现黑洞

7.黑洞真的“黑”吗：从“黑洞无毛”到“霍金辐射”

第五章：护卫过去

1.时间机器：时间旅行仅仅是科幻吗

2.飞向未来：沿着时间箭头前进

3.闭合的时间圆环：建造回到过去的时间机器

4.虫洞：最便捷的时空隧道

5.负能量物质：建造可穿越虫洞的材料

6.时序保护：我们很难回到过去

第六章：人类历史和星系探索

1.人类演化理论：回顾人类演化的历史

2.神秘的DNA：地球上智慧生命的基础

3.生物进化：非生物手段助力人类成长

4.人类计划：遗传工程在人类身体实验

5.人工智能：计算机系统的进化极限

6.指数增长：公元2600年的地球危机

7.星系探索：寻找地外生命活动的痕迹

8.外星文明：为什么没有星际来客

第七章：膜的新奇世界

1.新理论兴起：被弦理论学家忽略的膜

2.对膜的研究：p膜产生了新粒子

3.弦理论的融合：膜在对偶性里的重要作用

4.寻找万物理论：像拼图游戏一样的M理论

5.膜的重要特征：粒子和力被束缚在膜上

6.膜宇宙图景：我们可能生活在一张巨大的膜上

附录：物理学专有名词小辞典

封底

图解宇宙简史

版权信息

宇宙的起源

阅读导航

第一章 经典宇宙观

1.与生产生活休戚相关：古代天文学的雏形诞生

2.从关注宇宙到服务生产：日历与预测的产生

3.第一次解析宇宙结构：古希腊的宇宙观

4.16世纪前欧洲的宇宙观：地球是静止的宇宙中心

5.以太阳为中心的宇宙结构体系：哥白尼创立日心说

6.天动地静学说的终结：开普勒三大定律

7.行星运行的动力：万有引力

8.万有引力带来的悖论：所有的恒星将同时落到一点

9.万有“斥力”：宇宙是静态的吗

10.宇宙从哪里来①：宇宙起源的传统解释

11.宇宙从哪里来②：宇宙的发端

第二章 宇宙在膨胀

1.世纪大发现：宇宙在膨胀

2.光谱分析的应用：光的波长和颜色

3.声波的压缩和拉伸：多普勒效应

4.天体远离我们而去的证据：红移与退行速度

5.利用造父变星测量天体的距离：宇宙量天尺

6.仙女座星云在银河系之外：河外星系进入视野

7.离我们越远的星系，远离的速度越快：哈勃定律

8.以光速远离的星系：看不见的宇宙尽头

9.看不见的暗物质：扎维奇的发现

10.完全宇宙学原理：稳恒态宇宙学模型

11.大爆炸理论的先驱：弗里德曼和勒梅特

12.大爆炸的闪现：氢弹实验和伽莫夫假想

13.挥之不去的噪声：解开宇宙之谜的电波

14.大爆炸强有力的证据：宇宙微波背景辐射

15.大爆炸真的存在吗：大爆炸之前发生过什么

第三章 黑洞

1.恒星的演化：质量大小决定恒星的结局

2.质量分界线：钱德拉塞卡极限

3.引力对光的影响：强引力作用下的光

4.光的自洽理论：广义相对论中的引力与光

5.被扭曲的优美：爱因斯坦对广义相对论的“修正”

6.弯曲的光线：恒星引力场对光线的影响

7.连光也逃不出来的地方：神秘的黑洞

8.迷失在时间里的宇航员：事件边界内外的差别

9.可能存在的时空隧道：虫洞

10.使用虫洞：时间机器的制造原理

11.形状不同的黑洞：对黑洞认知的大改变

12.验证广义相对论的又一发现：有关黑洞的发现

13.如何在煤窑里找到黑猫：寻找黑洞

14.类星体的能量之源：活动星系核模型

15.对类星体的探索：恒星形成的最古老证据

第四章 宇宙的起源与归宿

1.所有的星系重叠在一起：无间的宇宙

2.宇宙的起源：宇宙大爆炸理论

3.宇宙诞生那一刻：宇宙年龄的测算

4.普遍认可的宇宙模型①：热大爆炸模型

5.普遍认可的宇宙模型②：出现恒星和星系

6.更细微的宇宙开端：质子和中子是否也会瓦解

7.比质子和中子更小的粒子：物质由夸克构成

8.宇宙中的幽灵怪客：中微子

9.反物质哪里去了：磁单极概念的引入

10.悬而未决的问题：热大爆炸模型的理论困境

11.殊途同归的宇宙模型①：暴胀模型

12.殊途同归的宇宙模型②：“终极免费午餐”

13.巨大的气泡：对称性缓慢破缺模型

14.理论物理上最深奥的问题之一：调和广义相对论与量子力学

15.“大统一理论”：两种理论的“拉锯战”

16.是困境亦是机遇：未知的量子引力理论或将成为最伟大的理论之一

17.有限而无界的宇宙：欧几里得时空下的宇宙

18.宇宙的开放与闭合：宇宙的未来

19.热寂还是大坍塌：宇宙的终结

20.未来宇宙全新图景：宇宙在加速膨胀

21.地球的未来：彗星向地球步步逼近

22.太阳的归宿：从红巨星到白矮星

23.星系的发展：恒星从星系中消逝

24.星系的继续演变：巨大的黑洞

第五章 认识我们的星系

1.千姿百态的“岛屿”：带你识别星系

2.密度波动：星系形成的“种子”

3.暗物质的猜想：星系的形成和演化

4.最初形成的天体有多大：最初天体的大小之争

5.银河系：我们的家园

6.为数众多的旋涡星系：美丽的猎犬座M51

7.错综复杂的星系世界：星系的大小和间距

8.太阳系：我们的星际家园

9.太阳：我们的“老族长”

10.水星：名不副实的最小行星

11.金星：高温与酸雨的地狱

12.火星：最像地球的红色行星

13.木星：太阳系的长子

14.土星：太阳系最美丽的行星

15.天王星：“躺着”自转的冰巨星

16.海王星：“笔尖上的发现”

17.小行星：太阳系中的“小家伙”们

18.地球：认识我们的家园

19.月亮：地球的亲密伴侣

20.地月关系：不可或缺的伙伴

21.日食和月食：壮观的天文现象

22.地球生命之树：从真核细胞到人类

第六章 时间箭头

1.时间箭头：一去不返的时间

2.普遍的物理法则：时间是不会流动的

3.硬币实验：一枚硬币的过去和未来

4.时间本质：过去和未来的区分是几率性的

5.不同的时间箭头：宇宙论的时间箭头

6.探索时间箭头的关键：熵从低状态迈向高状态

7.宇宙创始状态：宇宙膨胀与收缩

8.进化的起源：宇宙的起点

9.真的可能吗：时间机器与时间吊诡

10.封闭的时间轴：时间的特质

11.旋转黑洞：宇宙中的时间隧道

12.终极猜想：时间机器诞生秘闻

封底

图解万物简史

版权信息

编者序 行思不止，探索另一种可能

第一章：寥廓的空宇

1.混沌初开天地见：宇宙的发端

2.平地何故起波澜：大爆炸发生的原因

3.来自遥远过去的声音：探听本底噪声

4.世界之妙，妙不可言：我们在宇宙中的位置和未来

5.“饱受伤害”的天体：从行星被降级到矮行星的冥王星

6.遥远的旅行：巨大的太阳系

7.见证恒星大事件：超新星的发现过程

8.毁灭，为了更好地存在：超新星的现实意义

9.为生命做铺垫：太阳系形成了

10.外星人的世界：宇宙中的其他生命

11.让牛顿羞愧的事情：光以太的破产

12.往前一步是真知：19世纪物理学的瓶颈

13.勘破疑云的黎明之光：普朗克与爱因斯坦

14.爱因斯坦的宇宙①：质能方程与广义相对论

15.爱因斯坦的宇宙②：艰涩的相对论

16.离家出走的恒星：宇宙在加速膨胀

第二章：地球多大了

1.让我们一起“合抱”地球：测量地球大小

2.水手的实践：诺伍德测量1度经线

3.橘子还是西瓜：关于地球形状的论战

4.赌局带来的科学进步：揭秘行星椭圆轨道

5.科学家八卦：牛顿鲜为人知的故事

6.地球身处何处：观测金星凌日

7.地球有多重：测量地球质量

8.《地球论》与水成论、火成论：地质学的形成

9.“敲石头”的绅士们：地质学的发展

10.厘清已逝光阴：地质时期界限

11.真理谬误，一念之隔：炼金术士的化学发现

12.动荡中的科学：大革命对化学家的影响

13.为化学点亮启明星：化学的科学化

14.19世纪末的惊喜：发现放射性元素

15.灾难与福音之间：放射性元素的应用

第三章：一个新时代的黎明

1.低调的科学家：道尔顿发现原子

2.物理学家意外获得诺贝尔化学奖：卢瑟福发现原子能量

3.奇妙的小东西：原子小、多而“长寿”

4.揭秘小东西的内部：原子的结构和性质

5.大理论与小理论：关于同一现象的不同科学解释

6.剪不断，理还乱：繁杂的粒子世界

7.付出与收益同在：寻找粒子的代价与回报

8.一种“简单”的描述方法：夸克与标准模型

9.关于宇宙的最终猜想：弦理论与极高密度理论

10.认识永无止境：宇宙中的暗物质

11.重金属的危害：含铅汽油风波

12.拨开迷雾的调查：治理铅污染

13.糟糕的发明：氯氟烃

14.测定年代的秘钥：放射性碳年代测量法

15.一个连牛顿也不知道答案的问题：地球年龄

第四章：充满活力的行星

1.总有沧海变桑田：平坦的曼森大坑

2.荡平残存的撞击：KT界线及其成因

3.并不安全的宇宙空间：地球潜在的撞击风险

4.在灾难中认识地球：探秘地球内部构造

5.地震的分类：板块间地震与跨板块地震

6.认识的分歧：深入地球内部

7.不“喷”则已，一“喷”惊人：圣海伦斯火山

8.危险与美丽同在：黄石火山公园

9.地球的“裹身布”：大气层

10.越靠近太阳为何越冷：在大气层中攀升

11.流动的空气：风的成因

12.绝妙的发明：温度计与云层命名

13.大海永不停歇：水、盐、碳的运动

14.云梅干与陆桥：大陆漂移

15.“荒唐”的假设：大陆漂移

16.生生不息的岩石：海底扩张与地壳潜没

17.脚下的土地将去往何处：板块运动的影响

第五章：前进的生命

1.我们都是外星人：地球生命的起源

2.用无机物创造有机物：生命的物质基础

3.寻找一个摇篮：地球上形成了适宜生命的环境

4.我们赖上了地球：生命对环境的适应

5.拓展生存空间：古怪的发明家父子

6.在全宇宙与你相遇：几近完美的地球

7.我们难道不是地球的主人：鲜为人知的细菌

8.把它们放到哪里去：微生物的分类

9.极限环境中的生命：嗜极生物

10.胜负难定的物种战争：微生物致病

11.深入微观世界：细胞的发现

12.奇妙的小东西：认识细胞

13.不受控制的细胞：癌细胞

14.荒唐的荣誉之战：美洲物种很低等

15.伟大的事业总是充满磨难：悲催的恐龙化石寻找者

16.来自遥远年代的讯息：三叶虫化石

17.勘破疑云密布的过往：揭秘化石

18.探秘生命大爆发以前的图景：最早的生命形式

19.那个遥远而陌生的地质时代：对化石的解释有待改进

20.生命的意义何在：拼尽全力活下去

21.生命从摇篮中爬了出来：离开海洋，走向陆地

22.生命在前进：物种的进化与变异

23.强弱易位，变异长存：物种的毁灭与延续

24.爱上地球生命：丰富的生物种类

25.色色的生物学家：林奈的动植物分类尝试

26.岂一个难字了得：烦琐的物种分类工作

27.好好捋一捋生物种类：五界分类法和三域理论

第六章：人类的进化

1.生存之战旷日持久：寒冷的地球

2.生命的劫数与契机：冰川运动

3.冰天雪地里的生命：雪球地球的开始和结束

4.达尔文的环球之旅：“贝格尔”号航行

5.英雄所见略同：进化论的提出

6.充满磨难的真理之路：进化论备受攻讦

7.墙里开花墙外香：孟德尔定律的发现

8.你祖父母是从猿猴变来的吗：进化论在争议中进步

9.为人类寻根问祖：人骨化石的发掘与研究

10.一起来一场 “集邮”比赛：人类演化理论的发展

11.巧妇难为无米之炊：匮乏的化石证据

12.想象让化石活起来：露西与古猿模型

13.一路走来：越来越聪明的人类

14.永不安分的类人猿：古人类四处迁徙

15.从哪儿到哪儿：多地区起源论与单一地区起源论

16.我们如此相像：人类拥有庞大而相似的基因

17.别有用心的发现过程：DNA的结构

18.值得获两次诺贝尔奖的发现：DNA的作用

第七章：我们的世界

1.生命之源：地球上的水

2.令人吃惊的新发现：海洋探索

3.深入海洋：业余人员的记录

4.我们还很无知：知之甚少的海底世界

5.无知无畏的人类：我们正在破坏海洋

6.人类活动的影响：第六次物种大灭绝

7.我们是一家子：保护地球，从当下做起

封底

关于本书

图解时间简史

版权信息

序言：坚强的轮椅巨人，辉煌的科学巨著

导读：霍金与《时间简史》

霍金 有史以来最杰出的科学家之一

霍金的作品：从《时间简史》到《大设计》

量子宇宙论：霍金讲述宇宙的由来

第一章：我们的宇宙

与生产生活休戚相关：人类开始关注宇宙

种种宇宙模型的出现：古希腊的宇宙观

地球是静止的宇宙中心：16世纪前欧洲的地心说

以太阳为中心的宇宙模型：哥白尼的日心说

地动说被证实：行星运动三大定律

宇宙没有中心：布鲁诺的悲剧

地球的能量源是太阳：我们居住在太阳系

离太阳最近的恒星：半人马座的α星C

宇宙的度量单位：光年

望远镜犹如时间机器：我们看到的是宇宙的过去

美丽而神秘的天河：无数恒星的集合

一个巨大的铁饼：银河系的形状和大小

为数众多的旋涡星系：美丽的猎犬座M51

仙女座星云在银河系中吗：关于仙女座大星系的争论

使用亮度变化的恒星：测量天体的距离

仙女座星云在银河系之外：哈勃的发现

宇宙广阔无垠：到仙女座星系的距离

旋涡星系、椭圆星系和不规则星系：星系的形状

错综复杂的星系世界：星系的大小和间距

星系聚集成群：星系团和超星系团

宇宙空洞的发现：难解的宇宙之谜

从照片到CCD：天文学的技术革新

向宇宙的尽头探索：宇宙学的发展

巧合还是神奇：金字塔的奥秘

第二章：相对论：空间和时间

爱因斯坦：20世纪最伟大的物理学家

光速：亘古不变的速度

永恒不变：绝对时间与绝对空间

绝对空间：一直在找却没有找到的空间

爱因斯坦之前的解释：运动中的物体长度会缩小

光速不变原理：爱因斯坦的破空之解

相对性原理：伽俐略提出的相对论

四维：时间与空间的集合

何谓同时：同时也是相对的

钟表变慢：光速恒定带来的奇特现象之一

测定值会缩小：光速恒定带来的奇特现象之二

验证时间变慢：穿过大气层的中微子流

再度相逢时谁更年轻：双子吊诡之谜

男孩更年轻：双子吊诡的解答

水桶实验：牛顿寻找的绝对空间

第三章：膨胀的宇宙

世纪大发现：宇宙在膨胀

最初的观测：斯莱弗的发现

光谱分析的应用：光的波长和颜色

远去的声音会变低：多普勒效应

星系在远离的证明：红移和退行速度

天文学的超级巨星：埃德温·哈勃

越远的星系远离速度越快：哈勃定律

为了观测更远的星系：变大的望远镜

宇宙没有边界：无边的宇宙

宇宙没有中心：我们不在宇宙的中心

不断地加速：空间是怎样膨胀的

所有的星系重叠在一起：最初的宇宙很小

宇宙的起源：爆炸性的宇宙

地球比宇宙更古老：宇宙的年龄

哈勃的错误：两种造父变星

以光速远离的星系：人类看不到的宇宙

宇宙会永远膨胀吗：宇宙的未来

热寂还是大坍塌：宇宙的终结

“空荡荡”的宇宙：宇宙的物质

暗物质发现的经过：扎维奇的发现

第四章：大爆炸、黑洞和宇宙演化

宇宙膨胀和光的波长：拉长的光波

物质构成的基本单位：原子核和电子

原子核的构成：质子和中子

制造原子核的能量：汤川秀树的发现

热宇宙的物质形态：没有结构的宇宙

热平衡下的均匀温度：宇宙开始的状态

元素是什么时候生成的：伽莫夫的困扰

大爆炸的闪现：氢弹实验和伽莫夫

从一到无穷大：宇宙开始的3分钟

与大爆炸相对立的理论：稳恒态宇宙学模型

大爆炸理论的先驱：弗里德曼和勒梅特

电话公司发现的电波噪音：大爆炸理论的证据

空中交织着各种电磁波：光波的伙伴

电波的温度：热辐射

电波杂音带来的诺贝尔奖：关于宇宙背景辐射的两次获奖

充满整个宇宙的电磁辐射：宇宙微波背景辐射

原子的形成使宇宙透明化：宇宙放晴

宇宙开始的波动：COBE的发现

由微小的波动引发的：星系的形成

暗物质的重要作用：星系由暗物质的波动产生

最初形成的天体有多大：最初天体的大小之争

最远的天体类星体：类星体的能量之谜

连光也逃不出来的地方：神秘的黑洞

类星体的能量之源：活动星系核模型

类星体的探索：恒星诞生于类星体

大爆炸之父：伽莫夫的生涯

第五章：宇宙的开始和未来

更细微的宇宙开端：质子和中子是否也会瓦解

比质子和中子更小的粒子：物质由夸克构成

宇宙间的隐者：中微子

反物质哪里去了：磁单极概念的引入

大爆炸的又一谜团：磁单极疑难

宇宙的势力范围：视界疑难

解决诸多疑难：暴胀理论的提出

什么是暴胀：暴胀是加速膨胀

引起暴胀的原因：与引力相反的作用力

恒星、星系的生成：量子波动引起密度波动

探寻暴胀的直接证据：重力波背景辐射

创造宇宙的时间：普朗克时间

取代粒子的最小存在：超弦理论

十维、十一维的时空：膜宇宙论

大爆炸以前宇宙就存在：两种流行的模型

未来的宇宙图景：宇宙加速膨胀

地球的未来：彗星向地球倾注而来

太阳的未来：最后变成白矮星

星系的未来：恒星从星系中蒸发

星系的继续演变：巨大的黑洞

第六章：时间箭头

时间箭头：时间的单一方向性

普遍的物理法则：时间不会从过去流向未来

硬币实验：过去和未来的区别

时间本质：时间是一种可能性的流逝

硬币实验的发现：熵增大的法则

两种状态：宏观状态与微观状态

玻耳兹曼：深受哲学困扰的物理学家

不同的时间箭头：宇宙论的时间箭头

意识中的时间：我们如何觉察时间

时间指向的标志：熵增大与宇宙创始

宇宙创始状态：宇宙膨胀与收缩

生物赖负熵为生：薛定谔与负熵

进化的起源：宇宙的起点

彭罗斯的假说：用奇点区分过去和未来

第七章：虫洞和时间旅行

真的可能吗：神奇的时间机器

封闭的时间轴：时间的特质

旋转黑洞：另一种黑洞

时间隧道：连接平行宇宙的通道

虫洞：连接时间的隧道

使用虫洞：时间机器的制造原理

宇宙绳：宇宙中的绳状能源群

能源的最低状态：真空的互相转换

缺口：宇宙绳周围的时空

使用宇宙绳：制造时间机器

保存历史：霍金关于历史保存的假说

反粒子：朝过去行走的粒子

使用反物质：相对生成与相对消灭

终极答案：回答“时间机器可能吗”

附录一 我们如何感受空间和时间

附录二：不可不知的物理名词