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主编推荐语

诺贝尔物理学奖得主基普·索恩巨献,一部媲美《时间简史》的巨著。

内容简介

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?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。

基普·索恩教授,电影《星际穿越》的唯一科学顾问,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。

本书是继《时间简史》之后天体物理学领域的又一里程碑式著作。

目录

  • 版权信息
  • 赞誉
  • 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
  • 国家天文台天体物理学重磅译者团队
  • 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
  • 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,米勒星球被撕裂的临界点
  • “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
  • 最近的恒星离我们有多远?
  • 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》,一个可穿行虫洞的疯狂构想
  • 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
  • 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
  • 下落奇点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
  • 附录1 在哪里可以获得更多信息?
  • 附录2 技术札记
  • 致谢
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评分及书评

4.5
16个评分
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    5.0
    仰望星空,畅想未来

    《星际穿越》这部电影我前后看了 N 遍,读完基普索恩的这本书,我可能马上就会看 N+1 遍。这是一部知识浓度很高的电影,也是一部极具启发性的电影。科学家的想象力,超过任何一个科幻作家和空想家,他们穷尽一切可能探寻世界的真相,他们捍卫的不是某个具体的观点,他们捍卫的只是科学精神。因此在科学家的世界里,没有崇古心态。他们承认前辈的伟大,但又会毫不留情地指出前辈的错误。对比《时间简史》,已经有一些科学认识被更新了。我期待看到《星际穿越》的续集,我希望最新的科学认识能在下一部电影当中呈现,我格外盼望基普索恩能为下一步电影也写一本书,介绍其中的科学知识。只有面对一个比自身大的多的东西,我们才能产生敬畏感。世界上有太多有趣的东西值得我们去探索,不要把精力放在那些鸡毛蒜皮的事情上,错失真正美好的东西。

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      6
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      给这本书评了
      5.0

      《星际穿越》给人类的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。本书中有黑洞,虫洞,引力,多维度空间等许多物理学知识,很是深奥。虽然很多时候并未看懂,甚至是一头雾水,但这也足以满足人的好奇心。另外,书中有许多精美的图片,还有详细的介绍,带给人一种美的阅读体验。

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        给这本书评了
        4.0
        这种书怎么看都不轻松

        我特别喜欢《星际穿越》这部电影,它是一部非典型的好莱坞电影,有着严密的科学理论支撑的科幻片。空间时间上的格局很大,但情感的内核却很小。拜这部电影所赐,人类首次在 IMAX 电影屏幕上看到有史以来最符合科学理论的宇宙图像、虫洞的内外和黑洞的诡异美丽。影片上映后,知乎上立即有这么个问题 “电影《星际穿越》中有哪些科学上的错误?”。这个问题下有超过 200 个回答。但是,什么样的人才有资格去喷科学错误。懂相对论吗?量子力学呢?黑洞的质量、引力、透镜效应呢?这些都不懂,质疑什么劲?所以所有怀疑这部电影的科学性的朋友,要了解到一点:这部电影是先由一群加州理工大学的科学家构想完善,然后才经过好莱坞的电影工业体系加工的电影。有意思的在于,导演自己说,他对物理没有兴趣,他只是想讲述一个宏大背景下的亲情故事,导演要保证的电影里的科学性保证。那么他有哪些保证?基普・索恩,本片的科学顾问,也是本书的作者。引力物理与天体物理学领域的集大成者,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。其他做出贡献的有太空生物学家、行星科学家、理论物理学家、宇宙学家、心理学家和空间政策专家、植物学家、植物降解微生物专家………… 索普在于电影开始前,就定下了两条准则:1、影片中的情节不能违背已经牢固确立的科学准则;2、猜想也要源于实际的科学。更有意思的是,在很多细节上,导演有自己的想法,而科学家就回去衡量可能性,并计算前提条件,然后用严密的数学方程式和计算机程序,为我们打造出无与伦比的视觉奇观。书的开始是序言、导言,然后是引言。索普讲述了这部电影的起源、与导演的沟通、与主演的沟通、与视觉特效团队的沟通过程。前菜结束。接下来就进入主题,作者基普・索恩用尽量简单的语言为我们带来七个部分的科普……1、宇宙奥秘(宇宙基本知识);2、卡刚都亚(黑洞的基本知识);3、地球大灾难(枯萎病的科学解释);4、虫洞和太空跳跃;5、黑洞周边(米勒星球的设定);6、极端物理(高维宇宙);7、掉进黑洞后的科学解释和猜想。阅读这本书之前,建议再看一遍电影,然后看一下探索频道的同名纪录片《The Science of Interstellar》。最后我们可以开始痛苦的阅读之旅了😂……

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        出版方

        湛庐文化

        “湛庐”之名取自相传是春秋时铸剑大师欧冶子“十年磨一剑” 所铸造的,享有“天下第一剑”之誉的湛庐剑。 北京湛庐文化传播有限公司是国内领先的专业出版商,专业从事经济管理类、心理学类图书的策划和出版。湛庐倡导“独立”“理性”的阅读,努力帮助读者实现独立思考、理性分辨,让读者运用自己的理智,用理性之光照亮蒙昧的心智。我们倡导“精进”“深入”的阅读,努力帮助读者降低阅读成本,提升阅读价值,让"无价"的内容能转化成出版相关者应获得的价值。