作者：徐一鸿，张礼 日期：2014-02-07 17:44:51
本书是作者在《可畏的对称》成为畅销书之后的又一部科普著作。他从引力开始，从牛顿讲到爱因斯坦，从“老人的玩具”引入作为广义相对论基础的等价原理以及时空弯曲；再由引力进入膨胀的宇宙、物质的产生以及暗物质的存在；然后再次回到引力，讲述引力和量子理论结合的问题，涉及超弦以及膜理论；最后归结到自然的可认识问题。引力是学生学物理时最先接触的内容。宇宙演化是各方人士关注的问题，它和引力间的关系至为密切，两个方面的物理问题交织在一起。引力的秘密和宇宙的演化仍存在一些深刻的悬念。本书用通俗语言给读者解释内容，并力图深入讲解，使人们了解为什么物理认识是如此发展过来的。作者致力于告诉读者，科学家特别是大师们是怎样思考的，因此本书特别具有启发性。
作者简介：
徐一鸿，理论物理学家，美国加州大学圣巴巴拉分校教授，美国国家理论物理研究所永久资深研究员。徐一鸿教授是上海人，出生于昆明，后搬迁至香港，移民圣保罗，求学美国，获美国普林斯大学学士、哈佛大学博士学位。现定居圣巴巴拉。共发表超过250篇的学术论文。科普书、教科书及文化饮食方面知名作家。著有《力的统一》、《吞云》、《可畏的对称》、《爱因斯坦的玩具》、《简明量子场论》及《简明爱因斯坦引力论》等。相关著作在德、日、韩、西、波兰、印度等地出版。曾获美国普立兹奖提名。
张礼，理论物理学家，清华大学高等研究中心教授，从事理论粒子物理及量子力学研究。著有《量子力学的前沿问题》、《近代物理学进展》等书。获第九届（2012-2013年度）周培源物理奖。
目录：
序幕：苹果和月亮
Ⅰ引力的升起
1老人的玩具
2在空间和时间中疾行
3无所不能的必定是弱的
Ⅱ膨胀的宇宙
4出航
5夜间的黑暗
6从大冷冻到大爆炸
Ⅲ从虚无中出来的结构
7宇宙诞生物质
8富人变得更富
9从头发旋涡到创世的初期
10天空中的鬼骑手
11戴上了光环序幕：苹果和月亮
Ⅰ引力的升起
1老人的玩具
2在空间和时间中疾行
3无所不能的必定是弱的Ⅱ膨胀的宇宙
4出航
5夜间的黑暗
6从大冷冻到大爆炸Ⅲ从虚无中出来的结构
7宇宙诞生物质
8富人变得更富
9从头发旋涡到创世的初期
10天空中的鬼骑手
11戴上了光环Ⅳ引力的秘密
12引力的坠落和升起
13弦的音乐
14思索的人和发笑的上帝
跋
注记
索引徐一鸿以一种轻松的、诗意的幽默写作……。一个科学家肯定能够唤起藏在数学公式之中的想象，用热情和愉悦把某些很艰深的材料处理得当。
纽约时报徐一鸿通过他务实的、对话的风格成功地在逗人的故事中把科学带给了读者。
旧金山纪事报
光线的弯曲
光会落下吗？牛顿和他同时代的人认为会，因为他们认为光是由小颗粒构成的。他们以后的物理学家并不这么肯定，毕竟你不能把光握在手中并感到它的重量。
爱因斯坦决定性地解决了问题，从而漂亮地展示了等价原理的威力。想要懂得这一点，还要去麻烦我们的朋友，她丝毫没意识到起居室正在深度空间加速。她想玩一个激光标定游戏。她打开激光器，一束光穿过房间，但地板根本不在乎她在干什么，正和往常一样地往上冲，愈来愈接近光束。我们的朋友很吃惊：光束竟然弯向了地板！
我们笑了，哈哈，她又被骗了！光并没有往下落，只是地板在往上冲！但根据等价原理，在深度空间加速的起居室中的物理和引力场中的物理是一样的。我们可以作结论：引力使光弯曲，而这是正确的。
这样，等价原理一举解决了长期的争论。观测已经证明了结论是正确的：星光在从太阳附近经过时确实弯了一点点。
反引力
能有反引力吗？我曾看过一个解密的政府文件，研究敌对国家制造翻引力飞机的可能性（真是令人同情，文件中列出了一些苏联集团研究引力的物理学家的名字。我知道他们中许多人是纯粹的理论家，叫他们解释一下普通飞机的工作原理都会很费劲）。
科幻小说作家喜欢诸如反引力这样的概念。但如果你相信等价原理，反引力就是不可能的。
论据仍是极为简单的。扔下一把物体，它们中能有往上掉的吗？不能。根据等价原理，你处在深度空间中加速的火箭里。这里仍然沿用老说法：尽管你信誓旦旦，说它们正往下落。但对于飘在外面的观测者，是地板冲向上面去迎你扔下的物体。显然，如果等价原理是正确的，在引力场中不会有一个往上落的物体。
时间弯曲
从等价原理可以得到一系列令人吃惊的，做梦都想不到的效应。大概没有比空间和时间弯曲更能引起公众想像的了。但是爱因斯坦的快乐思想，看起来那么简单但又极为深刻，几乎立刻能引申到空间和时间的弯曲。
设想在引力场中不同位置的两个观测者，一个在地面，一个在塔顶。地面的观测者每秒向塔顶的观测者发一个光脉冲信号，塔顶的观测者测量两个信号到来的时间间隔他们在比较时间流逝的快慢。
想像把整个的安排包括地面及坐在那里的观测者，塔和高居其顶端的观测者移到深度空间的加速飞船上。根据爱因斯坦的等价原理，这和在地球引力场中的情况是绝对没有区别的。现在就能容易地定性判断会发生什么了。在一个光脉冲趋近塔顶时，一直在加速的观测者却愈来愈快地远离，因此光脉冲需要多一点的时间到达塔顶的观测者。时间像是对两个观测者流动的速率不同。等价原理告诉我们，虽然地面和塔顶的观测者都坐着不动，他们也看到时间的不同流逝。
亲爱的读者，这就是时间弯曲的所有内容。虽然使人惊讶，但却不像某些科幻作家所希望的那样神奇。
空间弯曲
要了解为什么引力使空间弯曲，先想一下我们如何才能判断我们所处的三维空间是否弯曲。因为弯曲的三维空间很难想像，让我们设想一个在二维弯曲空间也就是曲面中生活的二维小生物，他是如何判断他的空间是否弯曲的。
当我们想像一个曲面时，它是嵌入在或者说是包容在日常经验的三维空间中。作为三维空间的人，我们去看二维表面，很容易判断它是否弯曲。但二维生物不能脱离自己的世界到三维空间中来看他的世界，正如我们不能跳出我们的宇宙来看一看我们的三维空间一样。二维生物该怎么办呢？
答案就在我小时候感到困惑的一个古老谜语里。一个猎人往南走了一英里，转向东走了一英里，最后，他转向北方。走了一英里后，他回到原地，遇到了一只熊，将它射杀。这熊是什么颜色的？
谜语中提供的信息表明地球表面一定是弯曲的。对数学家而言，这个信息就是猎人足迹形成的三角形的三个角之和是90°+90°+90°=270°，它大于180°（见图2.2）。与此对照的是，在平面上画的三角形，其三个角之和是180°。这样，二维生物只需在他的空间中画一个三角形，量它三个角，看看加起来是否是180°就行。