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引力是宇宙中处于支配地位的力，与天体、生命的诞生息息相关，迷影重重的引力也是解开宇宙谜题的关键钥匙。经过牛顿、爱因斯坦，引力研究正迎来第三个黄金时期。

本书以新颖有趣的形式讲解了从牛顿、爱因斯坦到前沿物理的研究内容，用全新的方式解读相对论、量子理论、超弦理论。真正让你理解引力、引力波、E=mc2 、黑洞等概念的含义与意义，也能让你体验到追寻宇宙深层谜题的冒险快感。

第一章　引力的七大不可思议　　1

1.不可思议之一：引力是“力”　　3

2.不可思议之二：引力的强度非常弱　　6

3.不可思议之三：引力即使分开也能起作用　　9

4.不可思议之四：引力对一切物体的作用都是一样的　　12

5.不可思议之五：引力是“幻想”　　17

6.不可思议之六：引力的大小“恰到好处”　　19

7.不可思议之七：引力的理论还不完善　　21

第二章　具有伸缩效应的时空——狭义相对论　　23

1.物理学家是激进的保守主义者　　25

2.物理学的理论是以“10亿”米的步伐发展而来的　　27

3.纳米世界的纳米技术　　32

4.电波、光和放射线都是电磁波的一种　　34

5.无论怎么叠加，光速都不变　　36

6.验证光速不变的“迈克尔逊－莫雷实验”　　38

7.明明是同时出的“石头剪子布”，为什么变成慢出犯规呢？　42

8.列车内的1秒与外面的1秒长短不同！　　48

9.发生变化的不仅仅是时间，距离也会伸缩！　　50

10. E＝mc²是固定汇率制中的汇率　　51

11.为什么能量可以转换成质量？　　55

12.如果存在比光还快的粒子会怎样？　　59

第三章　为什么会产生引力——广义相对论　　61

1.先来谈谈“低维度”的话题　　63

2.如果“球”出现在二维空间内，看起来将是什么样子？　65

3.在圆的中心放置物体后，圆心角将会比360度小？！　68

4.引力的真面目为时空的扭曲　　73

5.爱因斯坦人生中最棒的一次灵感闪现　　75

6.可以消失的引力与无法消失的引力　　78

7.在旋转的宇宙空间站中发生了什么？　　81

8.圆周率＝3.14…不成立的世界　　83

9.数学家希尔伯特与爱因斯坦的激战　　88

10.爱因斯坦理论的验证之一——能够解释水星的轨道　　91

11.爱因斯坦理论的验证之二——能够观测引力透镜效应　　93

12.爱因斯坦理论的验证之三——捕捉引力波　　98

13.爱因斯坦理论的验证之四——可靠的汽车导航　　102

第四章　黑洞和宇宙的诞生——爱因斯坦理论的界限　　105

1.如果把地球的半径压缩到9毫米也会变成黑洞　　107

2.一旦跨过就无法返回的“视界”　　110

3.超级黑洞——类星体　　112

4.暴露爱因斯坦理论破绽的“奇点”　　115

5.哈勃的发现阐明了宇宙的膨胀　　117

6.加速宇宙膨胀的“暗能量”是什么？　　121

7. 137亿年前宇宙呈火球状态时的“余烬”　　124

8.强烈反对大爆炸理论的科学家们　　127

9.霍金初出茅庐，证明了爱因斯坦理论的破绽　　130

第五章　猫是活着还是死了——量子力学　　135

1.应该以“光的真面目是波”的结论而完结　　137

2.“光是波”的结论所无法解释的光电效应　　140

3.爱因斯坦的“光量子假说”认为“光是粒子”　　142

4.具有放射线危害的装置也能说明“光是粒子”　　144

5.所有粒子既是“粒子”又是“波”　　146

6.令人难以接受的量子力学　　150

7.认为“可能存在的情况其实全部存在”？！　　152

8.“活着的猫”和“死了的猫”一比一地重叠？！　　154

9.不确定性原理——确定了位置就无法测量速度？！　　157

10.融合量子力学和狭义相对论，预言“反粒子”　　160

11.为什么必须是从未来回到过去的粒子？　　162

12.粒子和反粒子反复湮灭和产生　　167

13.凭空无限产生粒子的“量子场论”　　171

第六章　迫近宇宙这头洋葱的芯——超弦理论　　175

1.“宇宙这头洋葱”的皮要剥到什么程度　　177

2.只要增大加速器的规模，就能看到无限小的东西吗？ 　179

3.宇宙这头洋葱的“芯”为“普朗克长度”　　182

4.解释宇宙根源的终极统一理论是什么？　　184

5.朝永振一郎、费曼、施温格的“重整化理论”　　186

6.基本粒子为像小提琴的“弦”那样的东西？！ 　189

7.从弦理论到超弦理论　　191

8.挥之不去的六个额外维度和神秘粒子　　193

9.施瓦茨用10年的坚守换来了革命性的发现　　195

10.六个额外维度曲卷于狭小空间？！　　198

11.已经备齐解释标准模型需要的所有工具　　203

12.能够在六维空间的计算中使用的“拓扑弦理论”　　206

第七章　被扔进黑洞的书的命运——引力全息原理　　211

1.粒子的能量变为“负”值所引起的麻烦　　213

2.在黑洞中能量将变为“负”值　　216

3. 导致黑洞蒸发的“霍金辐射”　　219

4.宇宙背景辐射的“涨落”证明了霍金理论　　220

5. 把书投入黑洞之后，其内容还能再现吗？　　223

6.到底能否出现10 10^78个状态数　　226

7.假想“二维的膜”“三维的立体”，打开突破口　　229

8.贴在黑洞表面的“开弦”　　231

9.根据通常的物理法则可以计算出巨大的黑洞　　233

10.利用“拓扑弦理论”计算微小的黑洞！　　235

11.熵与表面积成正比，而不是与体积成正比的奇妙现象　　237

12.一切现象都被映到了二维的银幕上　　239

13.黑洞信息丢失问题变成了量子力学的单独问题　　242

14.霍金向赌局的胜者赠送百科全书　　244

第八章　世界最为深奥的真相——超弦理论的可能性　　247

1.全息原理的意外应用　　249

2.宇宙不止一个，存在无数个宇宙？　　253

3.这个宇宙碰巧适合人类？ 　255

4.融合相对论和量子力学的唯一候选　　259

后记　　265

大栗博司（Hirosi Ooguri）

美国加州理工学院理论物理讲席教授，理论物理研究所（burkeinstitute.caltech.edu）所长，日本东京大学Kavli数学物理学联合宇宙研究机构（Kavli IPMU）研究主任。东京大学理学博士，发现了量子场论与超弦理论的深层数学构造，其研究曾获得美国数学学会大奖（2008年）、德国洪堡研究奖（2009年）、日本仁科纪念奖(2009年)、日本数学学会詹姆斯•西蒙斯奖（2012年），《超弦理论：探究时间、空间及宇宙的本原》获得2014年日本第30届日本讲谈社科学出版奖。著有前沿物理科普三部曲《引力是什么》《强力与弱力》《超弦理论》，数学入门科普《用数学的语言看世界》等。

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书籍介绍

引力是宇宙中处于支配地位的力，与天体、生命的诞生息息相关，迷影重重的引力也是解开宇宙谜题的关键钥匙。经过牛顿、爱因斯坦，引力研究正迎来第三个黄金时期。

本书以新颖有趣的形式讲解了从牛顿、爱因斯坦到前沿物理的研究内容，用全新的方式解读相对论、量子理论、超弦理论。真正让你理解引力、引力波、E=mc2 、黑洞等概念的含义与意义，也能让你体验到追寻宇宙深层谜题的冒险快感。