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星际穿越:电影幕后的科学猜想、推测和事实

2016-06-29


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编辑推荐

1234一部媲美《时间简史》的巨著,同名电影幕后**科学顾问、天体物理学巨擎基普·索恩巨献。


1234基普·索恩写给所有人的天文学通识读本,揭示电影幕后的科学事实、有根据的推测和猜想,解开黑洞、虫洞、星际旅行等一切奇景的奥妙。


1234国家天文台8位天体物理学科学家权威翻译。国家天文台苟利军、王岚、李然、尔欣中、王乔、李楠、王杰、谢利智8位博士重磅担纲翻译,文字优美,将这本极富科学内涵的图书演绎得极为通俗易懂和精彩。


1234豪华推荐人阵容,好莱坞**导演克里斯托弗·诺兰、北京天文馆馆长朱进专文作序,欧阳自远等3大院士、李淼、魏坤琳等5大**科学家、《三体》作者刘慈欣联袂推荐:中国月球探测工程首席科学家、中国科学院院士欧阳自远,高能天体物理学家、中国科学院院士李惕碚,著名天体物理学家、中国科学院院士武向平,中国科学院高能物理研究所和国家天文台双聘研究员、中国科学院粒子天体物理重点实验室主任张双南,著名物理学家、中山大学教授李淼,国家杰出青年科学基金获得者,国家天文台研究员及宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家陈学雷,加州理工学院物理学教授陈雁北,北京大学心理学系副教授、博士生导师魏坤琳(Dr.魏),中国当代*知名的科幻作家、畅销书《三体》作家刘慈欣鼎力推荐,带你探索宇宙奥秘。


123414大独家视频随书讲解,打造科普阅读新体验!苟利军、王乔和王岚三位专家对于书中的黑洞、虫洞、高维空间和时间旅行等主题特别录制了讲解视频,随书同读,穿越无限。


1234四色精美印刷,炫酷视效,带你穿越时空、遨游宇宙!***惊艳、*走心的科普巨制!


内容推荐

1234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!


1234为什么黑洞会吞噬一切,甚至连光都不能幸免?


1234为什么虫洞不是一个洞,而是一个球?


1234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?


1234最简明清晰的时间与空间理论入门读本。基普·索恩教授,电影《星际穿越》的唯一科学指导,以浅显易懂的语言一一破解了宇宙中的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!


1234《星际穿越》是继《时间简史》之后天体物理学领域的又一里程碑式著作。


作者简介

基普·索恩(Kip Thorne)
1234全球顶尖理论物理学家,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。


1234致力于宇宙时空弯曲的研究,创建了全球知名的LIGO项目。


1234毕业于加州理工学院,在普林斯顿大学攻读博士期间师从于全球顶尖物理学家约翰·惠勒。毕业后回到加州理工学院任教,在30岁时,便成为该校历史上最年轻的教授之一。


1234好莱坞烧脑巨制《星际穿越》唯一科学顾问,电影科学性的最强保证。

目录

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

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

【琳达·奥布斯特】最杰出的好莱坞搭档

【史蒂文·斯皮尔伯格】谁是最初的导演?

【乔纳森·诺兰】一波三折的编剧遴选

【克里斯托弗·诺兰】意外接棒的好莱坞顶尖导演

【保罗·富兰克林、奥利弗·詹姆斯、尤金妮娅·冯·腾泽尔曼】视觉特效的缔造者们

【马修·麦康纳、安妮·海瑟薇、迈克尔·凯恩、杰茜卡·查斯坦】精彩“穿越”背后的好莱坞巨星们


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,米勒星球被撕碎的临界点

“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》,一个可穿越虫洞的疯狂构想

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

“暗物质”,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


媒体评论

1234黑洞、虫洞、弯曲、五维、时间旅行……这是一场科学的飨宴,更是一场关于人类命运的探寻。在基普·索恩搭建的这个物理世界中,人类虽渺小、无奈,但却不忘初心,执着追梦。最终,超体生物解救了库珀,皆大欢喜。科学的美丽与迷人就在于此,它不仅让我们洞悉宇宙的奇妙,而且还进一步拓宽了我们的思维,点燃好奇的火花,让思想“穿越”起来,并传递给下一代人。不过在现实中,人类的命运自然掌握在自己的手中,而那密码,恰在宇宙深处。

1234——欧阳自远著名天体化学与地球化学家,中国月球探测工程首任首席科学家,中国科学院院士,发展中国家科学院院士,国际宇航科学院院士


1234黑洞奇点、虫洞、时间穿越、高维空间等广义相对论理论直接或间接的产物,既给人以无穷的想象空间,又可能是建立新物理的出发点。《星际穿越》一书的作者系广义相对论的著名资深学者,又是电影《星际穿越》的一位编剧和科学顾问;中文版翻译团组由活跃在天文、引力物理和宇宙学前沿的青年学者组成,译文流畅准确,编排印制考究。这是在爱因斯坦建立广义相对论一百周年之际献给科学爱好者和专业工作者的一份难得的礼物。

1234——李惕碚高能天体物理学家,中国科学院院士,清华大学物理系教授,中国科学院高能物理研究所研究员


1234人类一直对星空充满着幻想,而《星际穿越》给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。黑洞之奇妙,虫洞之玄机,宇宙之浩瀚,尽显“星际穿越”。通俗的语言,精美的图画,严密的逻辑,引导我们一起“星际穿越”,遨游超级震撼的引力王国。

1234——武向平著名天体物理学家,国家天文台研究员,中国科学院院士


1234中国人都喜欢揭老底。硬科幻电影《星际穿越》放映之后,更是掀起了全民揭电影“科学老底”的运动。为了满足公众的好奇心,同时也说明这部电影的科学可信,这部电影的科学顾问、国际顶尖黑洞研究专家索恩亲自写了这本书自揭老底。译者也是活跃在黑洞研究领域的杰出学者,比如苟利军在测量黑洞自转方面的成就便是国际领先的。无论是对从事天体物理研究的专业学者、天文爱好者,还是科幻电影的发烧友,阅读本书都会获益匪浅。

1234——张双南中国科学院高能物理研究所和国家天文台双聘研究员,中国科学院粒子天体物理重点实验室主任


1234我很荣幸在观赏电影《星际穿越》之后很快能读到英文原版的关于《星际穿越》中科学原理的书,作者是这部电影剧作者之一以及科学顾问,这就很快解开了我的一些疑惑。现在,这本书的中译本摆在大家面前,非常值得希望了解现代物理学特别是时空科学的人一读。它比《时间简史》通俗,并且,它的作者在多次打赌中赢了霍金。

1234——李淼著名物理学家,中山大学教授


1234基普·索恩教授不仅是广义相对论和黑洞物理领域的世界权威,而且也正是由于他的努力,才使大众首次在电影《星际穿越》中欣赏到了黑洞、虫洞、高维空间等现代物理学中最奇妙概念的逼真展现。可以说,就算是专业研究者,若不读此书,也无法理解电影中为了真实展现这些奇妙概念所做的种种细致考虑。本书译者苟利军研究员等人是我的同事,都是非常活跃的天文学研究者,他们在百忙之中,抽出时间以最快速度将此书译为中文,分享给所有希望理解这个奇妙宇宙的读者们,实为功德无量。如果想知道科学为什么好玩,来读此书吧!

1234——陈学雷国家杰出青年科学基金获得者,国家天文台研究员及宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家


1234飞离地球、穿越虫洞、探索黑洞的奥秘、超越时空的限制、寻找人类新的家园——《星际穿越》描绘了一个缤纷的幻想世界。索恩教授作为电影的密切参与者,对其中的科学问题做了严谨的思考。本书用精彩的图片和通俗的文字,再现了索恩教授的思考过程,把当代物理学中最前沿的问题和最大胆的猜想展现在读者面前,激励我们更勇敢地探索这个宇宙。也许有一天,地球上的我们会超脱黑洞的潮汐,自由穿越于星际,打开新家门的日子也许并不是遥远的未来。

1234——陈雁北加州理工学院物理学教授


1234电影《星际穿越》刚上映时,恰巧我和《最强大脑》栏目组的专家教授们在南京。当晚我们就迫不及待地去电影院一起观看,电影非常震撼,我们半夜还讨论了很久。精彩背后,是留给我们的很多问号:为什么掉入黑洞的库珀会被超立方体营救?为什么虫洞看上去是一个球而不是一个洞?对我而言,人的神经系统是否真有能力像电影中一样在超高速情况下精确地控制飞船?有太多有关宇宙和人的问题,一直让我着迷,而今终于等到了这本书的翻译和出版。读过此书,才发现基普·索恩教授的深厚功力和严谨的科学精神,不仅将如此深奥的科学原理讲解得深入浅出、令人着迷,而且更是在每一次场景的设定上都进行了大量的计算,力求保证所有细节的科学性。如此伟大的科学家“较真”出如此伟大的一本书,非常值得一读。

1234——魏坤琳(Dr.魏)北京大学心理学系副教授、博士生导师


1234基普·索恩教授不仅是天体物理学领域的巨匠,更是位艺术大师。在他逻辑严密的计算和对模拟效果的孜孜追求下,就连掷地有声的硬科学也变得如此柔情,如此绚丽,让人着迷。当科学的严谨遇上真性情,令人惊叹的化学反应自然会生生不息。

1234——刘慈欣中国当代最知名的科幻作家,畅销书《三体》作者

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来自:SZTsmz  > 科学
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