上篇 蘋果為什么會掉下來 001
開場—《星際穿越》的電影片段002
第1章 櫻滿集星——不曾感知到的世界的真實模樣 007
1.1 櫻滿集星人體驗到的時間 008
1.2 櫻滿集星人體驗到的空間 015
1.3 地球人與櫻滿集星人之間的協(xié)議 020
1.4 櫻滿集星人體驗到的質(zhì)量 023
1.5 櫻滿集星人測量出的光速值 026
第2章 空間的彎曲——表現(xiàn)為空間長度變長 028
2.1 地球周圍空間的彎曲—同一段空間的長度變長所產(chǎn)生的“擠壓” 030
2.2 空間看上去的形狀 032
2.3 空間彎曲的表現(xiàn)方式 034
2.4 地球周圍空間的彎曲程度 037
第3章 我們?nèi)绾斡涗洉r間——難以覺察的時間性質(zhì)差別 039
3.1 引力場不存在的情況—日常生活習(xí)慣的時間記錄方式 040
3.2 引力場帶來的本質(zhì)改變 042
3.3 如何沿用日常生活習(xí)慣的記錄方式—人為標(biāo)記時間 043
3.4 時間的兩種記錄方式 045
3.5 兩種記錄方式之間的差別 046
第4章 時間的彎曲——表現(xiàn)為時間流逝變慢 048
4.1 需要澄清的混亂—同一段時間的兩種不同含義 049
4.2 同一段時間的兩種長度 053
4.3 時間的彎曲—同一段時間間隔的標(biāo)準(zhǔn)長度變長所產(chǎn)生的“擠壓” 055
4.4 時間“看上去”的形狀 057
4.5 時間彎曲的表現(xiàn)方式 059
4.6 二維時空面的彎曲 060
4.7 地球周圍時間的彎曲程度 061
第5章 黑洞——時空彎曲的極端案例 062
5.1 中子星附近時空的彎曲程度 063
5.2 黑洞的邊界 064
5.3 時間流逝趨于無窮慢的地方 066
5.4 我們能掉進黑洞嗎 067
5.5 黑洞的內(nèi)部—時間與空間對換 068
5.6 探索時空本質(zhì)的信使 069
第6章 蘋果為什么會掉下來——時間彎曲的表現(xiàn) 071
6.1 不受外部干擾的物體是如何運動的 072
6.2 蘋果下落的真相—居然來自時間的本性 073
6.3 放大9億億倍—全部奧秘所在 074
第7章 衛(wèi)星為什么會圍繞地球旋轉(zhuǎn)——時間彎曲占主導(dǎo) 078
7.1 衛(wèi)星圍繞地球旋轉(zhuǎn)的原因也來自時間的彎曲 079
7.2 空間彎曲對衛(wèi)星運動的影響 082
第8章 光線為什么會彎曲——時間彎曲和空間彎曲各貢獻一半 086
8.1 如何判斷時空彎曲所產(chǎn)生貢獻的大小 087
8.2 壓倒性勝出—時間彎曲的貢獻遠(yuǎn)大于空間彎曲的貢獻 088
8.3 少有的旗鼓相當(dāng)—空間彎曲與時間彎曲產(chǎn)生的貢獻相當(dāng) 090
第9章 引力波——時空的另外一種彎曲 093
第10章 正確理解“時空彎曲告訴物體如何運動” 098
10.1 最常見的誤解 100
10.2 誤解的澄清 101
10.3 廣義相對論核心思想的另一種表述 102
10.4 人類理性的閃耀 104
下篇 愛因斯坦如何發(fā)現(xiàn)這一切 105
第11章 肉眼可見的相對論效應(yīng)——磁力是如何產(chǎn)生的 106
11.1 最熟悉的相對論效應(yīng)—磁場和電場都是相對的 109
11.2 為什么電磁現(xiàn)象最容易暴露出相對論效應(yīng) 112
11.3 相對論的世界浮出水面 117
第12章 光速不變——相對論效應(yīng)最重要的表現(xiàn) 119
12.1 愛因斯坦當(dāng)年的追光問題 121
12.2 相對論效應(yīng)產(chǎn)生的必然結(jié)果：存在一個極限速度 122
12.3 相對論效應(yīng)最重要的表現(xiàn)：光速不變現(xiàn)象 125
第13章 每個人都有屬于自己的時間和空間——相對論的意義 128
13.1 光速不變—愛因斯坦所采用的最關(guān)鍵線索 129
13.2 時間流逝快慢的相對性 132
13.3 空間長度的相對性 134
13.4 同一個時刻的相對性 136
13.5 整個空間都是相對的 139
13.6 細(xì)棒變短的原因 141
13.7 時間流逝變慢的原因 142
13.8 相對論發(fā)現(xiàn)的最重要對象—時空 144
13.9 時空的光錐結(jié)構(gòu) 145
13.10 狹義相對性存在的根源—兩個常見誤解的澄清 148
13.11 一種新時空觀的誕生 150
第14章 質(zhì)能方程——日常生活中無處不在發(fā)揮作用 152
14.1 一般能量的狹義相對性—質(zhì)能方程 154
14.2 質(zhì)量的狹義相對性 155
14.3 發(fā)生在我們身邊的質(zhì)能方程 157
14.4 重新認(rèn)識時空與物質(zhì)之間的界限 161
第15章 愛因斯坦一生中最快樂的思想——等效原理 164
15.1 狹義相對論到廣義相對論的橋梁 166
15.2 等效原理所蘊含的本質(zhì)思想 168
15.2.1 亞里士多德對運動的分類 168
15.2.2 笛卡爾對運動的分類 170
15.2.3 行星運動的真相被掩蓋 172
15.2.4 真相被愛因斯坦揭露 175
15.2.5 愛因斯坦對運動的分類 176
第16章 蘋果為什么會掉下來——更直觀的解釋 178
16.1 時間流逝變慢的根源 179
16.2 時空彎曲的途徑—“折疊時空” 180
16.3 時間流逝在地球附近變慢的原因 185
16.4 空間真實長度在地球附近變長的原因 186
16.5 物體質(zhì)量在地球附近會增加的原因 187
16.6 重力只是一種表象 188
附錄 192
附錄1 推導(dǎo)同一個時刻的相對性 193
附錄2 推導(dǎo)質(zhì)能方程E＝mc2 194
參考文獻 197
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