星际穿越
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！
如果，哥白尼错了
16世纪，哥白尼建立日心说，将地球从其在宇宙中的独特地位降级为平庸之辈，开启了一场科学革命。几个世纪以来，这种思想一直影响着我们。然而，新近的研究结果暗示人类确实生活在一个特殊的地方，在一个特殊的时间，作为一系列不可能事件的产物。这对哥白尼的原理提出了挑战。所以，哥白尼真的错了吗？
从微小的微生物到远离地球的系外行星，顶级天体生物学家凯莱布·沙夫将带领我们进行一场科学探险，为寻找人类在宇宙中的未来和意义提供一种新的可能。
人类为什么要探索太空
英国著名天文学家、世界级太空旅行专家克里斯·英庇颠覆式新作。本书讲述了人类从走出非洲到飞出地球的史诗般历程，揭示了冒险基因如何驱动人类的进化，以及人类将来如何在地球之外的浩瀚宇宙中繁衍生息。
在《人类为什么要探索太空》这本书中，作者结合了专业的天文学知识和前卫的技术，带我们回顾了太空探索事业的过去、现在和未来，从最早的天文学家到今天的前沿研究人员，从人类早期的飞天之梦到今天的火箭技术，从人类第一次登陆月球到未来的星际旅行，甚至移民太空，成为银河系公民及其所需的技术，每一部分都是一个精彩的科幻故事，内容翔实而有趣。如果你对人类的命运和群星灿烂的未来感兴趣，《人类为什么要探索太空》是不二之选。
如果宇宙可以伸缩
屡获大奖的天体生物学家凯莱布·沙夫利用前沿科学技术，从可观测宇宙的极限开始，以1027到10-35米的距离，通过63个不同尺度进行观测，穿越大约930亿光年，展现了全部已知的现实宇宙和可想象宇宙的范围；并结合广受好评的艺术家罗恩·米勒的100多幅精美原创插图和信息图，带领读者走进一场史诗般的视觉穿越之旅。
《如果宇宙可以伸缩》在星系、恒星和行星、海洋和大陆、植物和动物、微生物、原子，以及许许多多其他事物之间实现了穿越，最终到达亚原子世界。在那里，时空结构本身混淆了所有已知的物理规则，颠覆了人们的认知和想象。
宇宙的结构
物理与音乐看似是对立的，但在《宇宙的结构》一书中，斯蒂芬•亚历山大将带领我们走过他非凡的探秘旅程——从毕达哥拉斯到爱因斯坦，从爵士乐到理论物理学，从天籁之音到弦理论，并揭示出：宇宙结构的起源实际上可能与爵士乐的即兴演奏有着很大的相似之处，那就是都是一种振动与共振！
《宇宙的结构》这本书最迷人之处在于，它既是一本关于历史的回忆录，又是一本推广物理学的前沿科普著作，还是一本普及爵士乐的轻松读物。斯蒂芬•亚历山大关于宇宙结构和相关历史的研究，和他的人生故事一样，值得一读。
目录
总目录
星际穿越
插图
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
如果宇宙可以伸缩
献给
前言 宇宙是一张可伸缩的地图
PART 1 10～10米的14个宇宙：包罗万象的浩瀚远景
1 从一颗散发着微光的尘埃到整个星系
2 看不见的黑暗与空白
3 万物，过去和现在
PART 2 10～10米的15个宇宙：生命存在的现实世界
4 行星的生存家园
5 我们称之为地球的世界
6 生命的法则，未曾停止的探索
PART 3 10～10米的34个宇宙：万物从有到无的虚空
7 消失在宇宙背景中的物质碎片
8 亚原子世界，开启尺度颠覆之门
9 难以置信的空洞
10 时空深处的旅程终点
知识链接
注释
致谢
人类为什么要探索太空
献给
前言 太空旅行，探索未知的欲望
第一部分 前奏
01 探索之梦
02 火箭和炸弹
03 送机器人进太空
第二部分 现在
04 变革一触即发
05 与企业家合作，借助太空旅游的力量
06 飞越地平线
07 行星成堆
第三部分 未来
08 太空探索的新机遇
09 人类的下一个家
10 远程传感
11 地外生活
第四部分 超越
12 飞向恒星之旅
13 宇宙伙伴
结语 为人而创的宇宙
注释
如果，哥白尼错了
序幕 从微观世界到浩渺宇宙
PART 1 独一无二的我们
01 如果，哥白尼错了
天球的革命
宇宙不是永恒不变的
我们不是宇宙中的唯一
02 十亿年的狂欢
太阳系，也只是微光中的尘埃
恒星的形成
陨石，最古老的岩石
太阳系如何诞生，真正的起源
银河系观察者视角
思索人类在宇宙中的位置
03 比邻而居
行星又小又暗淡
欢迎来到地外行星联盟
探寻生命的信号
04 伟大的错误
想象每一种未来
随机构建1000个虚构系统
我们只是一叶扁舟
PART 2 生命是复杂的，也是稀有的
05 生命的算法
微生物引擎，不断重复的调整
交替的自给循环
生命的乐高，我们生活在碳化学的宇宙中
我们确实是“我们”
智力，迄今为止最伟大的生存策略之一
06 宇宙平原的捕猎者
贝叶斯定律，寻找其他生命可能性的启示
我们是孤独的，还是到处都是生命？
飞出地球
PART 3 地球与人类存在的第三种意义
07 这里发生的事与众不同
概率审查与随机性
现实本身的性质问题
08 我们是谁，我们的诞生与存在
生命本身的基本性质
宇宙混沌与生命的平衡
不断变化的概念生命
地球上的生命没有明显的特别之处
直面哥白尼情结
注释
致谢
宇宙的结构
前言 以爵士之眼，透视物理学之奥秘
第一部分 当物理学与音乐相遇
01 巨人的步伐
音符的魔法
与爱因斯坦相遇
音乐是一个“物理事件”
像科学家一般“种下科学”
02 寻梦物理学，无所畏惧地向最难的问题发起进攻
库珀的诺贝尔奖之路
成为物理学家
探秘伊辛模型
03 通向宇宙结构的所有河流
爵士乐，通向实验思想的大道
宇宙大尺度结构如何而来
第二部分 音乐与那些科学家的故事
04 弦论，审视美丽宇宙之声
倾听宇宙的交响曲
物理之美，数学之美
与方程式“共舞”，在和弦变化之间“演奏”
05 毕达哥拉斯之梦
万物皆存在于数的和谐之中
从托勒密到牛顿，一场反直觉的探索
06 伊诺，音乐宇宙学家
李·斯莫林，还有我的新朋友
音乐视角中的傅立叶变换
宇宙是否也是一种即兴创作
07 在爵士乐中，打破物理学的界限
即兴创作与物理学
相对论中的6个音符
08 无处不在的振动
牛顿定律：一切孤立物体都有惯性
宇宙结构，某种振动模式的结果
第三部分 宇宙本身是否就是一件乐器
09 野心勃勃的物理学家们
退出物理学界，成为生物学新人
所有生命都是量子现象
10 我们生活于其中的空间
空间远比运动在其中的物质更有趣
爱因斯坦的方程可以用来描述整个宇宙的时空
“点燃”宇宙的膨胀
11 会发声的黑洞
黑洞，已知最神秘的天体
研究黑洞前，我们要知道声音如何在水中运动
听，黑洞正在“演奏”
12 声音与静默，宇宙结构的和谐旋律
一切都要归功于声音振动
引力与辐射，让声波不断响起
宇宙是一首音乐吗
13 马克·特纳的量子头脑之旅
海森堡不确定性原理
光子本质上还是一种波
14 费曼的爵士风
爵士乐是一种语言
音符像是在跳一场量子之舞
费曼的“即兴创作”
15 宇宙的共振
声音宇宙的奥秘
打开了一个潘多拉魔盒
第四部分 我们的音乐宇宙
16 噪声之美
聆听来自噪声的音乐
暴胀场正是我们宇宙的“导体”
有可替代的暴胀模型吗
17 音乐宇宙
宇宙是音乐的
宇宙之声正是这件乐器，而这件乐器正是宇宙之声
18 星际空间
把复杂简单化
创造一个结构，它终将理解宇宙自身
后记
致谢
注释
星际穿越
插图
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
如果宇宙可以伸缩
献给
前言 宇宙是一张可伸缩的地图
PART 1 10～10米的14个宇宙：包罗万象的浩瀚远景
1 从一颗散发着微光的尘埃到整个星系
2 看不见的黑暗与空白
3 万物，过去和现在
PART 2 10～10米的15个宇宙：生命存在的现实世界
4 行星的生存家园
5 我们称之为地球的世界
6 生命的法则，未曾停止的探索
PART 3 10～10米的34个宇宙：万物从有到无的虚空
7 消失在宇宙背景中的物质碎片
8 亚原子世界，开启尺度颠覆之门
9 难以置信的空洞
10 时空深处的旅程终点
知识链接
注释
致谢
人类为什么要探索太空
献给
前言 太空旅行，探索未知的欲望
第一部分 前奏
01 探索之梦
02 火箭和炸弹
03 送机器人进太空
第二部分 现在
04 变革一触即发
05 与企业家合作，借助太空旅游的力量
06 飞越地平线
07 行星成堆
第三部分 未来
08 太空探索的新机遇
09 人类的下一个家
10 远程传感
11 地外生活
第四部分 超越
12 飞向恒星之旅
13 宇宙伙伴
结语 为人而创的宇宙
注释
如果，哥白尼错了
序幕 从微观世界到浩渺宇宙
PART 1 独一无二的我们
01 如果，哥白尼错了
天球的革命
宇宙不是永恒不变的
我们不是宇宙中的唯一
02 十亿年的狂欢
太阳系，也只是微光中的尘埃
恒星的形成
陨石，最古老的岩石
太阳系如何诞生，真正的起源
银河系观察者视角
思索人类在宇宙中的位置
03 比邻而居
行星又小又暗淡
欢迎来到地外行星联盟
探寻生命的信号
04 伟大的错误
想象每一种未来
随机构建1000个虚构系统
我们只是一叶扁舟
PART 2 生命是复杂的，也是稀有的
05 生命的算法
微生物引擎，不断重复的调整
交替的自给循环
生命的乐高，我们生活在碳化学的宇宙中
我们确实是“我们”
智力，迄今为止最伟大的生存策略之一
06 宇宙平原的捕猎者
贝叶斯定律，寻找其他生命可能性的启示
我们是孤独的，还是到处都是生命？
飞出地球
PART 3 地球与人类存在的第三种意义
07 这里发生的事与众不同
概率审查与随机性
现实本身的性质问题
08 我们是谁，我们的诞生与存在
生命本身的基本性质
宇宙混沌与生命的平衡
不断变化的概念生命
地球上的生命没有明显的特别之处
直面哥白尼情结
注释
致谢
宇宙的结构
前言 以爵士之眼，透视物理学之奥秘
第一部分 当物理学与音乐相遇
01 巨人的步伐
音符的魔法
与爱因斯坦相遇
音乐是一个“物理事件”
像科学家一般“种下科学”
02 寻梦物理学，无所畏惧地向最难的问题发起进攻
库珀的诺贝尔奖之路
成为物理学家
探秘伊辛模型
03 通向宇宙结构的所有河流
爵士乐，通向实验思想的大道
宇宙大尺度结构如何而来
第二部分 音乐与那些科学家的故事
04 弦论，审视美丽宇宙之声
倾听宇宙的交响曲
物理之美，数学之美
与方程式“共舞”，在和弦变化之间“演奏”
05 毕达哥拉斯之梦
万物皆存在于数的和谐之中
从托勒密到牛顿，一场反直觉的探索
06 伊诺，音乐宇宙学家
李·斯莫林，还有我的新朋友
音乐视角中的傅立叶变换
宇宙是否也是一种即兴创作
07 在爵士乐中，打破物理学的界限
即兴创作与物理学
相对论中的6个音符
08 无处不在的振动
牛顿定律：一切孤立物体都有惯性
宇宙结构，某种振动模式的结果
第三部分 宇宙本身是否就是一件乐器
09 野心勃勃的物理学家们
退出物理学界，成为生物学新人
所有生命都是量子现象
10 我们生活于其中的空间
空间远比运动在其中的物质更有趣
爱因斯坦的方程可以用来描述整个宇宙的时空
“点燃”宇宙的膨胀
11 会发声的黑洞
黑洞，已知最神秘的天体
研究黑洞前，我们要知道声音如何在水中运动
听，黑洞正在“演奏”
12 声音与静默，宇宙结构的和谐旋律
一切都要归功于声音振动
引力与辐射，让声波不断响起
宇宙是一首音乐吗
13 马克·特纳的量子头脑之旅
海森堡不确定性原理
光子本质上还是一种波
14 费曼的爵士风
爵士乐是一种语言
音符像是在跳一场量子之舞
费曼的“即兴创作”
15 宇宙的共振
声音宇宙的奥秘
打开了一个潘多拉魔盒
第四部分 我们的音乐宇宙
16 噪声之美
聆听来自噪声的音乐
暴胀场正是我们宇宙的“导体”
有可替代的暴胀模型吗
17 音乐宇宙
宇宙是音乐的
宇宙之声正是这件乐器，而这件乐器正是宇宙之声
18 星际空间
把复杂简单化
创造一个结构，它终将理解宇宙自身
后记
致谢
注释
前言
译者序
探秘人类知识的未知疆域
我们是来自国家天文台的一群科研工作者，研究方向包括黑洞、引力透镜、星系和宇宙学等。
翻译这本书的想法最初由电影《星际穿越》上映之时已经远赴意大利的尔欣中博士在微信群中提出，并迅速得到了大家的响应。之后，通过与版权公司的多次沟通，我们终于联络到了中文版的出版公司湛庐文化。在与湛庐文化签订翻译合同之后，我们组成了8人的博士翻译团队,包括尔欣中、李然、王乔、李楠、谢利智、王岚、王杰和苟利军，同时每个人负责翻译的章节就被分配好了。之后,我们立即投入了紧张而有序的翻译工作中。经过独立翻译各自章节、交叉校对（最后一轮均由富有经验的翻译者把关；上海天文台的左文文博士也参与了一定数量的前期校对工作）以及最后的统稿（由李然、苟利军和王岚共同完成），历时一个多月，定稿终于交付。在翻译过程中，我们一直保持着高度的热情，对遇到的问题和疑点随时讨论。在这个过程中，我们自己也获益良多。
本书的翻译以保证科学内容的准确性为第一原则，语言风格力求与原文一致。本书部分内容，在我们日常研究中常有涉及，翻译起来较为容易。但当索恩教授的笔锋游走到人类知识疆域的边缘，谈到黑洞奇点、高维时空、量子引力这些问题时，我们也必须查找资料、咨询同事，才能保证自己的理解准确无误。尽管我们是专业的研究人员，但翻译经验不足，文字水平有限。而且也由于多人参与翻译，虽然我们通过多轮校对和最后的统稿努力保证了前后语言和内容的一致性，但是疏漏仍不可避免，希望广大读者包容并欢迎讨论和指正。
本书译稿得以完成，要感谢索恩教授对我们主动交流的热情回复以及对我们翻译工作的支持。感谢美国诺顿出版公司（W.W. Norton＆Company）的伊丽莎白·克尔（Elisabeth Kerr）女士和博达著作权代理公司的蔡国成先生（David Tsai），他们的帮助促成我们联系到了湛庐文化。感谢毛淑德教授和沈志侠博士帮助审读了部分章节，感谢国家天文台的谌悦馆长为我们慷慨地提供了图书馆场地，以方便我们拍摄书中的相关视频，感谢许多同事及朋友的讨论和无私支持。同时，感谢翻译团队成员家属们的支持。在我们交付译稿的当天，苟利军博士喜得娇子，希望这位小朋友有一天会觉得这是一本有趣的书。
如索恩教授所愿，也是我们的由衷希望，此书能给读者您带来快乐和思考。
在此，感念我们紧张、有趣、并肩奋战的愉快时光！
是为序。
译者于北京
探秘人类知识的未知疆域
我们是来自国家天文台的一群科研工作者，研究方向包括黑洞、引力透镜、星系和宇宙学等。
翻译这本书的想法最初由电影《星际穿越》上映之时已经远赴意大利的尔欣中博士在微信群中提出，并迅速得到了大家的响应。之后，通过与版权公司的多次沟通，我们终于联络到了中文版的出版公司湛庐文化。在与湛庐文化签订翻译合同之后，我们组成了8人的博士翻译团队,包括尔欣中、李然、王乔、李楠、谢利智、王岚、王杰和苟利军，同时每个人负责翻译的章节就被分配好了。之后,我们立即投入了紧张而有序的翻译工作中。经过独立翻译各自章节、交叉校对（最后一轮均由富有经验的翻译者把关；上海天文台的左文文博士也参与了一定数量的前期校对工作）以及最后的统稿（由李然、苟利军和王岚共同完成），历时一个多月，定稿终于交付。在翻译过程中，我们一直保持着高度的热情，对遇到的问题和疑点随时讨论。在这个过程中，我们自己也获益良多。
本书的翻译以保证科学内容的准确性为第一原则，语言风格力求与原文一致。本书部分内容，在我们日常研究中常有涉及，翻译起来较为容易。但当索恩教授的笔锋游走到人类知识疆域的边缘，谈到黑洞奇点、高维时空、量子引力这些问题时，我们也必须查找资料、咨询同事，才能保证自己的理解准确无误。尽管我们是专业的研究人员，但翻译经验不足，文字水平有限。而且也由于多人参与翻译，虽然我们通过多轮校对和最后的统稿努力保证了前后语言和内容的一致性，但是疏漏仍不可避免，希望广大读者包容并欢迎讨论和指正。
本书译稿得以完成，要感谢索恩教授对我们主动交流的热情回复以及对我们翻译工作的支持。感谢美国诺顿出版公司（W.W. Norton＆Company）的伊丽莎白·克尔（Elisabeth Kerr）女士和博达著作权代理公司的蔡国成先生（David Tsai），他们的帮助促成我们联系到了湛庐文化。感谢毛淑德教授和沈志侠博士帮助审读了部分章节，感谢国家天文台的谌悦馆长为我们慷慨地提供了图书馆场地，以方便我们拍摄书中的相关视频，感谢许多同事及朋友的讨论和无私支持。同时，感谢翻译团队成员家属们的支持。在我们交付译稿的当天，苟利军博士喜得娇子，希望这位小朋友有一天会觉得这是一本有趣的书。
如索恩教授所愿，也是我们的由衷希望，此书能给读者您带来快乐和思考。
在此，感念我们紧张、有趣、并肩奋战的愉快时光！
是为序。
译者于北京
精彩书摘
第1章
技术的融合
飞行汽车真的来了
史克博尔文化中心（Skirball Cultural Center）坐落在美国405号高速公路旁，位于洛杉矶北部边缘。文化中心建在圣塔莫尼卡山脉单薄的山脊上，几乎从任何方向都能看到壮观的景色，不过下面的高速公路除外。
当然如此。
2018年，洛杉矶连续六年被评为世界上交通拥堵最严重的城市，司机平均每年有两个半星期的时间被堵在路上。不过，曙光或许就在前方。2018年5月，优步公司在史克博尔文化中心举办了第二届年度飞行汽车会议，为解决交通拥堵问题制订了一个非常激进的计划。
在史克博尔文化中心内，巨大的屏幕上投射出了一个繁星密布的夜空，然后，繁星慢慢消失在飘着朵朵白云的蓝色天空中，云层下面是人们站立的空间。这次会议吸引了各行各业的精英：首席执行官、企业家、建筑师、设计师、技术人员、风险投资家、政府官员和房地产巨头等。与会者将近1 000人，有的穿着华尔街人士的标志性华服，有的穿着一成不变的星期五便装，但此刻他们都聚集在这里，一起见证一个新行业的诞生。
会议开始了，时任优步公司首席产品官的杰夫·霍尔登（Jeff Holden）走上了演讲台。霍尔登有一头卷曲的棕色头发，身穿一件灰色的polo衫，举止中带着些许孩子气，这与他在这个“大事件”中的实际身份似乎不太相称。事实上，不仅仅是这个事件本身，甚至还有让优步公司“脱离地面束缚”的整个理念，都源于霍尔登的愿景。
这是一个相当宏伟的愿景。
技术的融合
飞行汽车真的来了
史克博尔文化中心（Skirball Cultural Center）坐落在美国405号高速公路旁，位于洛杉矶北部边缘。文化中心建在圣塔莫尼卡山脉单薄的山脊上，几乎从任何方向都能看到壮观的景色，不过下面的高速公路除外。
当然如此。
2018年，洛杉矶连续六年被评为世界上交通拥堵最严重的城市，司机平均每年有两个半星期的时间被堵在路上。不过，曙光或许就在前方。2018年5月，优步公司在史克博尔文化中心举办了第二届年度飞行汽车会议，为解决交通拥堵问题制订了一个非常激进的计划。
在史克博尔文化中心内，巨大的屏幕上投射出了一个繁星密布的夜空，然后，繁星慢慢消失在飘着朵朵白云的蓝色天空中，云层下面是人们站立的空间。这次会议吸引了各行各业的精英：首席执行官、企业家、建筑师、设计师、技术人员、风险投资家、政府官员和房地产巨头等。与会者将近1 000人，有的穿着华尔街人士的标志性华服，有的穿着一成不变的星期五便装，但此刻他们都聚集在这里，一起见证一个新行业的诞生。
会议开始了，时任优步公司首席产品官的杰夫·霍尔登（Jeff Holden）走上了演讲台。霍尔登有一头卷曲的棕色头发，身穿一件灰色的polo衫，举止中带着些许孩子气，这与他在这个“大事件”中的实际身份似乎不太相称。事实上，不仅仅是这个事件本身，甚至还有让优步公司“脱离地面束缚”的整个理念，都源于霍尔登的愿景。
这是一个相当宏伟的愿景。
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