解密時間本質的45堂物理課:從相對論、量子跳躍、時間旅行了解宇宙奧祕 文系でもよくわかる 宇宙最大の謎!時間の本質を物理学で知る

松原隆彥 著 陳識中 譯

  • 出版商: 東販出版
  • 出版日期: 2025-09-30
  • 定價: $360
  • 售價: 7.9$284
  • 語言: 繁體中文
  • 頁數: 208
  • ISBN: 6264371270
  • ISBN-13: 9786264371278
  • 相關分類: 物理學 Physics
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商品描述

  時間在未來也會永遠存在嗎?
  時間又是如何誕生的?
  時間為什麼會誕生?
  時間究竟是什麼呢——?

  儘管曾有物理學家試圖直面挑戰這些包裹在迷霧中的問題,
  但每個人的想法都各不相同,至今仍然未有定論。
  時間的不可理解性,在哲學家和心理學家眼中充滿了吸引力,成為這2個領域的重要主題。

  本書將從各種不同的角度審視時間這個概念,探討:
  物理學家如何看待時間(第1章)
  連綿至今的時間是從哪裡開始的(第2章)
  時間的終點,乃至宇宙的終點會如何到來(第3章)
  計量時間的工具是如何改變我們的生活(第4章)
  「1天24小時」這件事是永恆不變的嗎(第5章)

  透過這些問題的討論,你應該會發現時間並非永恆不變的存在,
  也不是永遠朝著同一方向流動的存在。

  ▋即將廢除的「閏秒」
  以銫原子鐘為準的1天跟太陽日的1天只相差幾毫秒。
  但累積幾年之後,誤差就會擴大到1秒左右。

  因此,「世界協調時間」這類全球通用的公共時間,
  在誤差累積超過0.9秒後,就會不定期增加1秒「閏秒」來進行調整。

  增加閏秒時,日本的作法是在9點0分0秒前的8點59分加入第60秒。
  最近一次的「8點59分60秒」出現在2017年1月1日。
  而為了在59秒和00秒間插入正常情況下不存在的「60秒」,
  IT產業必須想方設法調整系統時間,結果經常導致資訊系統故障。
  而這種閏秒機制已確定將在2035年廢除。

  ▋量子論發現「時間會跳躍」
  科學家在微觀世界觀察到許多僅能由「量子論」成功解釋的奇妙現象。
  在量子的世界,物體的狀態會因觀測的行為而突然改變,且再也不會變回原狀。
  這種現象稱為「量子跳躍」。

  在量子跳躍現象中,電子的準確位置是在人類進行「觀測」的瞬間才確定的。
  在觀測之前同時存在於各個不同的位置,
  觀測之後才會確定到一個點上,使其他的可能性消失。這是為什麼呢?

  有物理學家提出了「多世界詮釋」的解釋。
  在觀測的瞬間,其他的可能性並不會消失,每個可能性各自實現的世界依舊存在,
  只不過人類會變成只能認知到其中一個世界。
  對人類而言,每次進行觀測世界就會分裂一次,所以存在著無數的世界。

  多世界詮釋理論認為,世界一旦發生分裂,我們就無法再回到原本的世界或移動到其他的世界。
  所以如果多世界詮釋是正確的,那時間就有方向性。

作者簡介

松原隆彥

  高能加速器研究機構,基本粒子原子核研究所教授。理學博士。京都大學理學部畢業。廣島大學大學院博士畢業。曾先後於東京大學、約翰・霍普金斯大學、名古屋大學等處任教。主要研究領域為宇宙論。日本天文學會第17屆林忠四郎賞得主。著有《現代宇宙論》(東京大學出版會)、《宇宙的外面存在嗎》(暫譯,光文社新書)、《宇宙的誕生與終結》(暫譯,SB Creative)、《讓世界變簡單的日常物理學》(山與溪谷社,繁中版由高寶出版)、《文科人也能理解 用物理學認識生活中的奇妙現象》(暫譯,山與溪谷社)等。

目錄大綱

前言

第1章 「物理學」的時間——物理學家如何看待時間
被霍金收回的「時間逆流說」
時間的流動是錯覺嗎——「波茲曼大腦」「5分鐘假設」
牛頓提出的「絕對時間論」
熵增是時間的本質嗎?
愛因斯坦發現的時間
愛因斯坦跟哲學家柏格森的世紀對決
相對論也在宇宙觀測中得到印證——「重力透鏡現象」
量子論發現「時間會跳躍」
統合相對論與量子論的理論所預言的時間
<專欄>所有事物分割到最後都會變為基本粒子

第2章 時間的「起點」——即是宇宙的起點
時間開始之時
宇宙誕生的「1普朗克時間」後——微觀宇宙誕生
宇宙誕生到第10的負34次方秒前——宇宙急速膨脹
宇宙誕生的第10的負34次方秒後——大霹靂
宇宙誕生的第2.3×10的負11次方秒後——粒子的孿生兄弟消失
宇宙誕生的第10萬分之1秒後——質子和中子產生
宇宙誕生的1秒後——正子消失,只留下電子
宇宙誕生的100秒後——原子核開始形成
<專欄>大霹靂一名其實是反對者為諷刺而取
宇宙誕生的37萬年後——原子產生
宇宙誕生的2億〜4億年後——第一個恆星誕生
宇宙誕生的92億年後——太陽系誕生
為什麼知道宇宙的年齡是「138億歲」?
如果時間在這個宇宙誕生前就存在的話
宇宙月曆………91

第3章 時間的「終點」——宇宙會終結嗎
宇宙的終結方式
也許,宇宙明天就會終結
宇宙今後1400億年都會平安無事
宇宙與時間的命運掌握了未知的物體手上
發現宇宙膨脹的人其實不是哈伯
<專欄>宇宙還在繼續膨脹,為什麼星系卻在融合
隱形物質暗物質的發現契機
暗物質的真面目依然成謎
暗能量更加撲朔迷離
最先提出暗能量的人是愛因斯坦!?
永不終結的宇宙存在嗎
地球會如何終結

第4章 時間的「工具」——時鐘改變了人們的生活
利用自然循環計時——日晷、水鐘、沙漏、火鐘
創造不變的周期來計時——機械鐘
<專欄>應對時間隨季節變化的日式時鐘
利用自然界的微震動計時——石英鐘、原子鐘
為何石英鐘沒能成為「基準」?
1秒還能變得更細緻嗎?
<專欄>電波時鐘如何接收訊號?
通往未來的時間機器與通往過去的時間機器是一樣的嗎?
<專欄>時光機的研究進度到哪裡了?

第5章 我們身邊的時間——1天總是24小時嗎
人的體感時間會伸縮
為什麼時間是60進位
一天有三種
很久很久以前,地球的1天是5小時
1年等於365天嗎?

後記