宇宙通識課 從愛因斯坦到霍金

趙崢 北京師範大學物理系教授，博士生導師。1967年畢業於中國科學技術大學物理系，1981年於北京師範大學天文系獲碩士學位（導師劉遼教授），1987年於布魯塞爾自由大學獲博士學位（導師普利高津教授）。 曾任北京師範大學研究生院副院長、物理系主任、中國物理學會引力與相對論天體物理分會理事長、中國物理學會理事、《大學物理》雜誌副主編。 趙崢教授長期從事廣義相對論、黑洞和引力波的教學與研究，發表科研論文100余篇，出版科研專著、教材及科普圖書10余本；曾兩次獲得國家教委科技進步二等獎，兩次獲得中國圖書獎。

第 一課 物理學天空中的兩朵烏雲 從《狹義與廣義相對論淺說》談起 002 物理學天空中飄著哪兩朵烏雲 002 一場持續200年的大論戰 004 讓物理學家困惑不解的難題 006 猶豫不決的普朗克 009 光不僅是波，而且是粒子 010 第二課 愛因斯坦與物理學的革命 並非神童的愛因斯坦 013 高考補習班：愛因斯坦最快樂的一年 015 蘇黎世聯邦理工學院：愛因斯坦逃課了 016 一個四處碰壁的失業青年 018 專利局與自由讀書的俱樂部 020 愛因斯坦奇跡年 023 第三課 什麼是狹義相對論 都是以太惹的禍 026 走向相對論 030 同時性的相對性 033 動鐘變慢 034 動尺收縮 036 速度疊加能實現超光速嗎 037 動質量算不算質量 038 質量就是能量嗎 039 第四課 雙生子佯謬與光速不變原理 星際旅行歸來，不可思議的事情發生了 042 雙生子佯謬是真的嗎 043 相對論與牛頓物理學的分水嶺——光速不變原理 046 相對論究竟是誰提出的 047 第五課 萬有引力不是普通的力 愛因斯坦為什麼要發展狹義相對論 051 牛頓水桶實驗說明了什麼 053 從比薩斜塔到蘋果落地 055 愛因斯坦的電梯實驗 058 為什麼說萬有引力不是普通的力 060 第六課 彎曲的時空——廣義相對論 從歐氏幾何到非歐幾何 064 廣義相對論的創建 066 引力紅移和水星軌道進動 069 光線偏折與GPS定位 072 第七課 時空的膨脹與漣漪 到底有沒有引力波 076 終於找到引力波 077 來自黑洞碰撞的時空漣漪 082 宇宙是怎樣產生的 085 宇宙學紅移不是多普勒效應 087 暗物質和暗能量之謎 089 第八課 預言看不見的星 拉普拉斯與米歇爾預言暗星 093 奧本海默再次預言暗星 095 “哦，仙女，吻我一下吧！” 097 第九課 恒星的演化——50億年後的太陽會變成什麼樣 恒星的一生 101 各種恒星的比較 103 “西北望，射天狼” 105 50億年後太陽會變成什麼樣 107 第十課 白矮星和中子星的故事 白矮星為什麼不再坍縮 111 三個沮喪的年輕人 112 一個印度青年鬧的“大笑話” 114 “我不相信上帝會是個左撇子” 116 約裏奧-居裏夫婦的遺憾 117 神秘的“小綠人” 119 中國古人記載的超新星爆發 123 恐龍滅絕的另一種猜想 127 第十一課 飛向黑洞的飛船，最終去了哪裏 原子彈之父被懷疑 130 球對稱的黑洞 133 無限紅移面和事件視界 135 時空互換與白洞問題 136 飛向黑洞的飛船 138 進入黑洞後的命運 139 第十二課 黑洞真的很黑嗎 帶電的黑洞 143 轉動的黑洞 143 “無毛定理”還是“三毛定理” 145 黑洞是一顆死亡了的星嗎 146 愛因斯坦的啟發 149 “真空不空”與反物質 150 黑洞附近真空的形變 153 第十三課 霍金——“伽利略轉世” 伽利略逝世300周年這天，霍金誕生了 156 從牛津大學到劍橋大學——重病來襲 158 “教授，你算錯了！” 160 幸會彭羅斯 162 第十四課 霍金的貢獻 從奇點定理到面積定理 168 貝肯施泰因的大膽突破——黑洞是熱的 169 180度大轉彎：霍金輻射的發現 170 黑洞的負比熱 172 昂魯教授恍然大悟 174 霍金的成就及帶來的挑戰 176 不到長城非好漢 177 第十五課 黑洞與信息守恒的爭論 霍金打賭：黑洞信息守恒嗎 181 黑洞信息不會守恒 183 第十六課 探索時間之謎 “同時的傳遞性”——似乎不是問題的問題 187 時間性質與熱性質有關嗎 189 尾聲 193 參考文獻 194 作者介紹 195