完美的理論

<內容簡介>

◆英國皇家學會2014年度科學書獎決選書
◆物理世界之書2014年度決選書

「廣義相對論從1915年發表以來，
它的孕育、誕生、成長、徬徨、再起、雄霸、到修正，
在過去一百年裡，充滿了曲折的情節，
好像一個探險家的奇幻之旅，充滿了戲劇性。
難怪全球物理學界紛紛舉辦研討會，慶祝廣義相對論百年大壽……
媒體及出版界也大量報導及發行專書，
其中牛津大學費瑞拉教授所著《完美的理論》最值得推薦。
費瑞拉承襲了物理學界數十年來的優良傳統，
由做過重大學術貢獻的物理學者，
主動積極的撰寫深入淺出、生動有趣的科普著作，
使社會大眾能適當了解科學最前沿的發展。」
—— 陳丕燊（臺大梁次震宇宙學與粒子天文物理學研究中心主任）

「能夠駕馭愛因斯坦的廣義相對論，就等於得到了一把宇宙奧祕之鑰，
讓我們得以了解宇宙的歷史、時間的起源，
以及宇宙中所有恆星與星系的演化……
廣義相對論的歷史橫跨各大洲，參與這場世紀之爭的人物，包括：
一些英國天文學家、一位俄國氣象學家、一位比利時神父、
一位紐西蘭數學家、一位德國軍人、一位印度神童、
一位美國的原子彈專家、一位南非的貴格會信徒，
以及許許多多其他人，都因愛因斯坦理論的優雅及強大威力，
而一起投入這個領域……
二十一世紀肯定會是愛因斯坦廣義相對論的世紀，
我很慶幸自己活在一個有這麼多新事物等待我們發現的年代。
在愛因斯坦提出他的廣義相對論一百年後，某些神奇的事即將要發生。」
—— 費瑞拉（本書作者）

愛因斯坦在1915年11月25日發表廣義相對論，震撼全球，
扭轉了這一百年來科學技術的發展走向，引領人類全面向太空前進。
《完美的理論：一整個世紀的天才與廣義相對論之戰》以大師級人物為故事主軸，
包括愛因斯坦、愛丁頓、惠勒、費曼、潘若斯、霍金……
把廣義相對論發表迄今的相關科學發展，
包括宇宙學、電波天文學、量子重力等等，重新整理詮釋，
很淺白的介紹報紙上常見的科學術語背後的概念，
諸如：恆星核融合、中子星、大霹靂、黑洞、暗物質、弦論等等。
值此廣義相對論一百年的關鍵時刻，《完美的理論》從歷史掌故中，理出線索，
引領我們正面迎向未來的科學，以及浩瀚無垠的星空。

【名家推薦】

「愛因斯坦的美麗理論已經影響了一個世紀的歷史，
它的眾多分支，刺激了一波強過一波的發現浪潮……
費瑞拉的書寫，不夾帶任何技術障礙，即使讀者完全沒有科學背景，
也能欣賞這本書裡精心描寫的、為科學而努力的過程，
真實感受到科學的人文面和社會面。」
—— 芮斯（Martin Rees）（皇家天文學家）

「費瑞拉的《完美的理論》是特別令人喜愛的書，
為我們提供了迷人的事蹟，
精采刻畫了參與其中的人物的創意和個性。」
—— 潘若斯爵士（Sir Roger Penrose）（數學家兼哲學家）

「費瑞拉匠心獨運，很精巧的描繪了廣義相對論背後、眾星爭輝的歷史。
廣義相對論是了解宇宙的工具，即使在它已經發表了一百年後的今日，
我們也才剛剛開始認識到它堅卓的生命力而已。」
——《科學人》雜誌

「《完美的理論》是現代物理學中，
最受人矚目的「廣義相對論」的完美指南。」
——《華爾街日報》

「《完美的理論》引人入勝，介紹了我們目前對於時間、空間、重力的理解。」
—— 匹柏士（Phillip James Peebles）（國際知名科學家）

「費瑞拉清晰的敘事、解說風格，為我們提供了宏觀現代科學的門徑。」
—— 斯特羅加茨（Steven Strogatz）（康乃爾大學數學教授）

「廣義相對論是無比優雅、簡潔的理論，
但是廣義相對論背後的歷史脈絡，卻凌亂而難以釐清。
費瑞拉細心耙梳了這段歷史，把相關科學家走過的時空，清楚呈現出來。」
—— 卡羅爾（Sean Carroll）（理論物理學家、科普作家）

「費瑞拉用生動的細節，描寫了令人驚嘆的「人類最偉大成就之一」的故事。」
—— 黎文（Janna Levin）（哥倫比亞大學天文物理教授、科普作家）

「費瑞拉完成了一項很了不起的工作，
他引領讀者走過「一個令人驚奇的理論」的發展之路。」
—— 沃伊特（Peter Woit）（哥倫比亞大學的數學物理學家）

<章節目錄>

導讀    美是均衡中有錯愕    陳丕燊    006

序幕    廣義相對論一百年    011
能夠駕馭愛因斯坦的廣義相對論
就等於得到了一把宇宙奧祕之鑰

第1章    當你成為自由落體    023
「若有人從空中自由落下，
他將不會感覺到自己的重量。」

第2章    愛因斯坦最珍貴的發現    039
愛因斯坦領悟到
重力會像透鏡一樣讓光線產生偏折

第3章    正確的數學，糟糕的物理    061
愛因斯坦的靜態宇宙已被丟棄
宇宙擴張之說正逐漸受到採納

第4章    恆星的崩陷    087
如果恆星的質量夠大，將會崩陷
而形成施瓦氏之奇特解

第5章    十足的瘋子    113
愛因斯坦有個遠大目標：
對「大一統場論」的追求

第6章    電波歲月    139
他們來到劍橋，發展出一個全新的
研究領域——電波天文學

第7章    惠勒名言    159
惠勒經常以一條條簡潔的一行文
來總結他那些古怪的點子

第8章    奇異點    185
奇異點並不是數學建構的東西而已
愛因斯坦和愛丁頓是錯的

第9章    大一統的哀歌    211
量子重力似乎已經走到死巷
重力依然無法納入大一統的圖像中

第10章    看見重力    233
韋伯幾乎是獨自一人
開創了重力波實驗的領域

第11章    暗宇宙    261
冷暗物質、加上宇宙常數
構成了這宇宙百分之九十六的能量

第12章    時空的終點    289
關於空間、時間、甚至整個宇宙
它能告訴我們的，就只到此為止？

第13章    猜測性的推斷    311
這些人已研究另類重力理論多年
想盡辦法要對抗物理學的主流

第14章    某些神奇的事即將發生    331
我們現在只是位在時空理論即將
告訴我們許多事的起頭處而已

誌謝        349
延伸閱讀    351
資料來源    369