时空本质:相对论的故事

张天蓉
作者简介 张天蓉,女,四川成都人。著名科普作家,美国得州奥斯汀大学理论物理博士。研究方向为黑洞辐射、费曼路径积分、毫微微秒激光、高频及微波通信的EDA集成电路软件等。发表专业论文三十余篇。所著科普著作《永恒的诱惑:宇宙之谜》入围2016中国好书奖,并获得科技部2017年全国优秀科普作品奖。 造物者的奥秘 当你仰望繁星密布的夜空、环顾神秘莫测的宇宙,你可能会提出种种疑问:星星到底有多少?宇宙究竟有多大?实际上,从远古时代起,人类就开始了对天体运行及宇宙起源的探索和思考,无论是西方旧约中的上帝创世纪,还是中国神话中的盘古开天地,都将天地宇宙描述成处于永恒的运动和变化之中。即使后来人类掌握了科学这个锐利的武器,也仍然赋予宇宙以动态的图像,而非静止和一成不变的。既然宇宙处于不停的变化之中,那么,它变化的历史如何?它是否有一个起点和终点?它是如何演化成我们现在所观察到的这种形态的?它未来的命运如何?对这一大串问题,也许每种宗教,甚至每个人都有自己的说法。但我们更感兴趣的是,科学家们如何回答这些问题,更为具体地说,物理学家们是如何回答这些问题的? 科学是人类走向文明过程中创造的奇迹,是古往今来成百上千位科学家心血和智慧的结晶。科学研究探索的是万物之本。万物之本是什么?从古到今,不同学派给出了不同答案。毕达哥拉斯认为“万物皆数”。但万物皆由物质构成,万物之本应与研究物质的物理学有关。物理学是“究物之理”的科学,探讨研究从无限小的微观世界到无限大的宏观世界,担当了“上穷碧落下黄泉”的艰巨任务。 在物理学中,有一个伟大的物理学家的名字,写在了每一个现代基础物理理论的篇章中,他就是爱因斯坦。 其实,何止是物理学。在伟大的科学巨匠中,爱因斯坦在公众中的影响力无人能比,他的头像连小学生都认识,他的名字家喻户晓。如今,这位伟人离开这个世界已经超过半个世纪了,他所作出的几项最杰出的贡献,包括19…