时间旅行与曲速引擎：快速穿越时空的科学指南
出版时间：2017
内容简介
科幻小说使时间旅行变得轻而易举。接到了来自阿尔法星球的噩耗来电：没问题，按下曲速引擎，你将会在几分钟之后到达那里解决问题。即将来临的灾难可以避免吗？只要回到过去，在灾难发生前阻止它就OK了。但不幸的是，我们没有生活在科幻小说的世界里，时间旅行和星际航行仅仅是奇思妙想吗？还是真的有实现的可能？ 即使是新的物理学也许都回答不了这些问题，但是却提供了一些令人蠢蠢欲动的可能。本书中，艾伦·埃弗雷特和汤姆斯·罗曼将向你解释当今科学对时间和空间的本质的认识。作者用浅显易懂的数学知识讲解爱因斯坦的狭义相对论，理解难度绝对不高于高中生学的代数，接着推移到去未来和回到过去的本质区别，以及回到过去和超光速旅行间的理论联系，他们发现了众多可能的时光机器和曲速引擎，包括虫孔和曲速泡泡……
目录
1 绪论/ 1
2 时间、时钟和参照系/ 11
2.1 威尔斯式的时间旅行/ 12
2.2 对时间和空间的测量/ 17
3 洛伦兹变换与狭义相对论/ 23
3.1 麦克斯韦的伟大观点/ 25
3.2 迈克尔逊-莫雷实验/ 26
3.3 相对论的两个原理/ 30
3.4 洛伦兹变换/ 31
3.5 不变间距/ 33
3.6 时钟同步与同时性/ 35
3.7 光障/ 38
3.8 “零质量”粒子与E=mc2/ 39
4 光锥/ 41
4.1 绝对与相对/ 42
4.2 光锥与因果关系：总结/ 46
5 向前的时间旅行与双生子“悖论”/ 49
5.1 时间膨胀和4只时钟的故事/ 50
5.2 双生子“悖论”/ 53
5.3 不变间距与固有时间/ 54
5.4 现实想法与实验/ 58
5.5 通过《夏季之门》最后再看一下前往未来的时间旅行/ 60
6 “出发，回到过去”/ 63
6.1 超光速粒子/ 64
6.2 快子与悖论/ 65
6.3 再诠释原理/ 67
6.4 超光速参照系的一个问题/ 69
6.5 实验证据/ 71
7 时间箭头/ 77
7.1 熵、热力学第二定律以及热力学时间箭头/ 80
7.2 前因、后果及因果时间箭头/ 84
7.3 宇宙学时间箭头/ 86
8 广义相对论：弯曲的空间和翘曲的时间/ 89
8.1 引力与电磁学/ 90
8.2 质量与等效原理/ 91
8.3 重力与光/ 94
8.4 引潮力/ 95
8.5 重力与时间/ 98
8.6 广义相对论/ 100
8.7 广义相对论的三个经典验证/ 102
9 虫洞与曲速气泡/ 111
9.1 虫洞/ 112
9.2 曲速气泡/ 116
9.3 柯拉斯尼科夫管：超光速地铁/ 120
9.4 虫洞、曲速引擎及时间机器/ 122
9.5 “越发奇怪的”悖论/ 126
10 香蕉皮与平行世界/ 133
10.1 悖论的类型/ 134
10.2 信息悖论/ 134
10.3 “精灵球”与聪明的太空船/ 135
10.4 对虫洞时间机器和一致性悖论的重新考虑/ 137
10.5 香蕉皮/ 141
10.6 平行世界/ 142
10.7 “切碎捣烂”/ 151
11 “别总是负面”：奇异物质/ 155
11.1 负能量/ 156
11.2 平均能量条件/ 163
11.3 量子不等式/ 165
11.4 所有完美的物理学都用过镜子/ 168
11.5 量子利息与卡西米尔效应/ 170
11.6 负能量与经典场/ 173
12 勇敢地航向……/ 177
12.1 弯曲与平直/ 178
12.2 虫洞与量子不等式/ 179
12.3 曲速引擎与量子不等式/ 181
12.4 凡·登·布洛克的“瓶子里的飞船”/ 182
12.5 更多关于曲速引擎的问题/ 183
12.6 出路在哪？/ 184
12.7 时间机器的毁灭与时序保护/ 185
13 圆柱体与弦/ 191
13.1 卷曲的宇宙/ 192
13.2 一个“旋转”的宇宙/ 193
13.3 圆柱状时间机器/ 194
13.4 马雷特的时间机器/ 196
13.5 戈特的宇宙弦时间机器/ 203
14 尾声/ 213
附录/ 221
附录1 对伽利略速度变换的推导/ 222
附录2 对洛伦兹变换的推导/ 223
附录3 对时空间隔不变性的证明/ 228
附录4 对x'、t'轴相对于x、t轴的方向说明/ 229
附录5 光钟造成的时间膨胀/ 231
附录6 霍金定理/ 235
附录7 马雷特时间机器中的光管/ 242
参考文献/ 245
索引/ 253
