《時間的形狀：相對論史話》是一部別開生面的科普讀物，最大的特點在于通俗易懂。作者汪潔用天馬行空的想象和戲劇化的橋段，向我們做了一場別開生面的科普教育。相對論、時空彎曲、黑洞蟲洞、多維空間、量子理論、超弦理論等等物理學(xué)界的重要理論，在這里都變得通俗易懂，雖然不能全面地解釋其中的道理，但對其基本原理有所了解。從科普的角度來看，《時間的形狀》開科普著作的新氣象，猶如一陣清風(fēng)，刮走物理學(xué)科晦澀艱深的印象，吸引更多有志之士加入到對自然科學(xué)的研究隊伍之中。
這是一段人類探索自然的艱辛歷程。
作者從伽利略時代的“相對性原理”講起，談到牛頓的絕對運動觀、愛因斯坦的狹義相對論、廣義相對論，一直談到當(dāng)前正在研究的超弦理論。在這條探索未知世界的旅途之中，物理學(xué)家孜孜以求，充分發(fā)揮不拋棄、不放棄的精神，不斷地修正前人的理論，完善新的理論，讓我們充分領(lǐng)略人類在通往相對論這條道路上經(jīng)過的蜿蜒曲折、峰回路轉(zhuǎn)。對于各種理論，作者保持了極為謹(jǐn)慎的態(tài)度，認(rèn)為必須小心翼翼地使用“推翻”、“顛覆”這樣的字眼來描述新舊理論之間的關(guān)系。比如，相對論是對牛頓理論的修正，在常規(guī)尺度下面，相對論就退化為牛頓理論，量子理論也是同樣的情況。而且，以后出現(xiàn)的新理論也一定是對相對論和量子理論的修正，這兩大理論也一定是新理論的近似理論。一方面，科學(xué)也受限于外部環(huán)境，在不同的環(huán)境下，不同的理論發(fā)揮著重要作用。在日常環(huán)境下，牛頓物理學(xué)就能夠解釋日常運動的規(guī)律。但是擴大到宇宙層面的時候，就必須用相對論來解釋宇宙萬物的規(guī)律，而縮小到量子的世界，就必須要用量子理論來解釋。另一方面，無論是伽利略的理論，還是牛頓的力學(xué)定律、愛因斯坦的相對論以及弦理論，都是在幾百年來無數(shù)科學(xué)家經(jīng)過無數(shù)的磨難和坎坷，逐一驗證而得出的結(jié)論。也正是這些結(jié)論成就了當(dāng)今物理學(xué)的基石，如果沒有這些作為基礎(chǔ)，物理學(xué)的大廈恐怕也難以支撐。
這是一段幫助我們看透偽科學(xué)的發(fā)現(xiàn)之旅。
科學(xué)代表著求真務(wù)實，科學(xué)是“無知”的局部解剖學(xué)。當(dāng)前，生活中充斥著很多偽科學(xué)，或者以科學(xué)之名進(jìn)行偽科學(xué)藝術(shù)創(chuàng)作。最常見的例子，就是很多小說、電影、電視劇中的穿越。根據(jù)相對論的基本原理，光速是任何運動的速度極限，是不可能被超過的，而一旦允許超光速運動，那么相對論本身就被推翻了。但在影視、文學(xué)作品中，很多對穿越行為的描述中稱：根據(jù)相對論，只要速度能超過光速，我們就可以回到過去。對于這種小說，汪潔將其定義為“科盲幻想小說”。事實上，拋開理論層面，從實際情況來看，真想進(jìn)行時空旅行，以我們?nèi)祟惉F(xiàn)在的技術(shù)是不可能完成的任務(wù)。要扭曲時空就必須要巨大的引力，產(chǎn)生引力就要有巨大的質(zhì)量，而質(zhì)量和能量又是可以互相轉(zhuǎn)換的，所以歸根到底要有巨大的能量。究竟需要多大的能量呢？汪潔引用了加來道雄的計算：如果我們能把太陽一天放出來的能量全部采集下來的話，可以打開一個只有幾納米大小的蟲洞，這個蟲洞最多只能允許把你分解成無數(shù)的原子通過后，再另外一頭組裝起來。據(jù)測算，太陽一天釋放的能量大約是10的28次方千萬時，相當(dāng)于地球使用100萬億年的能量。所以，如果從科學(xué)的角度看待時空穿越，基本是不可能了。如果有，也基本上是停留在藝術(shù)作品之中。
這是一段別開生面的科學(xué)之旅。
對于原本晦澀難懂的物理學(xué)知識，汪潔獨辟蹊徑，使用了好萊塢大片的手法，以通俗易懂的方式進(jìn)行了演繹，在每個章節(jié)都設(shè)定了驚喜彩蛋，讓讀者以期待的目光等候作者講述物理學(xué)的新發(fā)現(xiàn)。此外，還以代入的方式，將伽利略、邁克爾遜和麥雷、愛因斯坦等人寫入故事之中，以場景化的描寫提出問題、解決問題，最大限度地還原當(dāng)時的經(jīng)過，并通過問答的方式，解答讀者可能存在的疑問。汪潔從開始的伽利略相對性原理出發(fā)，一路拓展到牛頓的萬有引力定律，再拓展到愛因斯坦的狹義相對性原理，然后把狹義相對性原理推廣到了等效原理加廣義相對性原理。之后又從這兩個原理出發(fā)，推導(dǎo)出了黑洞、蟲洞，隨之探索了多維時空、量子理論以及弦理論。一路走來，娓娓而談，讓人欲罷不能，既讓我們看到了物理學(xué)的研究發(fā)展，更看到了難以想象的神奇無界空間。讓讀者在感慨科學(xué)之美、世界之美的同時，顛覆了原有的認(rèn)知，重新構(gòu)建了宇宙觀和世界觀。
作者汪潔在書中說過，撰寫本書最大的心愿在于激發(fā)讀者的求知欲和好奇心。于是，他在書中把上帝留給了人類兩道終極思考題留給了我們：用一個統(tǒng)一的理論解釋所有基本粒子的起源和成因；把宇宙中的萬有引力、電磁力、弱核力和強核力四種基本作用力用一個統(tǒng)一的數(shù)學(xué)公式描述出來。讀完本書之后，您是否對攻克兩大難題產(chǎn)生了極大興趣？
