序言

笔者长期以来，在北京师范大学开设面向文理各专业大学生和研究生的系列科普讲座——“从爱因斯坦到霍金的宇宙”，也曾应邀在其他高校开设类似的课程和讲座，历时近30载，深受广大同学的欢迎。这一讲座还曾被定为北京地区跨专业的校际选修课，后来又在“超星尔雅”“读书人”“知鸭”等平台录制过相应的音像作品，被许多院校选为网课。不过，令人遗憾的是，一直没有相应的图书出版。针对这一情况，近年来笔者把有关讲座的内容逐渐整理成这本书，以与音像资料相呼应。

本书主要介绍物理学发展的不平凡历程和一些最新成就，特别是有关相对论、量子论、弯曲时空、黑洞、引力波和宇宙演化的知识。本书收集了许多科学家的逸闻趣事，介绍了一些重大科研发现的曲折过程。希望广大读者能轻松、愉快地读完这本书，并有所收获。书中列举了许多事迹来说明：历史上，青年是科学发现和科技创新的主力军。希望有志于科学研究和科技创新的年轻人，能从本书中得到一些启发，增强自己的研究能力和创新能力。

为了使读者看清人类在自然界的位置，看清科学在人类历史上的地位，本书不仅介绍了宇宙的起源和演化，而且特别介绍了人类文明的起源和演进，介绍了自然科学如何从人类文明中诞生和发展。本书以哥白尼、伽利略、牛顿和爱因斯坦的贡献为主线，来讲述自然科学的重大成就和重要思想；以霍金和彭罗斯的贡献为核心，来阐述当代的时空理论，介绍相对论和量子论探究的前沿与最新成果。书中涉及许多读者感兴趣的问题，如双生子佯谬、宇宙创生、时空隧道、时间机器、薛定谔的猫、关于量子力学的论战、黑洞的结构和神奇性质等。

本书把科学家作为有血有肉的人展现在大家面前，尽可能使读者看到真实的历史和鲜活的人物形象，从而了解到，科学家不一定是完人，但都是创造历史的伟人。

当前的中国正处在一个伟大变革的时代，一个超越汉唐的盛世正在到来。时代为年轻人提供了施展才华的无限空间和机遇，也向年轻人提出了重大的挑战。

清代诗人赵翼说过：“江山代有才人出，各领风骚数百年。”

曾子也曾经勉励过年轻人：“士不可以不弘毅，任重而道远。”

本书的写作，断断续续进行了多年，前期曾得到北京师范大学物理系研究生王鑫洋、王天志、韩善忠、闫浩鹏等人的帮助，并得到了超星尔雅工作人员的协助。从2021年开始，笔者在北京师范大学物理系和天文学社同学的大力帮助下，用了一年多时间终于完成了全部书稿，参加这一工作的有唐艺萌、刘晟羿、冯少玉、苏雨桐、朱传嘉、罗珏及单秋雨等同学，笔者在此对他们表示深深的感谢。在出版过程中，本书还入选了北京市科学技术协会科普创作出版资金资助项目，笔者在此对北京市科学技术协会表示感谢。

赵峥
2024年6月