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第1章 对时空和宇宙的早期认识1

第2章 相对论与量子论10

2.1 走向相对论10

2.2 狭义相对论17

2.3 相对论中的重要概念24

2.4 量子论的进展30

第3章 弯曲的时空38

3.1 等效原理38

3.2 黎曼几何46

3.3 时间与空间58

3.4 短程线67

3.5 广义相对论74

3.6 实验验证79

第4章 辽阔的宇宙90

4.1 太阳系90

4.2 银河系与河外星系98

4.3 恒星的演化、白矮星与中子星105

4.4 膨胀的宇宙114

4.5 宇宙的起源121

4.6 宇宙学释疑124

第5章 黑洞131

5.1 史瓦西黑洞131

5.2 时空的延拓139

5.3 带电的黑洞（Reissner-Nordstrom黑洞）149

5.4 转动的黑洞154

5.5 最一般的稳态黑洞162

第6章 黑洞的量子效应与热效应168

6.1 能层与非热辐射168

6.2 黑洞的热性质178

6.3 黑洞的卡诺循环185

6.4 霍金辐射189

6.5 黑洞的负热容量200

第7章 黑洞热效应的几何根源与物理根源206

7.1 加速观测者处在热浴中207

7.2 黑洞热效应的几何根源214

7.3 有视界就有热效应221

7.4 真空的边界效应228

7.5 时间尺度变换的补偿效应233

第8章 探索：信息疑难与非稳态黑洞240

8.1 黑洞信息疑难的争论240

8.2 非稳态黑洞探讨249

8.3 用变加速黑洞模拟黑洞的接触260

8.4 寻找黑洞270

第9章 奇点，时间的开始与终结277

9.1 奇点与时间的有限性277

9.2 奇点定理概述281

9.3 奇点的若干性质287

9.4 热力学第三定律与宇宙监督291

9.5 热力学第三定律与时间的无限性295

第10章 时间的性质304

10.1 时间是什么304

10.2 时间的测量310

10.3 热力学第零定律等价于钟速同步的传递性319

10.4 引力、热与时间328

附录1 关于相对论的若干注释331

附录2 科学家小传351

参考书目371