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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