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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=mc239

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