發表於2024-11-07
史蒂芬·霍金,是劍橋大學盧卡斯數學教授;他還為普通讀者撰寫過文集《黑洞、嬰兒宇宙及其他》(霍金講演錄)和《果殼中的宇宙》。
★“他機智而清晰地闡述宇宙物理的奧秘……他擁有無與倫比的頭腦。”
——《紐約書評》
★“霍金成功地完成瞭兩部相互糾纏的書,一部是可讀性極高的有關時間在物理學中作用的通俗讀物,另一部是高深的評論……正是霍金隻用文字傳達物理學精義的本領使得這一切變得那麼有趣。”
——《物理學今日》
★“史蒂芬·霍金是一位極其明晰的大師……很難想象其他任何在世的人能將這些數學上令人生畏的主題錶述得更清楚。”
——《芝加哥論壇報》
★“當代物理學有關宇宙組成、創生和演化的專業總結。”
——《華爾街日報》
★“童真好奇與天纔智慧的結閤。當我們領略霍金寜宙之際,為他的精神魅力所驚異。”
——《星期日時報》
★“這位因研究黑洞本性而名震天下的理論物理學傢,作為科普作傢正像他作為數學傢一樣遊刃有餘……其成果也許是大眾天體物理學的著作。多酣你,霍金博士!”
——《圖書目錄》
★“鮮明而刺激……霍金先生無疑具有教師天賦,輕鬆幽默,擅長以日常生活的隱喻來詮釋極端復雜的主題。”
——《紐約時報》
★“迷人而清澈……讓讀者獲得直接從源泉學習高深科學的機會……一部光輝四射的巨著。”
——《紐約客》
《時間簡史》
前言
第一章 我們的宇宙圖像
第二章 空間和時間
第三章 膨脹的宇宙
第四章 不確定性原理
第五章 基本粒子和自然的力
第六章 黑洞
第七章 黑洞不是這麼黑的
第八章 宇宙的起源和命運
第九章 時間箭頭
第十章 蟲洞和時間旅行
第十一章 物理學的統一
第十二章 結論
阿爾伯特·愛因期
伽利略·伽利雷
艾薩剋·牛頓
小辭典
緻謝
《果殼中的宇宙》
前言
第一章 相對論簡史
第二章 時間的形狀
第三章 果殼中的宇宙
第四章 預言未來
第五章 護衛過去
第六章 我們的未來?“星際航行”可以嗎?
第七章 膜的新奇世界
《果殼中的宇宙》
作為一個粗糙的比喻,但不要過於拘泥,想象一張橡皮膜。人們可把一個大球放在膜上,它代錶太陽。球的質量把膜壓陷下去,使之在太陽鄰近彎麯。現在如果人們在膜上滾動小滾珠,它不會直接地滾到對麵去,而是圍繞著該重物運動,正如行星繞日公轉一樣(圖24)。
這個比喻是不完整的,因為在這個比喻中隻有空間的兩維截麵(橡皮膜的錶麵)是彎麯的,而時間正如在牛頓理論中那樣,沒有受到擾動。然而,在與大量實驗相符閤的相對論中,時間和空問難分難解地相互糾纏。人們不能隻使空間彎麯,而讓時間安然無恙。這樣就賦予時間以形狀。廣義相對論使空間和時間彎麯,把它們從被動的事件發生的背景改變成為發生事件的主
動的動力參與者。在牛頓理論中,時間獨立於其他萬物而存在,人們也許會詰問:上帝在創造宇宙之前做什麼?正如聖·奧古斯丁說的,人們不可以此為笑柄,就像有人這樣說過:“它正為那些尋根究底的人們準備地獄。”這是一個人們世代深思的嚴肅的問題。根據聖·奧古斯丁的說法,在上帝製造天地之前,它根本無所作為。事實上,這和現代觀念非常接近。
另一方麵,在廣義相對論中時間和空間的存在不僅不能獨立於宇宙,而且不能相互獨立。它們由宇宙中的測量定義,譬如鍾錶中的石英晶體的振動數或者尺子的長度。以這種方式在宇宙中定義的時間應該有一個最小或者最大值,換句話說,也就是開端或者終結,這是完全可以理解的。詢問在開端之前或者終結之後發生什麼是沒有任何意義的,因為這種時間是不被定義的。
判定廣義相對論的數學模型是否預言宇宙以及時間本身應有一個開端或者終結,顯然是非常重要的。在包括愛因斯坦在內的理論物理學傢中普遍有一種成見,認為時間在兩個方嚮都必須是無限的。否則的話就引起有關宇宙創生的令人不安的問題,這個問題似乎在科學王國之外。人們知道時間具有開端或者終結的愛因斯坦方程的解。但是所有這些解都是非常特殊的,具有大量的對稱性。人們以為,實際物體在自身引力下坍縮時,其壓力或者斜方嚮的速度會阻止所有物質一道落嚮同一點,使那一點的密度變成無限大。類似地,如果人們在時間的相反方嚮將宇宙膨脹倒溯迴去,他會發現宇宙中的全部物質並非都從具有無限密度的一點湧現。這樣無限密度的點稱為奇點,並且是時間的開端或終結。
……
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