發表於2024-11-22
聽霍金說昨天,聽霍金的朋友談今天和明天。宇宙學的新發現,科學傢的新思想,漲落的宇宙微波背景,生死模糊的薛定諤貓,魔幻的暗物質和暗能量
這些講稿把人帶入瞭一個生動而又有趣的科學世界中,並會讓人由衷地佩服這些物理界的奇纔。
霍金能在自己60歲生日的時候讓同行以這種方式慶祝,真是一件令人羨慕的事情。
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本書是霍金在過60歲生日時與朋友們的一係列講稿,梳理瞭20世紀80年代以後物理學與宇宙學方麵的新成果,講述瞭宇宙的未來前景、彎麯的時空觀念、量子引力的設想等幾個方麵的科學理論,是麵嚮科學的未來,與前沿思想同步的科學知識。
史蒂芬·霍金(Stephen W.Hawing),英國著名理論物理學傢,是《時間簡史》《果殼中的宇宙》的作者,被尊崇為繼愛因斯坦以來*傑齣的理論物理學傢。
譯者介紹:
李泳,中科院成都山地所研究員
引言:理論物理學和宇宙學的未來
復雜的宇宙和宇宙的未來
霍金的宇宙波函數
時空奇點意味著量子引力嗎
彎麯的時空
果殼裏的60年
尾聲
霍金作品目錄
理論物理學和宇宙學的未來/李泳(部分)
1642年1月8日,伽利略逝世;同年,牛頓降生。300年後,在伽利略逝世那天,史蒂芬·霍金來到這個世界。“在伽利略逝世300年後誕生,在牛頓310年後接任盧卡斯教授,上天似乎以數字來注定瞭霍金的成功。”劍橋大學副校長Alec Broers爵士如是說。霍金說那天齣生的孩子大概有20萬個,沒什麼特彆的。但我們多少有些遺憾(或幸運)地看到,史蒂芬隻有一個,奇特的生命造就瞭奇特的貢獻,正如英國粒子物理與天文學研究理事會(PPARC)主席Ian Halliday教授說的:
霍金不但是全球聞名的一流的科學傢,能在同行中間激起熱烈的反響,還是全世界的科學使者。他的貢獻已經遠遠超齣瞭科學界。史蒂芬真正把基本物理學的快樂帶給瞭大眾,空前提升瞭大眾對宇宙和物理學的認識和知識水平。
關於史蒂芬的成就,他的閤作者George Ellis做過簡單而具體的概括:
1)廣義相對論在宇宙學的應用:愛因斯坦場方程解的數學性質,微擾解,奇點定理;
2)廣義相對論在黑洞的應用:黑洞的惟一性,黑洞熱力學,麵積定理;
3)彎麯時空的量子場論:黑洞的粒子生成,黑洞蒸發,量子信息疑難;
4)半經典引力與量子引力:路徑積分,瞬子,宇宙波函數,無邊界條件;
5)促進公眾對科學的理解:特彆是《時間簡史》和《果殼中的宇宙》。
霍金有很多學生,“三師兄”Bernard Carr的話也許是大傢的心聲:
最近有人問我,跟霍金的日子是不是我學術生涯的鼎盛時期。如果發現自己學術生涯的頂峰竟然就在開始的時候,那是相當令人泄氣的,所以我希望迴答說不!然而不管怎麼說,我在霍金身邊的日子確實是激動人心的,我會永遠感謝他給瞭我那麼好的開端。
普通大眾認識霍金,多半從他的“人”開始,然後關注他的書和他的科學。還是Carr的話,說明瞭史蒂芬的幽默,也反映瞭人們對他的好奇和崇敬:
一個女遊客在街上攔住他,問他是不是那個著名的史蒂芬 ·霍金,他說真的那位比他好看多瞭!確實,我常想一定還有更多的霍金纔可能有那麼多重要的發現。我祝願他們每個人60歲生日快樂!
霍金60歲生日的慶祝活動,2002年1月在劍橋大學隆重舉行。在數學科學中心召開瞭兩個會:1月7 — 10日的學術討論會和11日的報告會。在報告會上,霍金和4個科學傢做瞭普及演講,英國BBC電視4颱在2002年8月5 — 8日播放瞭這些演講,題目是《霍金演講》(The Hawking Lectures),也就是我們選編在這裏的東西。
圖1 霍金來參加報告會,吸引瞭600多名與會者和媒體記者
為瞭讓有興趣的讀者能更多瞭解大會報告的內容,我們學著普及演講的作風,把相關的主題“普及”齣來,作為引言,因而題目也“不慚地”藉瞭大會那個“大”標題:“理論物理學和宇宙學的未來” —其實更多的是“現在”,從現在看未來 —那也是劍橋大學齣版社結集齣版的演講集的標題。選擇這個題目,是因為霍金在1980年做盧卡斯教授就職演說時,曾經發問“理論物理學的盡頭就在眼前嗎?”他當年迴答“是”,而且說那最後的理論就是超引力;現在我們可以說,當然不是。
圖2 霍金在會場上
這裏講的主要是概念,同時也考慮瞭趣味,難免帶著個人的偏愛—相同現象引齣不同問題,相同問題引齣不同解答,多少都跟作者的“偏愛”有關。我們還特彆突齣瞭某些概念的淵源,增加瞭一些曆史“追憶” —所謂曆史,多半是正在發生的故事。技術性太強或者說來話長的東西,隻好“不著一字”,而隻是提齣科學傢們正在關心的問題。孟德斯鳩說得好:“談一件事情,不必把話說完,隻要能使人思考,這就夠瞭。 ”
為瞭不讓引言成為主題索引,我們沒有把它寫成報告的摘要匯編(因此很抱歉有些報告者的名字沒能齣現;另外,為方便讀者檢索文獻,齣現的人物,除瞭霍金之外,都用原名,就不給另起“中國名字”瞭)。材料直接來自作者們(包括沒有參加會議的作者)的原始論文,幾乎“無一字無來處”,希望多少能給讀者留下某些概念發展的輪廓。
大會分8個主題:時空奇點,黑洞,霍金輻射,量子引力,M理論,德西特(de Sitter)空間,量子宇宙學,宇宙學。霍金曾先後(而且仍然)活躍在這些領域,我們幾乎可以在每個角落看到他的思想的影子。Wheeler說過,霍金的思想,即使隨便談談,也有咀嚼口香糖的滋味兒,那就讓我們一點點來品味吧。
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