最初三分钟：关于宇宙起源的现代观点 pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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[美] 史蒂文·温伯格著，王丽译

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出版社：重庆大学出版社

ISBN：9787562489597

版次：1

商品编码：11784134

包装：平装

丛书名： “懒蚂蚁”微百科丛书

开本：32开

出版时间：2015-09-01

用纸：胶版纸

页数：256

字数：133000

正文语种：中文

具体描述

编辑推荐

　　这本科普读物为1979年诺贝尔物理奖得主，美国物理学家史蒂文·温伯格在1977年写的一本畅销书。此书被公认为科普读物的里程碑。也是很早关于探讨宇宙起源的代表作品。

　　《“微百科”系列》是由国外引进的一套在国际上非常受欢迎的百科读物，内容涵盖历史、物理、政治、经济等各个学科领域，作者均是当前若干学科领域学术代表人，主要宗旨是打造一套让广大读者很快了解各个新学科的短小精悍的科普读物。这是你增长各科知识的不二选择。

内容简介

　　宇宙在最初0.01秒、1秒、1分钟或最初一年，是什么样子？早期宇宙在某时刻的温度、密度和化学成分如何？《最初三分钟》将揭秘宇宙爆炸的形态，详细描述了一幅完全令人信服的宇宙起源图，包括在大爆炸之后仅仅数秒或几分钟内出现的详细过程。

作者简介

　　史蒂文·温伯格，1979年诺贝尔物理学奖获得者。美国理论物理学家，得克萨斯大学物理学和天文学教授。1954年毕业于康奈尔大学，后赴丹麦哥本哈根大学理论物理研究所当研究生，1957年获普林斯顿大学哲学博士学位。美国科学院院士。

精彩书摘

　　关于宇宙的起源，冰岛巨匠斯诺里·斯托里森在1220 年编纂的斯堪的纳维亚神话集《新埃达》里写道：“最初是一无所有的。既没有地，也没有天，只有一个裂口，也没有草原。而在这混沌虚无的北方和南方，则是冰雪的区域尼夫尔翰和火的区域木斯皮尔翰。木斯皮尔翰的火融化了尼夫尔翰的冰，在融化的水中产生了巨人伊默，伊默吃什么呢？好像还有一头牛阿豪姆拉，那牛又吃什么？哦，好像还有一些盐，故事就这样一直继续下去。

　　我可不想触犯宗教感情，哪怕是北欧海盗的宗教感情也不行。但我得承认这样描述宇宙的起源是不能令人满意的。即使不说对那些无稽之谈的非议，就故事本身而言，这个故事所产生的问题与它所提供的答案一样多，而且每个答案都使初始状态变得更为复杂。

　　我们不能仅对此书一笑了之，并且坚决放弃所有的宇宙学推测——追溯宇宙的历史起源，这种念头是不可抗拒的。自16世纪和17 世纪现代科学诞生以来，物理学家和天文学家就在不断地研究宇宙起源的问题。但这些研究一直笼罩在一种不体面的氛围下。我记得，当我还是个学生以及后来在20 世纪50 年代开展研究工作（当时研究的是其他问题）时，人们就普遍认为，研究早期宇宙是体面的科学家不屑为之的事情。这种观点也不无道理。纵观整个现代物理学和天文学历史，用来构建早期宇宙史的观测和理论基础压根就不存在。

　　然而，在过去的10 年中，所有这一切都发生了变化。人们普遍接受了一种早期宇宙理论，天文学家们将这种理论称为“标准模型”。它与我们所说的“大爆炸”理论基本相同，只不过它对宇宙成分的认识更加具体，而这种早期宇宙理论正是本书所关注的论题。为了便于理解，或许应该首先根据当前标准模型所理解的早期宇宙的历史作一概述。但这里仅仅是一个简要说明，我们会在接下来的章节中对这一历史及相信它的理由作出详细解释。起初，发生了一次爆炸。这个爆炸不同于我们所熟悉的地球上的那些爆炸，即先从一个明确的中心开始，然后向四周扩散，周围被吞噬的空气越来越多。这个爆炸是在各个地方同时发生的，从一开始便充满了整个空间，每个物质粒子都与其他粒子迅速分离开来。这里的“所有空间”可以指整个无穷宇宙，也可以指像球面那样蜿蜒曲回的有穷宇宙。无论哪种情况都不易被理解，但这并无大碍。空间到底是有穷的还是无穷的，这对早期宇宙的研究来说并不重要。

　　在爆炸后大约0.01 s 的时间，即我们能够自信地谈论的最早时间里，宇宙的温度大约是1 000 亿（1011）摄氏度。这一温度甚至比最热的恒星中心的温度还要高。在这种高温条件下，普通物质的组成成分，包括分子、原子，甚至是原子核都无法聚集在一起; 相反，在这一爆炸过程中迅速分离的物质是由各种所谓的基本粒子组成的，而基本粒子正是现代高能核物理所研究的课题。

　　在这本书中，将会反复提到这些粒子——在这里，仅指出早期宇宙中数量最多的那些粒子就已足矣，更详细的解释将会在第3 章和第4 章中进行讨论。大量存在的一种粒子是电子，即带负电的粒子，它以电流形式通过电线，并形成当前宇宙中所有原子和分子的外壳。早期宇宙中大量存在的另一种粒子是正电子，即带正电的粒子，与电子质量完全相同。在当前宇宙中，只有在高能实验室、某些放射现象、某些剧烈的天文学现象，如宇宙射线和超新星现象中才能发现正电子。但在早期宇宙中，正电子的数量与电子的数量不相上下。除电子和正电子之外，还有数量大致相同的各种中微子，即，没有质量或电荷的粒子，仿若虚无缥缈的幽灵一般。最后，宇宙中还充满光。对此，不必与粒子区别对待，量子理论告诉我们，光是由零质量、零电荷的粒子——光子组成的（每当灯丝中的一个原子从高能状态转变为低能状态时，都会释放出一个光子。从灯泡中释放出来的光子非常多，看上去它们就像汇集成了一条连续的光束，但通过光电池，可以准确计算出光子的数量）。每个光子都携带着一定数量的能量和动量，其数量大小取决于光的波长。为了描述充斥在早期宇宙中的光线，一般可以这样认为，光子的数量和平均能量与电子、正电子或中微子的大致相同。这些粒子（电子、正电子、中微子和光子）不断地从纯能量中产生出来，短暂存在后又湮灭了。因此，它们的数量不是早就注定的，而是由产生与湮灭过程的平衡所决定的。根据这一平衡，我们可以推断出，在温度高达1 000 亿度的条件下，宇宙的密度约为水的40 亿（4×109）倍。此外，宇宙场内还掺有少量杂质，它们由较重的粒子：质子和中子组成，是原子核的组成成分（质子带正电；中子稍重且不带电）。其比例大约为每10 亿个电子（或正电子、中微子或电子）对一个质子和中子。为了设计宇宙的标准模型，这个数值的设置，即每一个核粒子中就有10 亿个光子是必须从观测中获得的关键数值。在第3 章中讨论的宇宙辐射背景的发现实际上就是对这一数值的检测。随着爆炸的继续，温度开始下降，约十分之一秒后下降到300 亿（3×1010）度；约一秒后下降到100 亿度；约14 s 后下降到30 亿度。这一温度已经非常低了，在这种低温条件下，电子和正电子开始湮灭，湮灭速度比它们从光子和中微子中被重新产生出来的速度还要快。物质在湮灭过程中所释放出来的能量暂时减慢了宇宙冷却的速度，但温度仍在持续下降，最终在最初三分钟结束时降到了10 亿度。这种温度非常低，能使中子和质子开始组合成复合的原子核。首先形成的是重氢（或氘）核，它是由一个质子和一个中子组成。由于这时，它的密度仍然非常高（比水的密度稍低），因此，这些轻核能迅速组合成最稳定的轻核，即氮核，它由两个质子和两个中子组成。

　　在最初三分钟结束时，宇宙的组成主要是光、中微子和反中微子。仍有少量的核物质，由73% 的氢和27% 的氦组成。此外，还有从电子—正电子湮灭时代遗留下来的少量电子，数量与核物质相同。这些物质继续迅速分离，温度变得越来越低，密度变得越来越小。几十万年之后，温度降到足够低。在这样的温度条件下，电子能够与核相结合，形成氢原子和氦原子。由此产生的气体在地心引力作用下开始形成气团，并最终凝聚形成当今宇宙的星系和恒星。然而，恒星在形成时期所包含的成分正是在最初三分钟里所产生的那些成分。上述标准模型并非想象范围内关于宇宙起源的最佳理论。正如《新埃达》一样，它对宇宙的起点，或者大约最初百分之一秒的说法总是有些模糊不清，让人难以理解。另外，还需要确定起始条件，特别是光子和核粒子的最初比例是否为10 亿比1，这是令人异常头痛的一件事情。如果这个理论能够提出更为准确的逻辑必然性，那就最好不过。比如，从哲学角度来看，另一个更有吸引力的理论是所谓的“恒稳态模型”。20 世纪40 年代末，赫尔曼·邦迪、托马斯·戈尔德和弗雷德·霍伊尔（其表述方式与其他人稍有不同）提出了这一理论。根据这个理论，宇宙基本上就一直是现在这个样子。随着它的膨胀，新物质不断被创造出来，填补了星系间的空隙。从潜在可能性上讲，有关宇宙为何是目前这种状况的问题都可用这一理论来回答。可以说，它之所以是这样，是因为这是它能够保持不变的唯一一种方法。宇宙起源问题被排除了，因为根本就不存在早期宇宙。

　　那我们是如何得出“标准模型”的呢？它又是如何取代其他理论，如恒稳态模型的呢？这个共识的取得不是因为哲学倾向的转变，也不是因为受天体物理学界名流的影响，而是从经验中得到的数据结果，是对现代天体物理学必备的客观性的赞美。

　　接下来的两章将说明让我们得出标准模型的两个重要线索，即发现遥远星系后退和发现充斥在宇宙中的微弱无线电静电，它们都是从天文观测中发现的。对科学史学家来说，这是一个内容丰富的故事：既有错误的开端，错失的良机，又有理论上的先入为主和个性的展示。

　　综述完观测到的宇宙学现象之后，我试图将零散的数据汇总在一起，刻画出一幅连贯清晰的早期宇宙物理状况图。这样，我们就能追溯到更为详细的宇宙最初三分钟的状况了。在追溯过程中，可以采用电影似的处理方法：即一格一格地观察宇宙如何膨胀、如何冷却、如何形成。另外，我们还试图窥探对我们来说仍是谜一般的时代——最初百分之一秒以及之前的那段时间。

　　我们对这个标准模型真的有把握吗？会不会有新的发现推翻它，并使用其他宇宙起源学说取代当前的标准模型？甚至会不会复兴恒稳态模型？我无法否认在描述最初三分钟时，总有一种不真实感，我们是否真的知道自己在谈论什么。

　　……

《星辰的黎明：探索宇宙的最初瞬间》摘要自古以来，人类便仰望星空，对那浩瀚无垠的宇宙及其起源充满了无尽的遐想与追问。我们是谁？我们从何而来？宇宙又是如何诞生的？这些古老的问题，伴随着人类文明的脚步，在哲学、宗教和科学的领域里不断被探索与解答。本书《星辰的黎明：探索宇宙的最初瞬间》，并非一本枯燥的学术论文集，而是一场引人入胜的智力探险，它带领读者穿越时空的迷雾，深入宇宙诞生的最前沿，以一种易于理解的方式，呈现了现代科学对于宇宙起源的最新、最激动人心的理解。本书将从最宏观的视角出发，勾勒出宇宙从一个极度炽热、致密的状态，如何经历了戏剧性的演化，最终孕育出我们今天所见的星系、恒星、行星，乃至于生命。我们将一起回顾那些奠定现代宇宙学基石的伟大科学发现，从爱因斯坦的广义相对论，到哈勃的宇宙膨胀观测，再到宇宙微波背景辐射的发现，每一个里程碑都如同一盏明灯，照亮了我们对宇宙早期历史的认知。本书将特别关注宇宙诞生后的那段至关重要的“最初三分钟”。这并非简单的三分钟，而是宇宙从奇点爆炸那一刻起，直至形成最基础的粒子、原子核，并开始化学元素合成的短暂但极其关键的时期。我们将深入剖析这个阶段所发生的物理过程，例如夸克-胶子等离子体的形成与冷却，质子和中子的合成，以及轻元素的核聚合成长。我们会解释为什么这段时期对于宇宙的构成至关重要，因为它决定了宇宙中最基本的“原材料”的比例，进而影响了后续恒星和星系的形成。本书并非仅仅停留在理论的阐述，而是会通过生动的类比、翔实的图解，将抽象的科学概念变得具象可感。想象一下，我们将如何理解“奇点”的不可思议，如何描绘“暴胀”的瞬息万变，如何感受“核合成”的剧烈反应。我们会将宇宙初期的极端环境，如超乎想象的高温和高压，与我们日常的经验联系起来，帮助读者建立直观的认识。本书还将探讨支持我们当前宇宙学模型的重要证据。宇宙微波背景辐射，这幅“宇宙婴儿照”，它携带了宇宙诞生后约38万年的信息，其温度涨落的精细模式，如同宇宙婴儿时期的指纹，为我们提供了理解早期宇宙结构形成的宝贵线索。本书将详细解读这些“指纹”的含义，以及它们如何与大爆炸理论完美契合。此外，本书还将触及一些前沿的宇宙学难题与未解之谜。例如，暗物质和暗能量的本质是什么？它们在宇宙的演化中扮演了怎样的角色？宇宙之外是否存在其他宇宙？这些问题虽然目前还没有确切的答案，但它们正是推动科学前沿不断突破的动力。本书将以开放的态度，呈现科学家们正在努力的方向和他们提出的各种假说，激发读者对宇宙奥秘的进一步探索兴趣。本书的语言风格将力求通俗易懂，避免使用过多的专业术语，即便出现，也会辅以清晰的解释。我们相信，科学的魅力不应被晦涩的语言所阻碍，而应属于每一个热爱探索、渴望理解世界的人。因此，本书将成为一本适合所有对宇宙起源感兴趣的读者的读物，无论是学生、教师、还是任何一个对星空充满好奇的普通人。章节预览（非本书实际目录，旨在展示内容方向）第一章：从无到有的诗篇——宇宙起源的古老追问人类对宇宙起源的早期猜想：神话、哲学与早期科学的碰撞。望远镜的诞生与对宇宙规模的初步认识。从静态宇宙到膨胀宇宙的观念转变。第二章：爱因斯坦的宇宙观与广义相对论的启示时空弯曲的革命性思想。相对论方程与宇宙演化的可能性。大爆炸模型的早期理论基础。第三章：哈勃的证据与宇宙的膨胀图景星系红移的惊人发现。测量宇宙膨胀的距离尺度。大爆炸理论的第一次实证支撑。第四章：穿越时空的信号——宇宙微波背景辐射的发现宇宙微波背景辐射的理论预测。彭齐亚斯和威尔逊的意外发现。 COBE、WMAP、Planck任务的深入探测与分析。第五章：最初三分钟：宇宙诞生的炼狱奇点：一个理论上的起点。暴胀理论：解决视界问题与平坦性问题。夸克-胶子等离子体的冷却。质子与中子的形成。轻元素的核合成：氢、氦、锂的起源。宇宙在最初几分钟内发生的一切。第六章：从粒子到星系：宇宙结构的逐步形成黑暗时代与第一批恒星的诞生。星系的形成与演化。行星系统的形成。第七章：宇宙中的幽灵——暗物质与暗能量对暗物质存在的观测证据：星系自转曲线、引力透镜。暗能量的发现：宇宙加速膨胀。它们在宇宙演化中的关键作用。第八章：未解之谜与未来的展望量子引力与宇宙起源的终极问题。多重宇宙的可能性。搜寻地外生命与我们在这宇宙中的位置。科学家们正在进行的探索与新的观测技术。结语：永恒的探索致敬科学精神，鼓励读者保持好奇。宇宙之美，永无止境。本书旨在以一种充满敬畏与好奇的视角，带领读者踏上一场跨越138亿年的宇宙之旅。我们希望通过深入浅出的讲解，让更多人能够理解并欣赏现代科学在揭示宇宙起源这一宏大命题上所取得的辉煌成就，同时激发大家对科学探索的持续热情。这不仅是一次知识的传授，更是一次心灵的启迪，让每一位读者都能感受到宇宙的壮丽与我们自身存在的奇迹。

用户评价

评分☆☆☆☆☆

作为一名热衷于追溯事物本源的读者，我发现这本书提供了一个极其罕见且令人信服的框架。它没有陷入某些流行读物中常见的“制造悬念”的窠臼，而是稳扎稳打地从我们已知最可靠的物理学基础出发，逐步向前推演。这种“由近及远”的构建方式，让读者的心绪得以安放，因为我们知道每一步推论都有坚实的理论作为支撑。书中对观测证据的引用也非常到位，从微波背景辐射的微小涨落到对基本粒子行为的模拟，每一个论点背后都有对应的实验或观测数据支撑，这极大地增强了论述的说服力。它不是在猜测，而是在基于现有证据进行最合理的“考古”。读完之后，我对我们对“现在”的理解也深了一层，因为我们所见的一切，都不过是那个极早期状态的复杂折射而已。

评分☆☆☆☆☆

这本书在跨学科的融合上做得相当出色，它不仅仅是物理学家的舞台，更像是一场思想的盛宴。作者在论述过程中，频繁地引入了哲学、信息论甚至混沌理论的概念，来帮助我们理解那些超越直觉的早期条件。这种多维度的审视，使得宇宙的起源不再是一个孤立的物理事件，而是一个牵动着信息、结构和存在本质的宏大议题。我特别欣赏它在探讨“对称性破缺”时的切入点，它没有停留在纯粹的数学描述，而是探讨了这种破缺如何导致了我们现在所处世界的复杂性和多样性。这种“为什么是这样而非那样”的追问，让这本书的价值超越了纯粹的科普，上升到了对“存在本身”的探讨层面。读起来会让你不断地停下来，思考自己的认知边界是否被拓展了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度简直让人惊叹。它不仅仅是在描绘一个宏大的时间框架，更像是在带领读者进行一场深入的哲学思辨。作者的叙述方式非常引人入胜，他巧妙地将那些极其复杂的物理概念，用一种近乎诗意的语言包裹起来，让即便是对量子力学和宇宙学知之甚少的普通人也能抓住核心思想。我特别欣赏他对“未知”的坦诚态度，没有试图用过于简化的类比来掩盖科学前沿的模糊地带，而是坦然地指出哪些是我们通过理论推测出来的，哪些是基于现有观测数据得出的结论。这种严谨性，在很多科普读物中是难以见到的。阅读过程中，我感觉自己仿佛站在了宇宙的边缘，凝视着那尚未定型的混沌，那种敬畏感是无以言表的。书中的论证逻辑链条一环扣一环，紧密得像是精密的机械装置，让人忍不住想一口气读完，去追寻那个终极答案——尽管我们知道，真正的答案可能永远在远方闪烁。

评分☆☆☆☆☆

我尝试过很多关于宇宙起源的书籍，但这本书给我的感觉是最为“完整”和“沉浸式”的体验。它没有像某些作品那样，将理论停留在高空中让人望而生畏，也没有过度口语化而失去精准性。它的叙事如同一次精心设计的潜水之旅，从我们熟悉的表层（现代宇宙学）缓慢深入到幽暗深邃的底层（普朗克纪元之前），每一次深度增加，作者都精准地提供了必要的“氧气瓶”——即对关键概念的透彻解释。这本书的后劲非常足，读完合上书本后，那种对时间、空间、物质的固有概念的颠覆感会持续很长时间。它强迫你以一个更宏大、更基础的视角重新审视你每天所经历的一切。这是一本需要细细品味，并且很可能会被反复阅读的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字功底，不得不提。它读起来根本不像一本硬核的科学著作，更像是一部文笔细腻的史诗。作者在构建叙事节奏上有着大师级的把控力，时而用极度凝练、充满力量感的短句来强调某个关键的物理定律或时间节点，时而又用大段舒缓、画面感极强的描述来描绘早期宇宙的能量状态。这种张弛有度的叙述，极大地缓解了阅读过程中可能产生的认知疲劳。我尤其喜欢他对那些早期宇宙“相变”的描绘，那些从能量到物质的转变，被写得充满了戏剧张力，让人甚至能“听见”夸克和胶子在那个高热环境中翻腾的喧嚣。如果你期待的是冷冰冰的公式堆砌，那你可能会失望，但如果你渴望的是一场既有知识的精确性，又充满人文关怀和美学的宇宙探索之旅，这本书绝对是上乘之选。它真正做到了“以文载道”，让科学的庄严在优美的文字中熠熠生辉。

评分☆☆☆☆☆

好书一本不过很烧脑得慢慢理解！

评分☆☆☆☆☆

質量非常好，非常滿意,

评分☆☆☆☆☆

挺好的书。很适合科普的啊

评分☆☆☆☆☆

是正版。质量还是不错的。

评分☆☆☆☆☆

挺好的，做活动买的！！！！！！！

评分☆☆☆☆☆

好啊咋那么好呢，快买吧，物流送的也好快啊！