史蒂芬·霍金的《时间简史》自1988年首版以来的岁月里,已成为全球科学著作的里程碑。它被翻译成40种文字,销售了近1000万册,成为国际出版史上的奇观。《时间简史》(插图本)全面更新了原书的内容,把许多观测揭示的新知识,以及霍金全新的研究纳入《时间简史》(插图本),并配以大量(250幅)照片和电脑制作的三维和四维空间图。霍金曾不无得意地引用评论者的话说道:“我关于物理的著作比麦当娜关于性的书还更畅销。”不知道这个《时间简史》(插图本)版本会使原来已经非常巨大的销售数字“膨胀”多少。
尽管霍金教授的著述极为清晰而机智,有些读者仍然觉得难以掌握复杂的概念。为了使读者加深理解,《时间简史》(插图版)还增加了240多幅彩色插图,包括卫星图像和照片。这些都应归功于诸如哈勃空间望远镜和电脑三维和四维实体成像等技术进步之赐。详细的插图说明使读者能体验到星系际太空的广漠、黑洞的奇妙性质以及物质和反物质碰撞的粒子物理的微观世界。作为一本飨以读者宇宙学的全新理解的经典著作,《时间简史》(插图版)是探索时间和空间核心秘密的引人入胜的故事。
史蒂芬·霍金 (Stephen Hawking), 于1942年1月8日生于牛津,那一天刚好是伽利略逝世三百年。可能因为他出生在第二次世界大战的时代,所以小时候对模型特别着迷。他十几岁时不但喜欢做模型飞机和轮船,还和学友制作了很多不同种类的战争游戏,反映出他研究和操控事物的渴望。这种渴望驱使他攻读博士学位,并在黑洞和宇宙论的研究上获得重大成就。
霍金十三、四岁时已下定决心要从事物理学和天文学的研究。十七岁那年,他考到了自然科学的奖学金,顺利入读牛津大学。学士毕业后他转到剑桥大学攻读博士,研究宇宙学。不久他发现自己患上了会导致肌肉萎缩的卢伽雷病。由于医生对此病束手无策,起初他打算放弃从事研究的理想,但后来病情恶化的速度减慢了,他便重拾心情,排除万难,从挫折中站起来,勇敢地面对这次的不幸,继续醉心研究。
七十年代,他和彭罗斯证明了知名的奇性定理,并在1988年共同获得沃尔夫物理奖。他还证明了黑洞的面积不会随时间减少。1973年,他发现黑洞辐射的温度和其质量成反比,即黑洞会因为辐射而变小,但温度却会升高,终会发生爆炸而消失。
八十年代,他开始研究量子宇宙论。这时他的行动已经出现问题,后来由于得了肺炎而接受穿气管手术,使他从此再不能说话。现在他全身瘫痪,要靠电动轮椅代替双脚,不但说话和写字要靠计算机和语言合成器帮忙,连阅读也要别人替他把每页纸摊平在桌上,让他驱动着轮椅逐页去看。
霍金一生贡献于理论物理学的研究,被誉为当今杰出的科学家之一。他的著作包括《时间简史》及《黑洞与婴儿宇宙以及相关文章》。虽然大家都觉得他非常不幸,但他在科学上的成就却是在他在病发后获得的。他凭着坚毅不屈的意志,战胜了疾病,创造了一个奇迹,也证明了残疾并非成功的障碍。他对生命的热爱和对科学研究的热诚,是值得年轻一代学习的。
前言
章 们的宇宙图像
第二章 空间和时间
第三章 膨胀的宇宙
第四章 不确定性原理
第五章 基本粒子和自然的力
第六章 黑洞
第七章 黑洞不是这么黑的
第八章 字宙的起源和命运
第九章 时间箭头
第十章 虫洞和对间旅行
第十一章 物理学的统一
第十二章 结论
阿尔伯特·爱因斯坦
伽利略·伽利雷
艾萨克·牛顿
小辞典
感谢
膨胀的宇宙
如果在一个清澈的、无月的夜晚仰望星空,能看到的亮的星体可能是金星、火星、木星和土星这几颗行星,还有巨大数目的类似太阳但离开我们远得多的恒星。事实上,当地球绕着太阳公转时,某些固定的恒星相互之间的位置确实起了非常微小的变化——它们不是完全固定不动的!这是因为它们距离我们相对近一些。当地球绕着太阳公转时,相对于更远处的恒星的背景,我们从不同的位置观测它们(图3.1)。这是幸运的,因为它使我们能直接测量这些恒星离开我们的距离,它们离我们越近,就显得移动得越多。近的恒星叫做普罗希马半人马座,它离我们大约4光年那么远(从它发出的光大约花4年才能到达地球),也就是大约23万亿英里的距离。大部分其他可用肉眼看到的恒星离开我们的距离均在几百光年之内。与之相比,太阳仅仅在8光分那么远!可见的恒星散布在整个夜空,但是特别集中在一条称为银河的带上。远在公元1750年,就有些天文学家建议,如果大部分可见的恒星处在一个单独的碟状的结构中,则银河的外观可以得到解释。碟状结构的一个例子,便是今天我们叫做螺旋星系的东西。只有在几十年之后,天文学家威廉·赫歇尔爵士才非常精心地对大量的恒星的位置和距离进行编目分类,从而证实了自己的观念。即便如此,这个思想在本世纪初才完全被人们接受。
1924年,我们现代的宇宙图像才被奠定。那是因为美国天文学家埃德温·哈勃证明了,我们的星系不是惟一的星系。事实上,还存在许多其他的星系,在它们之间是巨大的空虚的太空。为了证明这些,他必须确定这些星系的距离。这些星系是如此之遥远,不像邻近的恒星那样,它们确实显得是固定不动的。
……
宇宙论是一门既古老又年轻的学科。作为宇宙里高等生物的人类不会满足于自身的生存和种族的绵延,还一代代不懈地探索着存在和生命的意义。但是,人类理念的进化是极其缓慢和艰苦的。从亚里士多德—托勒密的地心说到哥白尼一伽利略的日心说的演化就花了2000年的时间。令人吃惊的是,尽管人们知道世间的一切都在运动,只是到了20世纪20年代因哈勃发现了红移定律后,宇宙演化的观念才进入人类的意识。人们甚至从来没有想到过宇宙还会演化。牛顿的万有引力定律表明,宇宙的物质在引力作用下不可能处于稳定的状态。
我一直对多重宇宙的构想,以及它可能对我们理解现实产生的哲学影响感到着迷,而这套“时间简史插图版 + 量子宇宙 + 平行宇宙”套装中的《平行宇宙》,更是让我沉浸其中,流连忘返。这本书以一种非常系统且富有启发性的方式,探讨了平行宇宙的各种理论可能性。作者不仅深入浅出地解释了“多重宇宙”的各种模型,例如弦理论中的“膜宇宙”,以及宇宙暴胀理论中的“泡沫宇宙”,还仔细梳理了支持这些理论的科学依据。我尤其欣赏书中关于“量子退相干”在多重宇宙形成中的作用的解释,这让我对为什么在不同的平行宇宙中,我们可能会经历完全不同的历史轨迹有了更深的理解。阅读这本书,就像是在进行一场关于“存在”的深度探索。它让我开始思考,我们所认为的“唯一”的现实,是否可能只是无数个“版本”中的一个。而“平行宇宙”的存在,是否也意味着我们每一个选择,每一个决定,都在某个未知的角落,开启了另一条完全不同的命运线?这种思考,既令人感到震撼,又充满了奇妙的可能性。这本书不仅仅是关于物理学理论的介绍,更是一次对人类存在意义和宇宙本质的深刻哲学思考。它让我对未知的宇宙充满了敬畏,也让我对人类探索未知、理解宇宙的勇气和智慧感到由衷的赞叹。
评分我必须坦诚地说,我购买这套“时间简史插图版 + 量子宇宙 + 平行宇宙”套装,很大程度上是被“平行宇宙”这个概念所吸引。作为一个对各种可能性充满幻想的人,平行宇宙的设想总是让我心驰神往。这本书并没有让我失望,它以一种非常系统和深入的方式,探讨了平行宇宙的各种理论和假说。作者的论述非常有逻辑性,从最基础的物理学原理出发,一步步构建出平行宇宙存在的可能性。我最喜欢的部分是关于“多重宇宙”的模型,比如莱曼的“膜宇宙”理论,以及安德烈·林德的“永恒暴胀”理论。这些理论听起来就像是宇宙级的“选择题”,我们所处的宇宙只是无数个可能性中的一个。书中还详细介绍了支持这些理论的科学证据,虽然很多证据目前还停留在理论推导和模型构建阶段,但其严谨性和前瞻性足以令人惊叹。读这本书的过程,就像是在进行一场思想的“宇宙漫游”,每一个章节都带领我穿越不同的理论维度,去探索那些可能存在的“另一个我”、“另一个世界”。它让我开始思考,如果真的存在无数个平行宇宙,那么我们的人生选择,我们的每一个决定,是否会在不同的宇宙中衍生出截然不同的结果?这种思考方式,让我对“偶然”和“必然”有了更深的体会。这本书不仅仅是关于物理学理论,它更像是一场关于存在意义的哲学探讨。它让我意识到,我们所理解的“现实”,可能只是冰山一角。那些未知的领域,那些未被发现的可能性,才是宇宙最迷人的地方。我非常享受这种挑战我固有认知、拓展我思维边界的阅读过程。
评分我一直对宇宙学的终极问题——宇宙的诞生和终结——充满好奇,而这套“时间简史插图版 + 量子宇宙 + 平行宇宙”套装中的《时间简史插图版》,为我提供了一个非常好的起点。霍金教授以他独特的视角,梳理了自古至今人们对宇宙的各种理解。书中对于宇宙大爆炸理论的阐述,让我仿佛看到了宇宙从一个无限小的奇点,瞬间膨胀、冷却,最终形成我们今天所见的浩瀚星辰的壮丽过程。插图在这方面功不可没,那些关于早期宇宙的模拟图,以及星系形成的演化图,都极大地帮助我理解了这些宏大的概念。我尤其着迷于书中对“宇宙背景辐射”的讨论,这种大爆炸留下的“余晖”,是证明宇宙起源于一次大爆炸的最有力证据之一。它让我感觉到,即便是在无垠的宇宙深处,也留下了历史的痕迹。书中还探讨了宇宙的未来命运,例如“大挤压”和“热寂”等几种可能性,这些预测让我对宇宙的最终归宿充满了思考。霍金教授并没有给出确切的答案,而是留给我们更多的想象空间。这本书不仅仅是关于科学知识的传递,更是一种对宇宙的敬畏和对人类智慧的赞美。它让我明白了,宇宙的奥秘远超我们的想象,而人类的探索也永无止境。
评分我一直在寻找一本能够清晰解释量子力学基本原理的书,而这次入手的“时间简史插图版 + 量子宇宙 + 平行宇宙”套装中的《量子宇宙》,恰好满足了我的需求。这本书的优点在于,它以一种非常循序渐进的方式,带领读者走进量子世界的奇妙领域。作者并没有一开始就抛出令人望而却步的数学公式,而是通过生动的比喻和形象的例子,来解释那些抽象的概念。我最喜欢的是书中对“量子叠加态”的描述,那种一个粒子同时处于多种状态的设定,着实让我大开眼界。它颠覆了我对物质的传统认知,让我明白微观世界是多么的不可思议。书中还详细介绍了海森堡的“不确定性原理”,以及薛定谔的“猫”的思想实验,这些经典的概念,在作者的解读下,变得更加容易理解和消化。我甚至觉得,这本书不仅仅是在解释物理学,更是在探讨“观测”与“现实”之间的关系。量子力学中的一些现象,似乎暗示着我们的观测行为本身,就会影响到现实的走向,这种哲学层面的思考,让我对这本书的评价更高。作者还提到了一些前沿的量子理论,比如量子计算和量子通信,这些未来科技的展望,让我对量子世界的应用前景充满了期待。总而言之,这本书让我对量子力学有了更深刻的理解,也让我对科学探索的精神有了更强的认同感。
评分这次入手了这套“时间简史插图版 + 量子宇宙 + 平行宇宙”的套装,简直是物理学爱好者的福音! 一直以来,我对宇宙的奥秘都充满着强烈的好奇心,从仰望星空到接触各种科普读物,总觉得那些宏大的概念像一层薄纱,朦朦胧胧却又充满着无尽的吸引力。 这次的套装,我首先翻开了《时间简史插图版》。 我必须说,霍金教授的文字功底和思想深度实在是令人叹为观止。 插图版的加入,极大地降低了理解的门槛。 那些精美的宇宙图像、理论模型的示意图,仿佛为抽象的物理概念注入了生命。 我尤其喜欢关于黑洞和宇宙起源的那几章,图文并茂地展示了那些在我们认知之外的奇妙景象。 我常常盯着图片,想象着光线被黑洞扭曲的弧度,或是宇宙大爆炸初期那个炙热而稠密的奇点。 不仅仅是视觉上的冲击,更重要的是,通过这些图解,我似乎能更好地把握那些复杂的数学公式和物理原理。 比如,关于时间旅行的探讨,在图示的辅助下,不再是纯粹的文字游戏,而是有了一些具象化的可能。 当然,我承认,即使有插图,有些概念依然是挑战智商极限的。 但即便如此,那种探索未知、挑战认知的过程本身就是一种巨大的乐趣。 这套书不仅仅是知识的传递,更是一种思维的启迪。 它让我重新审视了我们所处的宇宙,以及我们在其中的位置。 合上书页,抬头望向夜空,我感觉自己对那些闪烁的星辰,对那无垠的黑暗,都有了更深的敬畏和理解。 这套书的装帧也非常精美,作为书架上的收藏品也很有价值。 总而言之,这是一次非常愉快的阅读体验,它不仅满足了我对宇宙的好奇,更激发了我继续深入探索的动力。 我强烈推荐给所有对宇宙科学感兴趣的朋友们,尤其是那些觉得物理学“高不可攀”的读者,这套书会让你惊喜连连。
评分我一直对宇宙学的各种理论着迷不已,而这次入手的“时间简史插图版 + 量子宇宙 + 平行宇宙”套装,特别是其中的《平行宇宙》一书,更是让我大呼过瘾。这本书将我带入了一个令人震撼的全新认知领域。作者以一种极其引人入胜的方式,探讨了平行宇宙存在的各种可能性。我特别欣赏书中对“宇宙多元论”的细致梳理,从最基础的物理定律的变异,到不同维度空间的叠加,各种假说都得到了详尽的阐述。书中提到的“泡沫宇宙”理论,形象地描绘了无数个宇宙如同肥皂泡般不断产生和消亡的景象,给我留下了深刻的印象。这让我开始思考,我们所处的宇宙,是否真的只是一个更大的“宇宙母体”中的一个微小气泡?而“平价宇宙”理论,更是将这种可能性推向了极致,它暗示着在某个遥远的角落,可能存在着与我们几乎完全相同的宇宙,甚至是我们自己存在的另一个版本。阅读这本书的过程,就像是在玩一场关于“可能性”的智力游戏,它不断挑战我的思维极限,让我对“现实”的定义产生了动摇。我非常享受这种探索未知、突破认知的阅读体验。它让我明白,宇宙的广袤和神秘,远超我们的想象,而人类的求知欲,也正是驱动我们不断前行的动力。
评分作为一个对物理学中的“不确定性”和“概率”这两个概念感到着迷的人,这次入手的“时间简史插图版 + 量子宇宙 + 平行宇宙”套装中的《量子宇宙》,为我提供了一个绝佳的探索平台。这本书以一种非常清晰和有趣的方式,解释了量子力学中那些看似矛盾却又极其重要的概念。我尤其喜欢书中对“哥本哈根诠释”的介绍,它让我明白,在量子世界中,粒子的状态并非是确定不变的,而是处于一种概率的叠加之中,直到被观测的那一刻,才塌缩成一个确定的状态。这种“观测即创造”的理念,让我对“现实”的本质产生了深刻的思考。书中对“概率波”的讨论,更是让我理解了为什么微观粒子会表现出波粒二象性。作者用大量的比喻和类比,将这些复杂的数学概念转化为我们能够理解的语言。我甚至觉得,读完这本书,我开始用一种全新的眼光来看待周围的世界,明白即便是看似稳定的物体,其内部也充满了量子层面的不确定性和随机性。书中还提到了“量子隧道效应”,这种粒子能够“穿墙而过”的现象,更是让我惊叹于微观世界的奇妙。这本书不仅仅是关于科学知识的传递,更是一种思维方式的启迪。它让我明白,在科学探索的道路上,我们总会遇到那些挑战我们固有认知、甚至颠覆我们世界观的发现。
评分一直以来,我都对宇宙的起源和演化充满了好奇,而这套“时间简史插图版 + 量子宇宙 + 平行宇宙”套装,无疑满足了我对这些宏大命题的探索欲望。我最先深入阅读的是《时间简史插图版》,霍金的文字带着一种特有的智慧和幽默感,即使是在探讨最复杂的物理概念时,也能让人感受到一种轻松和愉悦。插图的设计更是锦上添花,那些关于宇宙大爆炸、黑洞、虫洞的精美图像,让我对抽象的概念有了更直观的感受。我尤其着迷于书中对“奇点”的描述,那种时间与空间在爆炸之初无限收缩的概念,给我留下了深刻的印象。它让我开始思考,我们所熟知的时间和空间,是否真的如我们所感受的那样,是绝对而永恒的。而书中关于宇宙膨胀的讨论,则让我仿佛看到了宇宙从一个微小的点,不断扩张、冷却、演变成如今我们所见的浩瀚星系的壮丽史诗。那些星系形成、恒星演化、行星诞生的过程,在图文并茂的解释下,显得格外生动。我常常会花很长时间,反复阅读某一段文字,细细品味其中的深意。比如,霍金对宇宙常数的探讨,以及他对宇宙最终命运的几种预测,都让我对宇宙的未来充满了无限的遐想。这本书不仅仅是知识的传递,更是一种对宇宙的敬畏和对人类智慧的赞颂。它让我明白,宇宙的奥秘远超我们的想象,而人类的探索也永无止境。
评分我一直是个对科幻世界和科学理论都抱有浓厚兴趣的人,这次无意间看到了“时间简史插图版 + 量子宇宙 + 平行宇宙”这个套装,简直是击中了我的“知识痒点”。拿到书的那一刻,我迫不及待地翻开了《量子宇宙》。这本书的叙事方式非常吸引我,它没有像很多科普读物那样,上来就堆砌各种晦涩的概念和公式,而是以一种更加故事化、更加人性化的方式,娓娓道来量子世界的奇妙之处。作者似乎深谙如何将那些最令人费解的物理现象,转化为读者能够理解和思考的语言。我特别着迷于书中关于“量子纠缠”的讨论,那种“幽灵般的超距作用”听起来就像科幻小说里的情节,但作者却用严谨的科学论证,让我们看到这并非虚构。书中还提到了很多量子力学的实验,通过对这些实验的描述,我仿佛置身其中,亲眼见证了微观世界的不可思议。例如,双缝实验的解释,让我对粒子的波粒二象性有了更直观的认识,这种既是粒子又是波的特性,彻底颠覆了我对物质的固有认知。而且,作者在讲解过程中,并没有回避那些复杂的数学原理,而是巧妙地融入到文字叙述中,让你在不知不觉中,就对量子世界有了更深层次的理解。我甚至觉得,读完这本书,我对“现实”这个概念都有了全新的定义。它让我明白,我们所看到的宏观世界,其实是由无数个遵循着奇特规则的微观粒子构成的,而这些规则,远比我们想象的要精彩和神秘。这本书不仅拓展了我的知识边界,更重要的是,它教会了我如何用一种更开放、更包容的心态去面对未知。那种对科学的敬畏之心,也随着阅读的深入而愈发强烈。
评分我一直对宇宙学中最具颠覆性的概念——黑洞——抱有浓厚的兴趣,而这套“时间简史插图版 + 量子宇宙 + 平行宇宙”套装中的《时间简史插图版》,给了我一次绝佳的学习机会。霍金教授的文字,即使是对于黑洞这样复杂的概念,也能够用一种相对易懂的方式来解释。插图在其中起到了至关重要的作用,那些关于黑洞视界、潮汐力、霍金辐射的示意图,让抽象的理论变得具体可感。我尤其着迷于书中对“奇点”的描述,那种被认为是时间与空间无限压缩的点,对于理解黑洞的形成至关重要。而关于“事件视界”的讨论,更是让我对黑洞的“只进不出”的特性有了更清晰的认识。书中还探讨了“白洞”和“虫洞”的可能性,虽然这些概念目前还停留在理论层面,但它们为我们打开了对宇宙更多想象的空间。我常常在阅读过程中,会反复回顾那些关于黑洞的照片和示意图,试图去理解那些我们肉眼无法企及的宇宙现象。霍金教授不仅解释了黑洞的形成和性质,还探讨了黑洞在宇宙演化中的作用,以及它们如何影响我们对宇宙的理解。这本书让我对黑洞有了更全面的认识,也让我对宇宙的神秘和深邃有了更深的敬畏。
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