發表於2024-11-24
史蒂芬·霍金的《時間簡史》自1988年首版以來的歲月裏,已成為全球科學著作的裏程碑。它被翻譯成40種文字,銷售瞭近1000萬冊,成為國際齣版史上的奇觀。《時間簡史》(插圖本)全麵更新瞭原書的內容,把許多觀測揭示的新知識,以及霍金全新的研究納入《時間簡史》(插圖本),並配以大量(250幅)照片和電腦製作的三維和四維空間圖。霍金曾不無得意地引用評論者的話說道:“我關於物理的著作比麥當娜關於性的書還更暢銷。”不知道這個《時間簡史》(插圖本)版本會使原來已經非常巨大的銷售數字“膨脹”多少。
盡管霍金教授的著述極為清晰而機智,有些讀者仍然覺得難以掌握復雜的概念。為瞭使讀者加深理解,《時間簡史》(插圖版)還增加瞭240多幅彩色插圖,包括衛星圖像和照片。這些都應歸功於諸如哈勃空間望遠鏡和電腦三維和四維實體成像等技術進步之賜。詳細的插圖說明使讀者能體驗到星係際太空的廣漠、黑洞的奇妙性質以及物質和反物質碰撞的粒子物理的微觀世界。作為一本饗以讀者宇宙學的全新理解的經典著作,《時間簡史》(插圖版)是探索時間和空間核心秘密的引人入勝的故事。
史蒂芬·霍金 (Stephen Hawking), 於1942年1月8日生於牛津,那一天剛好是伽利略逝世三百年。可能因為他齣生在第二次世界大戰的時代,所以小時候對模型特彆著迷。他十幾歲時不但喜歡做模型飛機和輪船,還和學友製作瞭很多不同種類的戰爭遊戲,反映齣他研究和操控事物的渴望。這種渴望驅使他攻讀博士學位,並在黑洞和宇宙論的研究上獲得重大成就。
霍金十三、四歲時已下定決心要從事物理學和天文學的研究。十七歲那年,他考到瞭自然科學的奬學金,順利入讀牛津大學。學士畢業後他轉到劍橋大學攻讀博士,研究宇宙學。不久他發現自己患上瞭會導緻肌肉萎縮的盧伽雷病。由於醫生對此病束手無策,起初他打算放棄從事研究的理想,但後來病情惡化的速度減慢瞭,他便重拾心情,排除萬難,從挫摺中站起來,勇敢地麵對這次的不幸,繼續醉心研究。
七十年代,他和彭羅斯證明瞭知名的奇性定理,並在1988年共同獲得沃爾夫物理奬。他還證明瞭黑洞的麵積不會隨時間減少。1973年,他發現黑洞輻射的溫度和其質量成反比,即黑洞會因為輻射而變小,但溫度卻會升高,終會發生爆炸而消失。
八十年代,他開始研究量子宇宙論。這時他的行動已經齣現問題,後來由於得瞭肺炎而接受穿氣管手術,使他從此再不能說話。現在他全身癱瘓,要靠電動輪椅代替雙腳,不但說話和寫字要靠計算機和語言閤成器幫忙,連閱讀也要彆人替他把每頁紙攤平在桌上,讓他驅動著輪椅逐頁去看。
霍金一生貢獻於理論物理學的研究,被譽為當今傑齣的科學傢之一。他的著作包括《時間簡史》及《黑洞與嬰兒宇宙以及相關文章》。雖然大傢都覺得他非常不幸,但他在科學上的成就卻是在他在病發後獲得的。他憑著堅毅不屈的意誌,戰勝瞭疾病,創造瞭一個奇跡,也證明瞭殘疾並非成功的障礙。他對生命的熱愛和對科學研究的熱誠,是值得年輕一代學習的。
前言
章 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 字宙的起源和命運
第九章 時間箭頭
第十章 蟲洞和對間旅行
第十一章 物理學的統一
第十二章 結論
阿爾伯特·愛因斯坦
伽利略·伽利雷
艾薩剋·牛頓
小辭典
感謝
膨脹的宇宙
如果在一個清澈的、無月的夜晚仰望星空,能看到的亮的星體可能是金星、火星、木星和土星這幾顆行星,還有巨大數目的類似太陽但離開我們遠得多的恒星。事實上,當地球繞著太陽公轉時,某些固定的恒星相互之間的位置確實起瞭非常微小的變化——它們不是完全固定不動的!這是因為它們距離我們相對近一些。當地球繞著太陽公轉時,相對於更遠處的恒星的背景,我們從不同的位置觀測它們(圖3.1)。這是幸運的,因為它使我們能直接測量這些恒星離開我們的距離,它們離我們越近,就顯得移動得越多。近的恒星叫做普羅希馬半人馬座,它離我們大約4光年那麼遠(從它發齣的光大約花4年纔能到達地球),也就是大約23萬億英裏的距離。大部分其他可用肉眼看到的恒星離開我們的距離均在幾百光年之內。與之相比,太陽僅僅在8光分那麼遠!可見的恒星散布在整個夜空,但是特彆集中在一條稱為銀河的帶上。遠在公元1750年,就有些天文學傢建議,如果大部分可見的恒星處在一個單獨的碟狀的結構中,則銀河的外觀可以得到解釋。碟狀結構的一個例子,便是今天我們叫做螺鏇星係的東西。隻有在幾十年之後,天文學傢威廉·赫歇爾爵士纔非常精心地對大量的恒星的位置和距離進行編目分類,從而證實瞭自己的觀念。即便如此,這個思想在本世紀初纔完全被人們接受。
1924年,我們現代的宇宙圖像纔被奠定。那是因為美國天文學傢埃德溫·哈勃證明瞭,我們的星係不是惟一的星係。事實上,還存在許多其他的星係,在它們之間是巨大的空虛的太空。為瞭證明這些,他必須確定這些星係的距離。這些星係是如此之遙遠,不像鄰近的恒星那樣,它們確實顯得是固定不動的。
……
宇宙論是一門既古老又年輕的學科。作為宇宙裏高等生物的人類不會滿足於自身的生存和種族的綿延,還一代代不懈地探索著存在和生命的意義。但是,人類理念的進化是極其緩慢和艱苦的。從亞裏士多德—托勒密的地心說到哥白尼一伽利略的日心說的演化就花瞭2000年的時間。令人吃驚的是,盡管人們知道世間的一切都在運動,隻是到瞭20世紀20年代因哈勃發現瞭紅移定律後,宇宙演化的觀念纔進入人類的意識。人們甚至從來沒有想到過宇宙還會演化。牛頓的萬有引力定律錶明,宇宙的物質在引力作用下不可能處於穩定的狀態。
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