《時(shi)間簡史(shi)》是(shi)英(ying)國物理學家斯(si)蒂芬(fen)·威廉·霍金創作的科(ke)普(pu)著作,首次出版(ban)于1988年。
全(quan)書共(gong)十二章,講述(shu)(shu)了關于(yu)宇宙本性(xing)的(de)(de)最前沿知(zhi)識,包(bao)括:我(wo)們的(de)(de)宇宙圖像、空(kong)間(jian)和(he)(he)時(shi)間(jian)、膨(peng)脹(zhang)的(de)(de)宇宙、不確定性(xing)原理、黑洞、宇宙的(de)(de)起源和(he)(he)命運等(deng)內容,深入淺(qian)出地介紹了遙遠星系、黑洞、粒子、反物質(zhi)等(deng)知(zhi)識,并對(dui)宇宙的(de)(de)起源、空(kong)間(jian)和(he)(he)時(shi)間(jian)以(yi)及相對(dui)論等(deng)古老(lao)命題進行了闡述(shu)(shu)。
在該(gai)書(shu)(shu)里,霍金探究了(le)已有(you)宇宙(zhou)(zhou)理(li)論中(zhong)(zhong)存在的(de)(de)(de)未解決(jue)的(de)(de)(de)沖(chong)突,并指出了(le)把量子力學、熱動力學和廣義(yi)相(xiang)對論統一(yi)起來存在的(de)(de)(de)問題(ti),該(gai)書(shu)(shu)的(de)(de)(de)定位(wei)是讓那些對宇宙(zhou)(zhou)學有(you)興趣的(de)(de)(de)普通讀者了(le)解他的(de)(de)(de)理(li)論和其中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)數學原(yuan)理(li)。
該書自1988年(nian)首版以來(lai),已(yi)被翻譯成40種文字,累計銷(xiao)售量突破(po)2500萬(wan)冊,成為(wei)一本暢(chang)銷(xiao)全世界的科學著作。
在這(zhe)部書中,霍金帶領讀者遨游外(wai)層空間(jian)(jian)奇異領域,對遙遠星(xing)系、黑(hei)洞、夸克、“帶味”粒子和(he)(he)“自旋”粒子、反物質、“時間(jian)(jian)箭頭”等(deng)進(jin)行了(le)深入淺出(chu)的(de)(de)(de)介紹,并(bing)對宇(yu)宙(zhou)(zhou)是什么樣的(de)(de)(de)、空間(jian)(jian)和(he)(he)時間(jian)(jian)以(yi)及相對論等(deng)古老(lao)問題(ti)做了(le)闡(chan)述,使(shi)讀者初步了(le)解狹義(yi)相對論以(yi)及時間(jian)(jian)、宇(yu)宙(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)起源等(deng)宇(yu)宙(zhou)(zhou)學的(de)(de)(de)奧妙(miao)。
《時間簡史(shi)》的(de)主(zhu)要內容可概括(kuo)為以下幾(ji)個方面:
1.時間起始點——宇(yu)宙大(da)(da)(da)爆(bao)炸(zha)起點。宇(yu)宙是不斷膨(peng)脹著的,它在最(zui)初應該收縮為(wei)(wei)一(yi)(yi)點,這(zhe)一(yi)(yi)時刻被稱為(wei)(wei)宇(yu)宙大(da)(da)(da)爆(bao)炸(zha)時刻。宇(yu)宙在這(zhe)一(yi)(yi)點的密度無窮大(da)(da)(da),這(zhe)一(yi)(yi)點即為(wei)(wei)數學上(shang)所稱的奇點。
2.時間終結——黑洞。恒星由于引力作用會(hui)不(bu)斷(duan)收縮(suo),會(hui)形成(cheng)一個(ge)“黑洞”。黑洞表面引力很強,時間會(hui)在(zai)此終止。
3.上帝是(shi)(shi)如(ru)何啟動宇(yu)宙的(de)(de)?——宇(yu)宙的(de)(de)起(qi)源和命運。一(yi)種是(shi)(shi)以人擇原理來解(jie)釋的(de)(de)叫(jiao)做(zuo)紊亂邊界條件的(de)(de)宇(yu)宙起(qi)源;另一(yi)種解(jie)釋稱為(wei)(wei)“暴(bao)漲模型(xing)”,它認(ren)為(wei)(wei)宇(yu)宙在(zai)開始的(de)(de)一(yi)瞬(shun)間(jian)是(shi)(shi)以加速度膨脹,在(zai)遠小于1秒的(de)(de)時(shi)間(jian)里宇(yu)宙的(de)(de)半徑(jing)增大了100萬億(yi)(yi)億(yi)(yi)億(yi)(yi)倍。
4.物(wu)理(li)(li)學的(de)統(tong)一(yi)——終極(ji)理(li)(li)論。人類在尋求(qiu)建立一(yi)個適(shi)用(yong)于(yu)宇(yu)宙中每(mei)一(yi)事件的(de)、完整的(de)、協調的(de)統(tong)一(yi)理(li)(li)論,在這理(li)(li)論中不(bu)需要(yao)選取(qu)特定的(de)常(chang)數去(qu)符合事實。
在(zai)(zai)(zai)發表(biao)(biao)《最(zui)(zui)初(chu)的(de)(de)(de)(de)宇宙(zhou)》不(bu)久之后,霍(huo)金(jin)(jin)決定寫(xie)一(yi)本(ben)(ben)將對大眾極具吸引力的(de)(de)(de)(de)宇宙(zhou)學(xue)著作。這(zhe)(zhe)本(ben)(ben)書(shu)就是《時間簡史》。可(ke)惜這(zhe)(zhe)本(ben)(ben)書(shu)一(yi)直(zhi)拖延到1985年(nian)才完(wan)稿,因為霍(huo)金(jin)(jin)在(zai)(zai)(zai)訪(fang)問歐洲原(yuan)子(zi)能研究機構在(zai)(zai)(zai)瑞(rui)士日內(nei)瓦的(de)(de)(de)(de)量(liang)子(zi)物理(li)實驗室(shi)的(de)(de)(de)(de)時候(hou),不(bu)幸(xing)染(ran)上(shang)了(le)(le)肺炎。由于病得很(hen)嚴(yan)重(zhong),霍(huo)金(jin)(jin)被送進劍橋大學(xue)的(de)(de)(de)(de)阿登布魯(lu)克(ke)醫院(yuan)進行了(le)(le)氣管切(qie)開手(shou)術。這(zhe)(zhe)次(ci)手(shou)術雖然挽救了(le)(le)霍(huo)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)生命,但(dan)他(ta)(ta)(ta)再也不(bu)能使(shi)用他(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)嗓音(yin)了(le)(le)。霍(huo)金(jin)(jin)采用一(yi)個連在(zai)(zai)(zai)輪椅上(shang)的(de)(de)(de)(de),可(ke)用手(shou)操控(kong)的(de)(de)(de)(de)小型電腦(nao)語音(yin)合成器(qi)來(lai)“說(shuo)話”。這(zhe)(zhe)對霍(huo)金(jin)(jin)來(lai)說(shuo)很(hen)不(bu)方便,但(dan)是,對于之前根本(ben)(ben)聽(ting)不(bu)清他(ta)(ta)(ta)說(shuo)話的(de)(de)(de)(de)聽(ting)眾來(lai)說(shuo),這(zhe)(zhe)樣反倒容易(yi)理(li)解了(le)(le)。在(zai)(zai)(zai)使(shi)用這(zhe)(zhe)個語音(yin)合成器(qi)之前,只有他(ta)(ta)(ta)身(shen)邊最(zui)(zui)親密的(de)(de)(de)(de)人能聽(ting)懂他(ta)(ta)(ta)說(shuo)的(de)(de)(de)(de)話。霍(huo)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)《時間簡史》最(zui)(zui)終(zhong)發表(biao)(biao)于1988年(nian)。
斯蒂(di)芬·威廉(lian)·霍金(Stephen William Hawking,1942年(nian)—2018年(nian)),英(ying)國(guo)理(li)(li)(li)論(lun)物理(li)(li)(li)學(xue)(xue)家,黑洞理(li)(li)(li)論(lun)和(he)“大爆炸”理(li)(li)(li)論(lun)的(de)創立人,曾任英(ying)國(guo)劍橋(qiao)大學(xue)(xue)應用數學(xue)(xue)及理(li)(li)(li)論(lun)物理(li)(li)(li)學(xue)(xue)系教授(shou)。
霍金出生于英國(guo)牛(niu)津(jin),從(cong)小就立志從(cong)事物(wu)理(li)學(xue)(xue)和(he)天文學(xue)(xue)的(de)研究。在牛(niu)津(jin)大(da)學(xue)(xue)完成物(wu)理(li)學(xue)(xue)學(xue)(xue)位課程后,他(ta)轉而(er)到(dao)劍橋大(da)學(xue)(xue)攻讀博士,研究宇宙學(xue)(xue)。在此期間,他(ta)患上(shang)了嚴重的(de)肌(ji)肉(rou)萎縮性(xing)疾病,被(bei)長(chang)期禁錮在輪椅(yi)上(shang),但他(ta)仍然繼續醉心研究,先后提出了黑洞蒸(zheng)發理(li)論(lun)和(he)量子宇宙論(lun),震驚了整(zheng)個自然科學(xue)(xue)界(jie),被(bei)推(tui)崇為繼愛因斯坦(tan)后最(zui)(zui)杰(jie)出的(de)理(li)論(lun)物(wu)理(li)學(xue)(xue)家。1974年,霍金當選(xuan)為英國(guo)皇家學(xue)(xue)會最(zui)(zui)年輕的(de)會員。
一(yi)(yi)般認為,愛因(yin)斯坦(tan)的(de)(de)(de)(de)廣義相(xiang)對論(lun)(lun)是用于(yu)描述宇(yu)(yu)(yu)宙演(yan)化的(de)(de)(de)(de)正確的(de)(de)(de)(de)理論(lun)(lun)。在經典廣義相(xiang)對論(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)框架(jia)里,霍金和彭(peng)羅(luo)斯證(zheng)明(ming)了,在很一(yi)(yi)般的(de)(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)件下,空間(jian)(jian)、時間(jian)(jian)一(yi)(yi)定(ding)存在奇(qi)點(dian),最著名的(de)(de)(de)(de)奇(qi)點(dian)即是黑洞里的(de)(de)(de)(de)奇(qi)點(dian)以及(ji)(ji)宇(yu)(yu)(yu)宙大爆炸(zha)處的(de)(de)(de)(de)奇(qi)點(dian)。在奇(qi)點(dian)處,所有定(ding)律以及(ji)(ji)可(ke)預見性都失效。奇(qi)點(dian)可(ke)以看成空間(jian)(jian)時間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)邊緣或邊界(jie)。只有給(gei)定(ding)了奇(qi)點(dian)處的(de)(de)(de)(de)邊界(jie)條(tiao)(tiao)件,才(cai)能由愛因(yin)斯坦(tan)方程得到宇(yu)(yu)(yu)宙的(de)(de)(de)(de)演(yan)化。由于(yu)邊界(jie)條(tiao)(tiao)件只能由宇(yu)(yu)(yu)宙外的(de)(de)(de)(de)造(zao)(zao)物主所給(gei)定(ding),所以宇(yu)(yu)(yu)宙的(de)(de)(de)(de)命運(yun)就操(cao)縱在造(zao)(zao)物主的(de)(de)(de)(de)手中。這就是從牛頓時代起一(yi)(yi)直(zhi)困擾人類(lei)智慧的(de)(de)(de)(de)第一(yi)(yi)推動力的(de)(de)(de)(de)問題。
如(ru)果空間、時(shi)間沒有(you)(you)(you)邊界(jie)(jie),則就不必勞駕上(shang)帝進行第一(yi)(yi)推動了。這只有(you)(you)(you)在(zai)量子(zi)引力論(lun)中才(cai)能做到(dao)。霍金認為(wei)宇(yu)宙(zhou)的(de)(de)量子(zi)態是(shi)處于一(yi)(yi)種基(ji)態,空間、時(shi)間可(ke)看成(cheng)一(yi)(yi)個(ge)有(you)(you)(you)限無界(jie)(jie)的(de)(de)四(si)維面,正(zheng)如(ru)地球的(de)(de)表面一(yi)(yi)樣,只不過多了兩(liang)個(ge)維數而已。宇(yu)宙(zhou)中的(de)(de)所有(you)(you)(you)結(jie)(jie)構都可(ke)歸結(jie)(jie)于量子(zi)力學的(de)(de)測不準原理所允(yun)許的(de)(de)最小(xiao)起(qi)伏。從(cong)一(yi)(yi)些簡單的(de)(de)模型計算可(ke)得(de)出和(he)天文觀測相一(yi)(yi)致的(de)(de)推論(lun),如(ru)星(xing)(xing)系、恒星(xing)(xing)等(deng)(deng)等(deng)(deng)的(de)(de)成(cheng)團結(jie)(jie)構,大(da)尺(chi)度的(de)(de)各(ge)向同性(xing)(xing)和(he)均勻性(xing)(xing),空間、時(shi)間的(de)(de)平(ping)性(xing)(xing),即空間、時(shi)間基(ji)本上(shang)是(shi)平(ping)坦的(de)(de),并因此才(cai)使得(de)星(xing)(xing)系乃至生命的(de)(de)發(fa)展成(cheng)為(wei)可(ke)能,還有(you)(you)(you)時(shi)間的(de)(de)方向箭頭等(deng)(deng)等(deng)(deng)。
霍金的(de)量子宇宙論的(de)意義在于它(ta)真(zhen)正使宇宙論成(cheng)為一門(men)成(cheng)熟的(de)科(ke)學,它(ta)是一個自足的(de)理(li)論,即在原則上,單(dan)憑科(ke)學定律(lv)人們便可以將(jiang)宇宙中的(de)一切都預言出來。
從(cong)1992年(nian)霍金的《時(shi)間(jian)簡(jian)史》中(zhong)文(wen)簡(jian)體字(zi)版在中(zhong)國大陸首發,初版只印3000冊,到2002年(nian)8月《時(shi)間(jian)簡(jian)史》已印刷(shua)了27次(ci),累計印數為40多萬冊。
截至2014年,《時間簡史》的(de)發行量已經超過了(le)2500萬冊,被(bei)譯(yi)成近40種語言。
美國財經報(bao)紙《華爾街日報(bao)》:(《時間簡史》是)當代物理(li)學(xue)家關(guan)于宇宙構(gou)成(cheng)以及(ji)演化理(li)論(lun)的權威(wei)性總(zong)結。
《紐約時(shi)報(bao)》:(《時(shi)間(jian)簡(jian)史》)“既生動(dong)活潑(po),又發人(ren)深省。”
《倫(lun)敦星期日時報》:(《時間簡史》是)“童真好奇與(yu)天才智慧(hui)的結合。”
書名 出(chu)版(ban)社 出(chu)版(ban)時間 譯(yi)者
時間簡史 湖南科學技術出(chu)版社 2018 許明賢,吳(wu)忠超