《時間簡史》是(shi)英國物理學(xue)家斯蒂芬(fen)·威廉·霍金創作的科普著作,首(shou)次出版(ban)于1988年(nian)。
全書共十二章,講述(shu)了(le)關于宇(yu)(yu)宙本(ben)性的(de)最前沿知識,包括(kuo):我們(men)的(de)宇(yu)(yu)宙圖像、空間和時(shi)間、膨脹(zhang)的(de)宇(yu)(yu)宙、不(bu)確定性原理(li)、黑洞、宇(yu)(yu)宙的(de)起源(yuan)和命運(yun)等(deng)內容,深入淺(qian)出地介紹了(le)遙遠星(xing)系(xi)、黑洞、粒子、反物質等(deng)知識,并對宇(yu)(yu)宙的(de)起源(yuan)、空間和時(shi)間以及相(xiang)對論(lun)等(deng)古老(lao)命題(ti)進行了(le)闡述(shu)。
在該書里,霍金探究了(le)已有宇宙理論(lun)(lun)中(zhong)存在的(de)未解決的(de)沖突,并(bing)指出了(le)把量子力(li)學、熱動力(li)學和廣義相(xiang)對論(lun)(lun)統一起來(lai)存在的(de)問題(ti),該書的(de)定(ding)位是讓那些(xie)對宇宙學有興趣的(de)普通讀者了(le)解他(ta)的(de)理論(lun)(lun)和其中(zhong)的(de)數學原理。
該書自(zi)1988年首版以(yi)來,已被翻譯成(cheng)(cheng)40種文字(zi),累(lei)計銷售量突破2500萬冊,成(cheng)(cheng)為一本暢(chang)銷全(quan)世界的科學著作(zuo)。
在(zai)這部(bu)書中,霍(huo)金帶領(ling)讀者遨(ao)游外(wai)層(ceng)空間奇異領(ling)域,對(dui)遙遠星系、黑洞、夸克、“帶味”粒子和“自旋”粒子、反物(wu)質、“時間箭頭”等(deng)進行了深入淺出的(de)(de)介紹(shao),并對(dui)宇(yu)宙(zhou)是(shi)什么樣的(de)(de)、空間和時間以(yi)及相對(dui)論等(deng)古老問題(ti)做了闡(chan)述,使(shi)讀者初步了解狹義相對(dui)論以(yi)及時間、宇(yu)宙(zhou)的(de)(de)起源等(deng)宇(yu)宙(zhou)學(xue)的(de)(de)奧妙。
《時間(jian)簡(jian)史(shi)》的主要內容可概括(kuo)為(wei)以下幾個方面(mian):
1.時間起(qi)(qi)始點——宇宙(zhou)大爆(bao)炸(zha)起(qi)(qi)點。宇宙(zhou)是不斷膨脹著(zhu)的,它(ta)在最初應(ying)該收(shou)縮為(wei)一(yi)點,這一(yi)時刻被稱(cheng)為(wei)宇宙(zhou)大爆(bao)炸(zha)時刻。宇宙(zhou)在這一(yi)點的密度無窮大,這一(yi)點即為(wei)數(shu)學上所稱(cheng)的奇點。
2.時間終結——黑洞(dong)。恒星由于引力作用會(hui)不斷(duan)收縮(suo),會(hui)形成一(yi)個“黑洞(dong)”。黑洞(dong)表面引力很(hen)強,時間會(hui)在(zai)此(ci)終止。
3.上帝是(shi)如(ru)何啟動(dong)宇(yu)宙(zhou)(zhou)的?——宇(yu)宙(zhou)(zhou)的起源和命(ming)運。一(yi)種是(shi)以人擇(ze)原理來解釋(shi)的叫做紊亂邊(bian)界(jie)條件的宇(yu)宙(zhou)(zhou)起源;另一(yi)種解釋(shi)稱為“暴(bao)漲模型”,它認為宇(yu)宙(zhou)(zhou)在開始的一(yi)瞬間(jian)是(shi)以加速度膨脹(zhang),在遠小于1秒(miao)的時間(jian)里(li)宇(yu)宙(zhou)(zhou)的半徑增(zeng)大了100萬億億億倍。
4.物理學(xue)的(de)(de)統一(yi)(yi)(yi)——終極理論(lun)。人類在(zai)尋求建立一(yi)(yi)(yi)個適用于宇宙(zhou)中(zhong)每一(yi)(yi)(yi)事件的(de)(de)、完整的(de)(de)、協調的(de)(de)統一(yi)(yi)(yi)理論(lun),在(zai)這理論(lun)中(zhong)不需要選(xuan)取特定的(de)(de)常數去符合事實。
在(zai)發(fa)表(biao)《最初的(de)(de)宇(yu)宙》不(bu)久(jiu)之后,霍(huo)金決(jue)定(ding)寫一(yi)本(ben)將對(dui)大眾極(ji)具吸引力的(de)(de)宇(yu)宙學(xue)著(zhu)作。這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)本(ben)書(shu)就(jiu)是《時間簡史(shi)》。可惜這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)本(ben)書(shu)一(yi)直拖(tuo)延(yan)到1985年才完(wan)稿,因為霍(huo)金在(zai)訪(fang)問歐洲(zhou)原(yuan)子(zi)能研究(jiu)機構(gou)在(zai)瑞士日內瓦的(de)(de)量子(zi)物(wu)理(li)實(shi)驗室的(de)(de)時候,不(bu)幸染(ran)上(shang)了(le)肺炎。由于病得(de)很嚴重(zhong),霍(huo)金被(bei)送進劍橋大學(xue)的(de)(de)阿登布魯(lu)克醫院(yuan)進行了(le)氣(qi)管切(qie)開手術。這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)次手術雖然挽(wan)救(jiu)了(le)霍(huo)金的(de)(de)生命(ming),但(dan)他(ta)(ta)再也不(bu)能使用他(ta)(ta)的(de)(de)嗓音(yin)了(le)。霍(huo)金采用一(yi)個(ge)(ge)連在(zai)輪椅上(shang)的(de)(de),可用手操(cao)控的(de)(de)小(xiao)型(xing)電腦語(yu)音(yin)合成器來(lai)“說(shuo)(shuo)話(hua)”。這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)對(dui)霍(huo)金來(lai)說(shuo)(shuo)很不(bu)方(fang)便,但(dan)是,對(dui)于之前(qian)根本(ben)聽不(bu)清他(ta)(ta)說(shuo)(shuo)話(hua)的(de)(de)聽眾來(lai)說(shuo)(shuo),這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)樣反倒容易理(li)解了(le)。在(zai)使用這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)(ge)語(yu)音(yin)合成器之前(qian),只有他(ta)(ta)身邊最親密的(de)(de)人能聽懂他(ta)(ta)說(shuo)(shuo)的(de)(de)話(hua)。霍(huo)金的(de)(de)《時間簡史(shi)》最終(zhong)發(fa)表(biao)于1988年。
斯蒂芬·威廉(lian)·霍金(Stephen William Hawking,1942年—2018年),英(ying)國理(li)論物(wu)理(li)學家,黑洞理(li)論和“大爆炸”理(li)論的創(chuang)立人,曾任(ren)英(ying)國劍橋大學應(ying)用數學及理(li)論物(wu)理(li)學系(xi)教授(shou)。
霍金出生于英國牛津,從小就(jiu)立志(zhi)從事物理(li)學(xue)和天(tian)文學(xue)的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究。在(zai)(zai)牛津大學(xue)完(wan)成物理(li)學(xue)學(xue)位課(ke)程(cheng)后,他(ta)轉而到劍橋大學(xue)攻(gong)讀博士,研(yan)(yan)究宇宙學(xue)。在(zai)(zai)此(ci)期間,他(ta)患(huan)上了(le)嚴重的(de)(de)(de)肌肉萎(wei)縮性疾(ji)病,被長(chang)期禁(jin)錮(gu)在(zai)(zai)輪椅上,但他(ta)仍然繼(ji)續醉心研(yan)(yan)究,先(xian)后提出了(le)黑洞蒸發(fa)理(li)論(lun)和量(liang)子宇宙論(lun),震驚(jing)了(le)整個(ge)自然科學(xue)界,被推崇為繼(ji)愛因斯(si)坦(tan)后最杰出的(de)(de)(de)理(li)論(lun)物理(li)學(xue)家。1974年(nian),霍金當選(xuan)為英國皇家學(xue)會(hui)最年(nian)輕(qing)的(de)(de)(de)會(hui)員。
一(yi)般認為,愛因斯(si)坦(tan)的廣(guang)(guang)義相對論是用于(yu)描述宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)演(yan)化的正確的理論。在(zai)經(jing)典廣(guang)(guang)義相對論的框架里(li),霍金和彭羅斯(si)證明了,在(zai)很一(yi)般的條(tiao)件下,空(kong)間(jian)、時(shi)間(jian)一(yi)定存(cun)在(zai)奇點(dian),最著名(ming)的奇點(dian)即(ji)是黑洞(dong)里(li)的奇點(dian)以(yi)(yi)及(ji)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)大爆炸(zha)處(chu)的奇點(dian)。在(zai)奇點(dian)處(chu),所(suo)(suo)有定律以(yi)(yi)及(ji)可(ke)預見性都失(shi)效。奇點(dian)可(ke)以(yi)(yi)看成空(kong)間(jian)時(shi)間(jian)的邊(bian)(bian)緣或邊(bian)(bian)界(jie)。只有給(gei)定了奇點(dian)處(chu)的邊(bian)(bian)界(jie)條(tiao)件,才能(neng)由愛因斯(si)坦(tan)方程得到宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)的演(yan)化。由于(yu)邊(bian)(bian)界(jie)條(tiao)件只能(neng)由宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)外的造物主所(suo)(suo)給(gei)定,所(suo)(suo)以(yi)(yi)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)的命運(yun)就操縱在(zai)造物主的手中。這就是從牛頓時(shi)代(dai)起一(yi)直困(kun)擾人類智慧的第一(yi)推動(dong)力的問題。
如果(guo)空間(jian)、時(shi)間(jian)沒(mei)有(you)邊界,則(ze)就不必(bi)勞駕上帝進(jin)行第一(yi)推(tui)動(dong)了。這只有(you)在量子引力(li)論中才能做到。霍金(jin)認(ren)為宇宙(zhou)的(de)量子態是處于一(yi)種基態,空間(jian)、時(shi)間(jian)可看成一(yi)個有(you)限無界的(de)四維(wei)面,正如地球(qiu)的(de)表面一(yi)樣,只不過多了兩個維(wei)數(shu)而已。宇宙(zhou)中的(de)所有(you)結(jie)構都(dou)可歸結(jie)于量子力(li)學的(de)測不準原理(li)所允許的(de)最小起伏。從一(yi)些簡單的(de)模型計算(suan)可得(de)(de)出和(he)天文觀測相一(yi)致的(de)推(tui)論,如星系、恒星等(deng)等(deng)的(de)成團(tuan)結(jie)構,大尺度(du)的(de)各(ge)向同(tong)性(xing)(xing)和(he)均勻性(xing)(xing),空間(jian)、時(shi)間(jian)的(de)平(ping)性(xing)(xing),即空間(jian)、時(shi)間(jian)基本上是平(ping)坦的(de),并因(yin)此才使得(de)(de)星系乃至生(sheng)命(ming)的(de)發展成為可能,還(huan)有(you)時(shi)間(jian)的(de)方向箭頭(tou)等(deng)等(deng)。
霍金的量(liang)子宇(yu)宙論的意義在于它(ta)真正使宇(yu)宙論成為一門成熟的科學(xue),它(ta)是一個自足(zu)的理(li)論,即在原則(ze)上,單憑科學(xue)定律(lv)人們便可以將(jiang)宇(yu)宙中的一切都預(yu)言出來(lai)。
從1992年霍金的《時(shi)間(jian)簡(jian)(jian)史》中(zhong)文簡(jian)(jian)體字版在中(zhong)國大陸首發,初版只(zhi)印3000冊,到(dao)2002年8月《時(shi)間(jian)簡(jian)(jian)史》已印刷了27次,累(lei)計印數為(wei)40多萬冊。
截至2014年,《時(shi)間簡史(shi)》的發行(xing)量已經超過了2500萬冊,被譯(yi)成近40種語言。
美國財經報(bao)紙《華爾街日報(bao)》:(《時(shi)間簡史》是)當代物理(li)學家關于宇宙構成以及演化理(li)論的權(quan)威性總結。
《紐約(yue)時報(bao)》:(《時間簡(jian)史(shi)》)“既生動活潑(po),又發(fa)人深省。”
《倫敦星期日時報(bao)》:(《時間(jian)簡史(shi)》是)“童真好奇與(yu)天才(cai)智慧(hui)的結合。”
書名(ming) 出版(ban)社 出版(ban)時間 譯者
時間(jian)簡史 湖南科學技術(shu)出版社 2018 許明(ming)賢,吳忠超