宇宙簡史

前言

斯蒂芬.W.霍金1942年1月8日出生于英國牛津，這一天恰好是伽利略逝世三百周年忌日。他曾先后畢業于牛津大學和劍橋大學，1965年獲劍橋大學哲學博士學位。在學生時期的1963年，二十一歲的霍金被診斷患有肌肉萎縮癥，即盧伽雷氏癥，自此他便終日與輪椅為伴。1985年后更因喪失語言能力，與人交流只能通過語音合成器來完成，為合成一小時錄音演講往往需要準備十天時間。盡管身殘如此，霍金依然頭腦清晰而又聰慧，在量子力學、宇宙學,特別是有關黑洞的研究中取得了一系列輝煌的成就，被人們譽為世界上最杰出的天才之一，現今在世的最偉大科學家，當代的愛因斯坦。他獲得過多項榮譽及獎勵，如1974年當選為英國皇家學會最年輕會員，1974—1975年成為美國加州理工學院費爾柴爾德講座功勛學者，1978年榮獲世界理論物理研究最高獎——阿爾伯特?愛因斯坦獎，1989年獲得英國的爵士榮譽稱號?；艚鹪谒L達四十余年的科學生涯中建樹頗多。他與彭羅斯一起，在廣義相對論框架內證明了著名的奇點定理，為此兩人共同獲得1988年沃爾夫物理獎?；艚饘诙吹年P注長達十余年之久，他證明了黑洞的面積定理，并發現黑洞會像黑體一樣發出輻射，而輻射的溫度與黑洞質量成反比，這就是今日人所共知的“霍金輻射”?；艚鸩粌H是一位罕見的杰出科學家，而且是一位廣受人們歡迎的科普學者。他深信科學理論進展的一般性原理應該能為廣大公眾所理解，他的演講在國際上享有盛譽，他的足跡遍布世界各地，其中包括曾多次來中國講演。在霍金的諸多科普著作中，最有名的當推《時間簡史》。該書已被譯成四十余種文字，出版數超過一千萬冊?；艚鹪噲D通過自己的書籍和通俗演講，把自己的科學思想與全世界各階層人士進行廣泛的交流。本書是霍金的又一力著，全書由七次相對獨立但又互相緊密聯系的講座集結而成。作者力圖通過這一系列講座，用盡可能通俗的語言，深入淺出地闡明人類迄今所探知的宇宙演化史的基本輪廓，以及相關理論的基本原理。讀者通過閱讀本書，可以初步認知宇宙從形成、演變直至可能的最終歸宿之全過程，以及這一過程之所以發生的物理機制。書中涉及了現代物理學的諸多領域，如宇宙的大爆炸起源，黑洞的特性，以及時空本質等，為此作者就講座次序及其相關內容做了精心安排。在宇宙學方面，從介紹兩千多年前亞里士多德時代人們對地球的朦朧認識，到今天頗為深奧的大爆炸宇宙論和暴脹理論。在引力理論方面，從早期的牛頓引力論到愛因斯坦廣義相對論，進而融入現代量子理論，甚至還簡要敘述了有關弦理論的種種趣事。黑洞性質的闡述無疑是本書的重點之一，為此作者特意安排了整整兩講的篇幅，并穿插若干富于想象力的精彩描述，使人閱后難以忘懷。在討論了宇宙的起源與歸宿之后，最后一講的內容回歸到本書的標題——“萬物之理”，即如何尋求一種統一理論，以能囊括所有的局部性物理學相互作用，而這正是現代物理學尚未解決的若干極其重要問題之一。作者認為一旦做到這一點，我們將會真正理解宇宙以及人類在宇宙中所處的地位?？梢哉f，本書就人類認識宇宙的歷史和現狀，向讀者展現了一次逐步深入的探索式“旅行”。實際上，在這一認識過程中，必然涉及相當深奧的物理學和天文學理論，然而在全書中僅有一處出現簡單公式（即E=MC2），由此足見作者不僅是一代科學大師，而且還是向公眾傳播科學知識和科學方法的巧匠。盡管個別章節對一些讀者來說尚有一定難度，但這并不會影響讀者對作者總體思想的認知和把握。如有讀者感到此類難點，盡可跳過無妨，重要的是了解宇宙如何誕生和演化的歷程，以及所涉及的一些重要理論之基本概念。于譯者各方面的學識水平，譯文的錯誤和疏漏之處在所難免，還望讀者不吝賜教為盼。趙君亮2009年5月13日

內容概要

　
《宇宙簡史：起源與歸宿》是斯蒂芬·霍金在英國劍轎大學所作的七場講學，包含了他畢生鉆研宇宙學的精華，精辟扼要。即使略具基本科學知識者，讀了這七講，對宇宙創世的奇妙壯麗，也能一窺梗概?！　　　　　　　　　　?br />　
這些演講不僅閃耀著霍金智慧的光環，而且體現出他特有的機智。談到花費了他十幾年時間的黑洞研究時，他說道：“這似乎有點像在煤窖里尋找一只黑貓?！被艚饛娜祟愓J識宇宙的歷史談起，從亞里士多德確認地球是一個圓球，到哈勃發現宇宙正處于膨脹之中，其間經歷了兩千多年。以此作為起點，他探究了現代物理學的諸多領域，包括宇宙的起源(即大爆炸)、黑洞的性質，以及時空等理論。最后，霍金提出了現代物理學尚未解決的若干問題，特別是如何把所有的局部性理論結合成一種“統一的萬物之理”他斷言：“如果我們找到了這一問題的答案，那將會是人類理性的終極勝利?！?br />　
在《宇宙簡史：起源與歸宿》中，霍會就宇宙以及我們在宇宙中的地位問題，向讀者展現了一次引人入勝的探索式旅行。對任何曾仰望過夜空，并想知道那里曾經發生過什么，以及如何演變為如今狀態的人來說，《宇宙簡史》無疑值得一讀。

作者簡介

　　斯蒂芬·霍金（1942—
）作為劍橋大學盧卡斯數學教授，他擔任的是牛頓的教席。他是世界上最杰出的天才之一，被推崇為繼愛因斯坦之后最偉大的理論物理學家，宇宙模型因他的工作得以改觀，宇宙萬物的內容也因此而重新界定。著有《時間簡史》、《果殼中的宇宙》等暢銷全球的科普巨作。

書籍目錄

引　言
第１講　有關宇宙的若干觀念
第２講　膨脹的宇宙
第３講　黑洞
第４講　黑洞并非黑不可知
第５講　宇宙的起源與歸宿
第６講　時間的方向
第７講　萬物之理　　　　
名詞對照表
英文原文

章節摘錄

版權頁：   插圖：    在證實了河外星系的存在之后，哈勃花了好多年時間來逐一記錄星系的距離，同時還觀測它們的光譜。在那個時候，大多數人都以為星系的運動是完全隨機的，所以光譜呈現藍移的星系應該與呈現紅移的星系一樣多。因此，當哈勃發現所有的星系都表現為有紅移時，人們頗感意外，這說明每一個星系都在遠離我們而去。更令人吃驚的是，哈勃在1929年發表的結果表明，甚至星系紅移的大小也不是隨機的，紅移量居然與星系的距離成正比。換言之，星系越遠，遠離我們的速度就越快。因而，這意味著宇宙不可能如之前眾人都猜想的那樣是靜態的，而是宇宙事實上正處于膨脹之中。在任何時刻，不同星系間的距離一直在不斷地增大。 發現宇宙正在膨脹，一乃是20世紀一項偉大的理性革命。事后來看，不禁讓人驚訝為什么之前沒有一個人想到這一點。牛頓等人應該會意識到，在引力的作用下一個靜態宇宙很快會開始收縮。但是，請設想一下宇宙并不處于靜止狀態，而是正在膨脹。如果宇宙膨脹得不太快，那么引力的作用最終會使膨脹停止，并隨之開始收縮。然而，要是膨脹速度超過某個確定的臨界值，而引力作用不足以使膨脹停止，則宇宙便會一直不斷地永遠膨脹下去。這有點像我們在地球表面給火箭點火，使其上升時所發生的情況。如果火箭的速度比較慢，那么引力最終會使火箭停止運動，并隨之開始向地面回落。要是火箭的速度大于某個臨界值（約為每秒7英里），引力便不足以把它拉回地面，于是火箭便會越飛越遠，永遠脫離地球。 在19世紀、18世紀，甚至17世紀晚期這段時間內的任何時候，都已經可以做到根據牛頓的引力理論來預言宇宙的上述變化特性。但是，人們關于靜態宇宙的信念實在是太強了，這種信念一直延續到20世紀初。即使愛因斯坦在1915年系統地闡明了廣義相對論之時，他還是深信宇宙只能處于靜止狀態。因此，為了使靜態宇宙成為可能，愛因斯坦對自己的理論做了修正，具體做法是在他的一些方程中引入了一個所謂的宇宙學常數。這是一類新的"反引力"之力，與其他作用力的不同之處在于，這種力并非來自任何具體的力源，而是時空結構自身的組成部分。愛因斯坦的宇宙學常數給時空以某種固有的膨脹趨勢，而且恰好可以與宇宙中全部物質的吸引力相平衡，這樣一來自然會得出靜態宇宙的結論。 看來，只有一個人愿意還廣義相對論以其本來面目。盡管愛因斯坦和其他一些物理學家在不斷探究各種途徑，以能回避廣義相對論所預言的非靜態宇宙，俄國物理學家亞歷山大?弗里德曼卻與眾不同地著手解釋非靜態宇宙。

媒體關注與評論

斯蒂芬？霍金：明晰而機智地解釋宇宙物理的復雜現象……他的頭腦擁有無與倫比的力量。 ——《紐約書評》  顯然具有教師的天賦——輕松、寬厚的幽默，以及擅長用源自日常生活的比喻來闡釋極其復雜的命題。 ——《紐約時報》  克服疾病而成為世界物理學界的超新星。他不能書寫，甚至不能清楚地說話，但他正在超越大爆炸，躍向創造了宇宙的“幾何之舞”。 ——《名利場》

編輯推薦

《宇宙簡史:起源與歸宿》作為霍金揭秘宇宙奇史的劍橋演講合集，明晰而機智地解釋了宇宙物理的復雜現象，具有很強的科普性和可讀性。由中科院著名天文學家、上海天文臺前任臺長趙君亮翻譯并導讀。附贈的英文原文也能幫助廣大讀者更好地領會霍金的語言魅力，提高英文學習水平。

名人推薦

斯蒂芬?霍金：明晰而機智地解釋宇宙物理的復雜現象……他的頭腦擁有無與倫比的力量?！都~約書評》顯然具有教師的天賦——輕松、寬厚的幽默，以及擅長用源自日常生活的比喻來闡釋極其復雜的命題?！都~約時報》克服疾病而成為世界物理學界的超新星。他不能書寫，甚至不能清楚地說話，但他正在超越大爆炸，躍向創造了宇宙的“幾何之舞”?！睹麍觥?/pre>




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