《時(shi)間簡史》是(shi)英(ying)國(guo)物理學家斯蒂芬·威廉(lian)·霍金創作的科普著作,首次出(chu)版于1988年。
全書(shu)共十(shi)二章,講述(shu)了(le)關于(yu)宇宙(zhou)(zhou)本性的(de)最前(qian)沿知(zhi)識,包括:我(wo)們(men)的(de)宇宙(zhou)(zhou)圖像、空間和(he)時間、膨脹的(de)宇宙(zhou)(zhou)、不確定性原理、黑洞(dong)、宇宙(zhou)(zhou)的(de)起(qi)源和(he)命(ming)運等內(nei)容,深入淺出地介紹了(le)遙遠星(xing)系、黑洞(dong)、粒子、反物質等知(zhi)識,并對宇宙(zhou)(zhou)的(de)起(qi)源、空間和(he)時間以及(ji)相對論等古老(lao)命(ming)題進行了(le)闡述(shu)。
在(zai)該書(shu)里,霍金探究了(le)已有宇宙理(li)論(lun)中存(cun)在(zai)的(de)(de)未(wei)解(jie)決的(de)(de)沖突,并(bing)指出了(le)把量子力(li)學(xue)(xue)、熱動力(li)學(xue)(xue)和廣(guang)義相對論(lun)統一起來(lai)存(cun)在(zai)的(de)(de)問題(ti),該書(shu)的(de)(de)定位是(shi)讓那些對宇宙學(xue)(xue)有興趣的(de)(de)普通讀者了(le)解(jie)他(ta)的(de)(de)理(li)論(lun)和其中的(de)(de)數學(xue)(xue)原理(li)。
該(gai)書自1988年首版以來,已(yi)被翻譯成(cheng)40種文字,累計(ji)銷售量突(tu)破2500萬冊,成(cheng)為一(yi)本暢(chang)銷全世界的科學著作(zuo)。
在這部書中(zhong),霍金帶領讀者(zhe)遨游外層空間(jian)奇異領域,對遙遠(yuan)星系、黑洞、夸克(ke)、“帶味(wei)”粒子(zi)和“自(zi)旋”粒子(zi)、反物質、“時間(jian)箭頭”等進(jin)行了深(shen)入淺(qian)出的(de)介紹,并對宇宙是什么樣的(de)、空間(jian)和時間(jian)以及相對論等古老問(wen)題做了闡述,使讀者(zhe)初步了解狹義相對論以及時間(jian)、宇宙的(de)起源等宇宙學的(de)奧妙。
《時間簡史》的主(zhu)要內(nei)容可概括(kuo)為以下幾(ji)個方面:
1.時間起(qi)始點(dian)(dian)(dian)——宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)大爆炸起(qi)點(dian)(dian)(dian)。宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)是不斷膨脹著的(de),它在最初(chu)應該收縮(suo)為(wei)一點(dian)(dian)(dian),這(zhe)一時刻被稱(cheng)為(wei)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)大爆炸時刻。宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)在這(zhe)一點(dian)(dian)(dian)的(de)密度無(wu)窮大,這(zhe)一點(dian)(dian)(dian)即為(wei)數學上所稱(cheng)的(de)奇點(dian)(dian)(dian)。
2.時間終結——黑洞(dong)。恒星(xing)由于引力作用會(hui)(hui)不斷收縮,會(hui)(hui)形成一個“黑洞(dong)”。黑洞(dong)表面引力很強(qiang),時間會(hui)(hui)在此終止。
3.上帝(di)是(shi)如(ru)何(he)啟(qi)動宇宙(zhou)(zhou)(zhou)的(de)?——宇宙(zhou)(zhou)(zhou)的(de)起(qi)源(yuan)和命(ming)運。一(yi)(yi)種是(shi)以(yi)人(ren)擇原理來解釋的(de)叫做紊亂邊界條件(jian)的(de)宇宙(zhou)(zhou)(zhou)起(qi)源(yuan);另一(yi)(yi)種解釋稱為“暴(bao)漲模型(xing)”,它(ta)認為宇宙(zhou)(zhou)(zhou)在(zai)開始的(de)一(yi)(yi)瞬間(jian)是(shi)以(yi)加速(su)度膨脹(zhang),在(zai)遠(yuan)小于(yu)1秒的(de)時間(jian)里宇宙(zhou)(zhou)(zhou)的(de)半徑增(zeng)大了100萬億億億倍。
4.物理(li)學的(de)統(tong)一(yi)——終極(ji)理(li)論。人類(lei)在尋(xun)求建立一(yi)個適用于宇(yu)宙中每一(yi)事(shi)(shi)件的(de)、完整的(de)、協調的(de)統(tong)一(yi)理(li)論,在這理(li)論中不(bu)需要選取特定的(de)常數(shu)去符合事(shi)(shi)實。
在(zai)(zai)發表(biao)《最初的(de)(de)(de)宇宙(zhou)(zhou)》不久(jiu)之(zhi)后,霍(huo)金(jin)決(jue)定寫(xie)一(yi)本將對大眾極具吸引(yin)力的(de)(de)(de)宇宙(zhou)(zhou)學著作。這本書就是《時間(jian)簡史(shi)》。可惜這本書一(yi)直拖(tuo)延到1985年(nian)才完稿,因為霍(huo)金(jin)在(zai)(zai)訪問(wen)歐洲原子能研究機構在(zai)(zai)瑞士日內瓦的(de)(de)(de)量子物理實驗室的(de)(de)(de)時候(hou),不幸染上了(le)(le)肺炎。由(you)于(yu)病得很(hen)嚴重,霍(huo)金(jin)被(bei)送進劍橋(qiao)大學的(de)(de)(de)阿登布魯克醫院進行(xing)了(le)(le)氣管切開(kai)手(shou)術。這次手(shou)術雖(sui)然挽救(jiu)了(le)(le)霍(huo)金(jin)的(de)(de)(de)生命,但(dan)他(ta)再也不能使(shi)用他(ta)的(de)(de)(de)嗓音了(le)(le)。霍(huo)金(jin)采(cai)用一(yi)個連(lian)在(zai)(zai)輪椅上的(de)(de)(de),可用手(shou)操控(kong)的(de)(de)(de)小型(xing)電腦語音合成器來“說(shuo)(shuo)話(hua)”。這對霍(huo)金(jin)來說(shuo)(shuo)很(hen)不方便,但(dan)是,對于(yu)之(zhi)前(qian)根本聽(ting)不清他(ta)說(shuo)(shuo)話(hua)的(de)(de)(de)聽(ting)眾來說(shuo)(shuo),這樣反倒(dao)容易理解了(le)(le)。在(zai)(zai)使(shi)用這個語音合成器之(zhi)前(qian),只(zhi)有他(ta)身邊最親密的(de)(de)(de)人能聽(ting)懂他(ta)說(shuo)(shuo)的(de)(de)(de)話(hua)。霍(huo)金(jin)的(de)(de)(de)《時間(jian)簡史(shi)》最終發表(biao)于(yu)1988年(nian)。
斯(si)蒂芬·威廉·霍金(jin)(Stephen William Hawking,1942年—2018年),英國理(li)(li)(li)(li)(li)論物理(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)家(jia),黑洞(dong)理(li)(li)(li)(li)(li)論和“大爆炸”理(li)(li)(li)(li)(li)論的創(chuang)立人,曾任英國劍橋(qiao)大學(xue)應用數學(xue)及(ji)理(li)(li)(li)(li)(li)論物理(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)系教授。
霍金(jin)出(chu)生(sheng)于(yu)英國牛津,從(cong)小就立志從(cong)事物(wu)理(li)(li)學(xue)和(he)天文學(xue)的(de)(de)研究(jiu)。在牛津大學(xue)完成物(wu)理(li)(li)學(xue)學(xue)位課程后(hou),他(ta)(ta)轉而到(dao)劍橋大學(xue)攻讀(du)博士(shi),研究(jiu)宇(yu)(yu)宙(zhou)學(xue)。在此期間,他(ta)(ta)患上了嚴(yan)重的(de)(de)肌肉萎縮性疾病,被(bei)長期禁錮(gu)在輪椅上,但他(ta)(ta)仍然繼(ji)(ji)續醉心研究(jiu),先后(hou)提出(chu)了黑洞(dong)蒸發(fa)理(li)(li)論(lun)和(he)量子(zi)宇(yu)(yu)宙(zhou)論(lun),震(zhen)驚了整個自然科學(xue)界(jie),被(bei)推崇為繼(ji)(ji)愛因斯坦后(hou)最杰(jie)出(chu)的(de)(de)理(li)(li)論(lun)物(wu)理(li)(li)學(xue)家(jia)。1974年,霍金(jin)當(dang)選為英國皇(huang)家(jia)學(xue)會(hui)最年輕的(de)(de)會(hui)員。
一(yi)般認為,愛因斯坦的(de)(de)廣(guang)義相(xiang)對論(lun)是(shi)用于(yu)描(miao)述宇(yu)宙(zhou)演化的(de)(de)正確的(de)(de)理論(lun)。在經典(dian)廣(guang)義相(xiang)對論(lun)的(de)(de)框架里,霍金和彭羅斯證明了(le),在很一(yi)般的(de)(de)條件(jian)下,空間(jian)、時(shi)(shi)(shi)間(jian)一(yi)定(ding)存在奇點(dian)(dian),最著名(ming)的(de)(de)奇點(dian)(dian)即是(shi)黑(hei)洞里的(de)(de)奇點(dian)(dian)以(yi)及宇(yu)宙(zhou)大爆炸處(chu)的(de)(de)奇點(dian)(dian)。在奇點(dian)(dian)處(chu),所(suo)有定(ding)律(lv)以(yi)及可(ke)預見性都失效。奇點(dian)(dian)可(ke)以(yi)看成(cheng)空間(jian)時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)邊緣或邊界(jie)。只有給定(ding)了(le)奇點(dian)(dian)處(chu)的(de)(de)邊界(jie)條件(jian),才能由愛因斯坦方程得(de)到宇(yu)宙(zhou)的(de)(de)演化。由于(yu)邊界(jie)條件(jian)只能由宇(yu)宙(zhou)外(wai)的(de)(de)造物主所(suo)給定(ding),所(suo)以(yi)宇(yu)宙(zhou)的(de)(de)命運就(jiu)操縱在造物主的(de)(de)手中。這(zhe)就(jiu)是(shi)從牛頓時(shi)(shi)(shi)代(dai)起一(yi)直困擾(rao)人(ren)類智慧的(de)(de)第一(yi)推動(dong)力(li)的(de)(de)問(wen)題。
如(ru)果空間(jian)(jian)(jian)(jian)、時間(jian)(jian)(jian)(jian)沒有(you)邊界,則就不必勞駕上帝進行(xing)第一(yi)推(tui)動(dong)了(le)。這只(zhi)有(you)在(zai)量子(zi)引力論(lun)中才能做到。霍金(jin)認為宇(yu)宙的(de)(de)(de)(de)量子(zi)態(tai)是處于一(yi)種(zhong)基態(tai),空間(jian)(jian)(jian)(jian)、時間(jian)(jian)(jian)(jian)可(ke)看(kan)成一(yi)個有(you)限無界的(de)(de)(de)(de)四(si)維面,正如(ru)地球的(de)(de)(de)(de)表面一(yi)樣,只(zhi)不過多了(le)兩個維數而已。宇(yu)宙中的(de)(de)(de)(de)所有(you)結構都可(ke)歸(gui)結于量子(zi)力學的(de)(de)(de)(de)測不準(zhun)原理所允許的(de)(de)(de)(de)最小起(qi)伏(fu)。從一(yi)些簡單的(de)(de)(de)(de)模型計算可(ke)得(de)出和(he)天文觀測相一(yi)致的(de)(de)(de)(de)推(tui)論(lun),如(ru)星系、恒星等(deng)等(deng)的(de)(de)(de)(de)成團結構,大尺度的(de)(de)(de)(de)各向(xiang)同性(xing)(xing)和(he)均勻性(xing)(xing),空間(jian)(jian)(jian)(jian)、時間(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)平性(xing)(xing),即空間(jian)(jian)(jian)(jian)、時間(jian)(jian)(jian)(jian)基本上是平坦的(de)(de)(de)(de),并因此才使得(de)星系乃至(zhi)生命的(de)(de)(de)(de)發展(zhan)成為可(ke)能,還有(you)時間(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)方向(xiang)箭頭(tou)等(deng)等(deng)。
霍金的(de)量子宇宙論(lun)的(de)意(yi)義在(zai)于它(ta)真正使宇宙論(lun)成為一門(men)成熟的(de)科學(xue),它(ta)是一個(ge)自(zi)足的(de)理論(lun),即(ji)在(zai)原則上(shang),單憑科學(xue)定律人們便可以將宇宙中(zhong)的(de)一切都預(yu)言出來。
從(cong)1992年霍金的(de)《時間簡史》中(zhong)文簡體字版在中(zhong)國大陸首(shou)發,初版只(zhi)印3000冊,到2002年8月《時間簡史》已印刷了27次,累計印數為(wei)40多萬(wan)冊。
截至2014年,《時間(jian)簡史》的發行量已經超過了(le)2500萬(wan)冊,被譯成(cheng)近40種語言(yan)。
美(mei)國財經報(bao)紙《華(hua)爾(er)街日報(bao)》:(《時(shi)間簡史》是)當代(dai)物理(li)學(xue)家關(guan)于宇宙構成(cheng)以及演化理(li)論(lun)的(de)權威性總結。
《紐約時報》:(《時間簡史(shi)》)“既生動活潑,又發(fa)人深省。”
《倫敦星期(qi)日時(shi)報(bao)》:(《時(shi)間簡史》是)“童真好奇(qi)與(yu)天才智慧的結合。”
書名 出(chu)版(ban)社(she) 出(chu)版(ban)時間 譯(yi)者(zhe)
時間簡史(shi) 湖南科(ke)學(xue)技術出版社 2018 許(xu)明(ming)賢,吳忠超