《時間(jian)簡(jian)史》是英(ying)國(guo)物理學家(jia)斯蒂(di)芬(fen)·威(wei)廉·霍(huo)金創作的科普著作,首次出版于(yu)1988年(nian)。
全書共十二章,講述了關于(yu)宇(yu)宙本性(xing)(xing)的最(zui)前沿知(zhi)識(shi),包(bao)括:我們的宇(yu)宙圖像(xiang)、空間和(he)時(shi)(shi)間、膨脹的宇(yu)宙、不確定性(xing)(xing)原理、黑洞、宇(yu)宙的起(qi)源(yuan)(yuan)和(he)命(ming)運等(deng)內(nei)容(rong),深入(ru)淺出地介紹了遙遠星系(xi)、黑洞、粒子、反物(wu)質等(deng)知(zhi)識(shi),并(bing)對(dui)宇(yu)宙的起(qi)源(yuan)(yuan)、空間和(he)時(shi)(shi)間以及相對(dui)論(lun)等(deng)古(gu)老命(ming)題進行了闡述。
在(zai)該書里,霍金(jin)探究(jiu)了(le)已有宇(yu)宙(zhou)理(li)論中存在(zai)的未(wei)解(jie)決的沖突,并指出了(le)把(ba)量子(zi)力學(xue)(xue)、熱(re)動力學(xue)(xue)和廣義相對論統一起來存在(zai)的問題(ti),該書的定位是讓那些對宇(yu)宙(zhou)學(xue)(xue)有興(xing)趣的普通讀(du)者了(le)解(jie)他(ta)的理(li)論和其中的數學(xue)(xue)原(yuan)理(li)。
該書自1988年(nian)首版以來,已被翻(fan)譯成(cheng)40種文(wen)字,累計銷售(shou)量突破2500萬冊,成(cheng)為一本暢銷全世界的科學著作。
在這部(bu)書中,霍(huo)金帶領(ling)讀者遨游外層空(kong)間(jian)(jian)奇異領(ling)域,對(dui)(dui)遙遠星系、黑洞(dong)、夸(kua)克、“帶味(wei)”粒子(zi)和“自旋”粒子(zi)、反物質、“時(shi)間(jian)(jian)箭頭(tou)”等(deng)進行了(le)深入淺出(chu)的介(jie)紹,并(bing)對(dui)(dui)宇(yu)宙(zhou)(zhou)是什么樣的、空(kong)間(jian)(jian)和時(shi)間(jian)(jian)以及相對(dui)(dui)論等(deng)古老問(wen)題做了(le)闡述,使讀者初步了(le)解狹(xia)義相對(dui)(dui)論以及時(shi)間(jian)(jian)、宇(yu)宙(zhou)(zhou)的起源(yuan)等(deng)宇(yu)宙(zhou)(zhou)學的奧妙。
《時間簡史》的主要內容可概括為(wei)以(yi)下(xia)幾個(ge)方面:
1.時間起始點(dian)——宇宙大爆(bao)炸起點(dian)。宇宙是(shi)不斷膨脹(zhang)著(zhu)的,它在最初應該收縮為(wei)一(yi)點(dian),這一(yi)時刻(ke)(ke)被稱(cheng)為(wei)宇宙大爆(bao)炸時刻(ke)(ke)。宇宙在這一(yi)點(dian)的密度無窮(qiong)大,這一(yi)點(dian)即為(wei)數學上所稱(cheng)的奇(qi)點(dian)。
2.時間終結(jie)——黑(hei)洞(dong)。恒星由于引力作用(yong)會(hui)(hui)不(bu)斷收縮,會(hui)(hui)形(xing)成一個“黑(hei)洞(dong)”。黑(hei)洞(dong)表面引力很強(qiang),時間會(hui)(hui)在此(ci)終止。
3.上(shang)帝是如何啟動宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)的(de)(de)?——宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)的(de)(de)起源和(he)命運。一(yi)種(zhong)是以人擇(ze)原(yuan)理來解釋的(de)(de)叫做紊亂邊界條件(jian)的(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)起源;另一(yi)種(zhong)解釋稱為(wei)“暴漲模型(xing)”,它認為(wei)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)在(zai)開始的(de)(de)一(yi)瞬間是以加速度膨脹,在(zai)遠小于1秒的(de)(de)時(shi)間里宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)的(de)(de)半徑增大了(le)100萬億億億倍。
4.物理學的(de)統(tong)一——終極理論。人類(lei)在尋求(qiu)建(jian)立(li)一個適用(yong)于宇宙中(zhong)每一事件的(de)、完整(zheng)的(de)、協調(diao)的(de)統(tong)一理論,在這理論中(zhong)不需要選取(qu)特定(ding)的(de)常數去符合(he)事實(shi)。
在(zai)(zai)發(fa)表《最(zui)初的(de)(de)(de)(de)宇宙》不久之(zhi)后,霍(huo)金(jin)(jin)(jin)(jin)決定寫一本(ben)(ben)將對大(da)眾極具吸引力的(de)(de)(de)(de)宇宙學(xue)著作。這(zhe)(zhe)本(ben)(ben)書就是《時間(jian)簡史》。可(ke)惜(xi)這(zhe)(zhe)本(ben)(ben)書一直拖延到1985年才完稿,因(yin)為霍(huo)金(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)訪(fang)問歐(ou)洲原子能研(yan)究機構在(zai)(zai)瑞士日內瓦(wa)的(de)(de)(de)(de)量子物(wu)理實驗室的(de)(de)(de)(de)時候(hou),不幸染上了(le)肺(fei)炎。由于病得(de)很嚴重,霍(huo)金(jin)(jin)(jin)(jin)被(bei)送進(jin)劍橋大(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)阿登布魯克(ke)醫院進(jin)行(xing)了(le)氣管切開手術。這(zhe)(zhe)次手術雖然(ran)挽(wan)救了(le)霍(huo)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)生命,但他(ta)再也(ye)不能使用他(ta)的(de)(de)(de)(de)嗓(sang)音(yin)了(le)。霍(huo)金(jin)(jin)(jin)(jin)采用一個連在(zai)(zai)輪椅上的(de)(de)(de)(de),可(ke)用手操控的(de)(de)(de)(de)小(xiao)型電腦語音(yin)合(he)成(cheng)器來“說(shuo)話”。這(zhe)(zhe)對霍(huo)金(jin)(jin)(jin)(jin)來說(shuo)很不方便,但是,對于之(zhi)前(qian)根本(ben)(ben)聽不清(qing)他(ta)說(shuo)話的(de)(de)(de)(de)聽眾來說(shuo),這(zhe)(zhe)樣反(fan)倒(dao)容易理解了(le)。在(zai)(zai)使用這(zhe)(zhe)個語音(yin)合(he)成(cheng)器之(zhi)前(qian),只有(you)他(ta)身(shen)邊最(zui)親密(mi)的(de)(de)(de)(de)人能聽懂(dong)他(ta)說(shuo)的(de)(de)(de)(de)話。霍(huo)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)《時間(jian)簡史》最(zui)終發(fa)表于1988年。
斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942年—2018年),英(ying)國(guo)(guo)理(li)論物(wu)理(li)學家,黑洞理(li)論和“大(da)爆炸(zha)”理(li)論的(de)創(chuang)立人(ren),曾任英(ying)國(guo)(guo)劍橋大(da)學應用(yong)數學及理(li)論物(wu)理(li)學系教授。
霍(huo)金出(chu)(chu)生于英國(guo)牛(niu)津,從小就立志從事物(wu)理學(xue)(xue)和(he)天文學(xue)(xue)的(de)研究(jiu)。在牛(niu)津大(da)學(xue)(xue)完成物(wu)理學(xue)(xue)學(xue)(xue)位課程后,他轉而到(dao)劍橋大(da)學(xue)(xue)攻讀博士,研究(jiu)宇(yu)宙學(xue)(xue)。在此期(qi)(qi)間,他患上了嚴重(zhong)的(de)肌肉萎縮性(xing)疾(ji)病,被長期(qi)(qi)禁(jin)錮在輪椅(yi)上,但他仍然繼(ji)續醉(zui)心研究(jiu),先后提出(chu)(chu)了黑洞蒸(zheng)發理論(lun)和(he)量子宇(yu)宙論(lun),震驚了整個(ge)自然科學(xue)(xue)界(jie),被推崇為(wei)(wei)繼(ji)愛因斯坦后最(zui)杰出(chu)(chu)的(de)理論(lun)物(wu)理學(xue)(xue)家。1974年(nian),霍(huo)金當選為(wei)(wei)英國(guo)皇家學(xue)(xue)會最(zui)年(nian)輕的(de)會員(yuan)。
一(yi)(yi)般認(ren)為,愛因斯坦的(de)(de)(de)(de)廣義相(xiang)對論是用于(yu)(yu)描述宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)演化的(de)(de)(de)(de)正確(que)的(de)(de)(de)(de)理論。在經(jing)典廣義相(xiang)對論的(de)(de)(de)(de)框架里(li),霍金(jin)和彭羅斯證明了,在很一(yi)(yi)般的(de)(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)件下,空間(jian)、時(shi)間(jian)一(yi)(yi)定存在奇(qi)(qi)點(dian)(dian),最著名(ming)的(de)(de)(de)(de)奇(qi)(qi)點(dian)(dian)即是黑洞里(li)的(de)(de)(de)(de)奇(qi)(qi)點(dian)(dian)以(yi)及(ji)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)大爆炸處的(de)(de)(de)(de)奇(qi)(qi)點(dian)(dian)。在奇(qi)(qi)點(dian)(dian)處,所有定律以(yi)及(ji)可預(yu)見性都失(shi)效(xiao)。奇(qi)(qi)點(dian)(dian)可以(yi)看成(cheng)空間(jian)時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)邊(bian)(bian)緣或邊(bian)(bian)界(jie)。只有給定了奇(qi)(qi)點(dian)(dian)處的(de)(de)(de)(de)邊(bian)(bian)界(jie)條(tiao)(tiao)件,才能(neng)由(you)(you)愛因斯坦方程(cheng)得(de)到宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)(de)演化。由(you)(you)于(yu)(yu)邊(bian)(bian)界(jie)條(tiao)(tiao)件只能(neng)由(you)(you)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)外的(de)(de)(de)(de)造物主(zhu)所給定,所以(yi)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)(de)命運就操縱在造物主(zhu)的(de)(de)(de)(de)手中。這就是從牛頓時(shi)代起一(yi)(yi)直困擾人類智(zhi)慧的(de)(de)(de)(de)第(di)一(yi)(yi)推動力的(de)(de)(de)(de)問題(ti)。
如(ru)果空(kong)(kong)間、時(shi)間沒有(you)(you)邊界,則就不必(bi)勞駕上(shang)帝進行第一推動了。這只有(you)(you)在量(liang)子引力論中才(cai)能做到。霍(huo)金(jin)認為宇(yu)宙的(de)(de)(de)(de)量(liang)子態是(shi)處于一種基態,空(kong)(kong)間、時(shi)間可(ke)看成一個有(you)(you)限無界的(de)(de)(de)(de)四維面,正如(ru)地球的(de)(de)(de)(de)表面一樣,只不過多了兩個維數而已。宇(yu)宙中的(de)(de)(de)(de)所有(you)(you)結構(gou)都可(ke)歸結于量(liang)子力學的(de)(de)(de)(de)測不準(zhun)原理所允許的(de)(de)(de)(de)最(zui)小起(qi)伏。從一些簡單的(de)(de)(de)(de)模型計(ji)算可(ke)得出和天文(wen)觀測相一致的(de)(de)(de)(de)推論,如(ru)星(xing)系、恒星(xing)等(deng)等(deng)的(de)(de)(de)(de)成團結構(gou),大尺度(du)的(de)(de)(de)(de)各(ge)向(xiang)同性和均勻性,空(kong)(kong)間、時(shi)間的(de)(de)(de)(de)平(ping)性,即(ji)空(kong)(kong)間、時(shi)間基本上(shang)是(shi)平(ping)坦的(de)(de)(de)(de),并(bing)因此才(cai)使(shi)得星(xing)系乃至生(sheng)命的(de)(de)(de)(de)發展成為可(ke)能,還有(you)(you)時(shi)間的(de)(de)(de)(de)方向(xiang)箭頭等(deng)等(deng)。
霍(huo)金(jin)的(de)(de)量子(zi)宇宙(zhou)論(lun)(lun)的(de)(de)意義在于它真正使(shi)宇宙(zhou)論(lun)(lun)成(cheng)為一門(men)成(cheng)熟的(de)(de)科(ke)(ke)學(xue),它是一個自足的(de)(de)理(li)論(lun)(lun),即在原則上,單憑科(ke)(ke)學(xue)定律人們便可以將宇宙(zhou)中的(de)(de)一切都預言出(chu)來。
從1992年霍金的《時(shi)間簡(jian)史》中文簡(jian)體字版在中國大(da)陸首發,初版只(zhi)印(yin)(yin)3000冊,到2002年8月(yue)《時(shi)間簡(jian)史》已印(yin)(yin)刷了27次,累(lei)計印(yin)(yin)數(shu)為(wei)40多萬冊。
截至2014年,《時間簡史》的發行量已經(jing)超(chao)過(guo)了(le)2500萬冊,被譯成近40種語言。
美國(guo)財經報紙《華爾(er)街日(ri)報》:(《時間簡(jian)史》是)當代(dai)物理(li)(li)學家關于宇(yu)宙構成以及(ji)演化理(li)(li)論的(de)權威性(xing)總結。
《紐約時報(bao)》:(《時間簡史(shi)》)“既生動活(huo)潑,又發人深(shen)省(sheng)。”
《倫敦(dun)星期日時報》:(《時間簡史(shi)》是)“童(tong)真好奇與(yu)天才智慧的結合。”
書名(ming) 出版社 出版時(shi)間(jian) 譯者
時間簡史 湖南科(ke)學技術(shu)出版社 2018 許明賢,吳忠超