《時(shi)間簡史(shi)》是英國物理學家斯蒂芬·威廉·霍金創作(zuo)的科普(pu)著作(zuo),首次出版于(yu)1988年。
全書(shu)共十二章,講述了關于(yu)宇(yu)宙(zhou)(zhou)本性的(de)(de)最前沿知識,包括:我們(men)的(de)(de)宇(yu)宙(zhou)(zhou)圖像、空間(jian)和(he)(he)時間(jian)、膨脹(zhang)的(de)(de)宇(yu)宙(zhou)(zhou)、不(bu)確定性原理、黑(hei)洞、宇(yu)宙(zhou)(zhou)的(de)(de)起(qi)源和(he)(he)命運等內容,深(shen)入淺出地介紹了遙遠(yuan)星系(xi)、黑(hei)洞、粒子、反物(wu)質(zhi)等知識,并對宇(yu)宙(zhou)(zhou)的(de)(de)起(qi)源、空間(jian)和(he)(he)時間(jian)以及相(xiang)對論等古老命題進(jin)行了闡述。
在(zai)(zai)該書里,霍金探究了已有宇(yu)宙理(li)論中(zhong)存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)未解決的(de)(de)沖突,并指(zhi)出了把量(liang)子力學(xue)、熱動力學(xue)和廣義(yi)相對論統一起來存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)問題,該書的(de)(de)定位是讓(rang)那些對宇(yu)宙學(xue)有興(xing)趣的(de)(de)普通讀者了解他(ta)的(de)(de)理(li)論和其中(zhong)的(de)(de)數學(xue)原理(li)。
該書(shu)自(zi)1988年首版以(yi)來,已被翻(fan)譯(yi)成40種文(wen)字,累(lei)計銷售量(liang)突破2500萬冊,成為一(yi)本(ben)暢銷全(quan)世界的科學著作。
在這部書中,霍金帶領讀者遨游外層空間(jian)奇異領域,對(dui)遙遠星系、黑(hei)洞、夸克、“帶味”粒子和“自(zi)旋”粒子、反物質(zhi)、“時間(jian)箭頭”等(deng)進(jin)行了(le)(le)深(shen)入淺出的介(jie)紹,并(bing)對(dui)宇(yu)宙是什么樣的、空間(jian)和時間(jian)以(yi)及相(xiang)對(dui)論等(deng)古(gu)老(lao)問(wen)題做了(le)(le)闡述,使讀者初步(bu)了(le)(le)解狹義相(xiang)對(dui)論以(yi)及時間(jian)、宇(yu)宙的起源(yuan)等(deng)宇(yu)宙學(xue)的奧妙(miao)。
《時間簡史》的主要(yao)內容可概括(kuo)為(wei)以下幾(ji)個方面:
1.時間起始點(dian)(dian)——宇(yu)宙(zhou)(zhou)大爆炸(zha)起點(dian)(dian)。宇(yu)宙(zhou)(zhou)是不斷膨脹著的,它(ta)在最初應(ying)該(gai)收縮為一(yi)點(dian)(dian),這一(yi)時刻被(bei)稱為宇(yu)宙(zhou)(zhou)大爆炸(zha)時刻。宇(yu)宙(zhou)(zhou)在這一(yi)點(dian)(dian)的密度無窮大,這一(yi)點(dian)(dian)即為數學上所稱的奇點(dian)(dian)。
2.時間終(zhong)結——黑洞(dong)。恒(heng)星由于引(yin)力作用會不斷收縮,會形成一個“黑洞(dong)”。黑洞(dong)表面引(yin)力很強,時間會在(zai)此終(zhong)止。
3.上帝(di)是(shi)如何啟(qi)動(dong)宇(yu)(yu)宙的(de)(de)?——宇(yu)(yu)宙的(de)(de)起(qi)源和命運(yun)。一(yi)種是(shi)以(yi)人擇原理來解(jie)釋的(de)(de)叫做紊亂邊界條件的(de)(de)宇(yu)(yu)宙起(qi)源;另一(yi)種解(jie)釋稱為“暴漲(zhang)模型”,它認為宇(yu)(yu)宙在(zai)開(kai)始的(de)(de)一(yi)瞬間是(shi)以(yi)加(jia)速度(du)膨脹,在(zai)遠小于1秒的(de)(de)時間里(li)宇(yu)(yu)宙的(de)(de)半徑(jing)增(zeng)大(da)了100萬億億億倍。
4.物理學的(de)(de)統一(yi)(yi)——終(zhong)極理論(lun)。人類在尋求建立一(yi)(yi)個適用(yong)于宇宙(zhou)中(zhong)(zhong)每一(yi)(yi)事(shi)(shi)件的(de)(de)、完整的(de)(de)、協(xie)調的(de)(de)統一(yi)(yi)理論(lun),在這理論(lun)中(zhong)(zhong)不需要選取特(te)定的(de)(de)常數去符合事(shi)(shi)實。
在發(fa)表《最(zui)初的(de)宇宙(zhou)》不久之后,霍(huo)金決定寫一(yi)本將對大眾極具(ju)吸引力的(de)宇宙(zhou)學(xue)著作。這本書就是《時(shi)間(jian)簡(jian)史》。可惜這本書一(yi)直拖延到1985年(nian)才完(wan)稿,因為(wei)霍(huo)金在訪問(wen)歐(ou)洲原子能(neng)研究機構在瑞士日內瓦(wa)的(de)量子物理實(shi)驗室的(de)時(shi)候,不幸(xing)染上(shang)了肺炎。由于(yu)病得(de)很(hen)嚴重,霍(huo)金被送進劍橋大學(xue)的(de)阿登布魯(lu)克(ke)醫院進行了氣管切開(kai)手(shou)術(shu)。這次(ci)手(shou)術(shu)雖然挽救了霍(huo)金的(de)生命,但他(ta)再也不能(neng)使用(yong)(yong)他(ta)的(de)嗓音(yin)了。霍(huo)金采用(yong)(yong)一(yi)個連在輪椅(yi)上(shang)的(de),可用(yong)(yong)手(shou)操控的(de)小型電腦語音(yin)合成器來(lai)(lai)“說(shuo)話”。這對霍(huo)金來(lai)(lai)說(shuo)很(hen)不方便,但是,對于(yu)之前(qian)根本聽不清他(ta)說(shuo)話的(de)聽眾來(lai)(lai)說(shuo),這樣反倒容易理解了。在使用(yong)(yong)這個語音(yin)合成器之前(qian),只有他(ta)身邊(bian)最(zui)親密的(de)人能(neng)聽懂他(ta)說(shuo)的(de)話。霍(huo)金的(de)《時(shi)間(jian)簡(jian)史》最(zui)終發(fa)表于(yu)1988年(nian)。
斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942年—2018年),英國理(li)論(lun)物理(li)學(xue)家,黑洞理(li)論(lun)和“大(da)爆炸”理(li)論(lun)的創立(li)人,曾任(ren)英國劍橋大(da)學(xue)應(ying)用數學(xue)及(ji)理(li)論(lun)物理(li)學(xue)系(xi)教授。
霍金出(chu)生(sheng)于英(ying)國牛津(jin),從(cong)小就立志從(cong)事物(wu)理(li)學(xue)(xue)(xue)和天文學(xue)(xue)(xue)的研究(jiu)。在牛津(jin)大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)完成物(wu)理(li)學(xue)(xue)(xue)學(xue)(xue)(xue)位課程后,他轉(zhuan)而到劍橋大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)攻(gong)讀博(bo)士(shi),研究(jiu)宇宙學(xue)(xue)(xue)。在此(ci)期間,他患上了嚴重的肌肉萎縮性疾病(bing),被長期禁錮在輪椅(yi)上,但他仍(reng)然繼續(xu)醉(zui)心研究(jiu),先(xian)后提出(chu)了黑洞蒸(zheng)發(fa)理(li)論(lun)(lun)和量子宇宙論(lun)(lun),震驚了整個自然科學(xue)(xue)(xue)界,被推崇為繼愛因斯坦后最杰出(chu)的理(li)論(lun)(lun)物(wu)理(li)學(xue)(xue)(xue)家。1974年,霍金當選為英(ying)國皇家學(xue)(xue)(xue)會最年輕的會員。
一(yi)(yi)(yi)般認為,愛(ai)因斯坦(tan)的(de)(de)(de)(de)廣義相(xiang)對論是用于(yu)(yu)描述宇(yu)宙(zhou)演化的(de)(de)(de)(de)正確的(de)(de)(de)(de)理論。在(zai)(zai)(zai)經典廣義相(xiang)對論的(de)(de)(de)(de)框架(jia)里(li),霍金(jin)和(he)彭羅斯證明了,在(zai)(zai)(zai)很(hen)一(yi)(yi)(yi)般的(de)(de)(de)(de)條件(jian)下,空(kong)間(jian)、時(shi)間(jian)一(yi)(yi)(yi)定(ding)(ding)存在(zai)(zai)(zai)奇(qi)點,最(zui)著(zhu)名的(de)(de)(de)(de)奇(qi)點即是黑(hei)洞(dong)里(li)的(de)(de)(de)(de)奇(qi)點以(yi)及(ji)(ji)宇(yu)宙(zhou)大爆炸(zha)處的(de)(de)(de)(de)奇(qi)點。在(zai)(zai)(zai)奇(qi)點處,所(suo)有(you)定(ding)(ding)律以(yi)及(ji)(ji)可預見性都失效。奇(qi)點可以(yi)看成空(kong)間(jian)時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)邊緣或邊界。只有(you)給(gei)定(ding)(ding)了奇(qi)點處的(de)(de)(de)(de)邊界條件(jian),才能由(you)(you)愛(ai)因斯坦(tan)方程得到宇(yu)宙(zhou)的(de)(de)(de)(de)演化。由(you)(you)于(yu)(yu)邊界條件(jian)只能由(you)(you)宇(yu)宙(zhou)外的(de)(de)(de)(de)造物主(zhu)所(suo)給(gei)定(ding)(ding),所(suo)以(yi)宇(yu)宙(zhou)的(de)(de)(de)(de)命運就(jiu)操縱在(zai)(zai)(zai)造物主(zhu)的(de)(de)(de)(de)手中。這就(jiu)是從牛頓時(shi)代(dai)起一(yi)(yi)(yi)直(zhi)困擾(rao)人類(lei)智慧(hui)的(de)(de)(de)(de)第一(yi)(yi)(yi)推動(dong)力的(de)(de)(de)(de)問題(ti)。
如果空間(jian)(jian)(jian)、時(shi)間(jian)(jian)(jian)沒有(you)(you)(you)邊界,則就(jiu)不必(bi)勞駕上帝進行第一(yi)(yi)推動了。這只有(you)(you)(you)在量子引(yin)力論中(zhong)才(cai)能(neng)做(zuo)到。霍金(jin)認(ren)為(wei)宇宙(zhou)的(de)(de)(de)量子態(tai)是處于(yu)一(yi)(yi)種(zhong)基(ji)態(tai),空間(jian)(jian)(jian)、時(shi)間(jian)(jian)(jian)可看成(cheng)一(yi)(yi)個有(you)(you)(you)限無界的(de)(de)(de)四維(wei)(wei)面,正如地球(qiu)的(de)(de)(de)表面一(yi)(yi)樣(yang),只不過(guo)多了兩(liang)個維(wei)(wei)數而已。宇宙(zhou)中(zhong)的(de)(de)(de)所(suo)有(you)(you)(you)結構(gou)都可歸結于(yu)量子力學的(de)(de)(de)測不準原理所(suo)允許(xu)的(de)(de)(de)最小起伏。從(cong)一(yi)(yi)些簡(jian)單的(de)(de)(de)模型計(ji)算可得(de)出和(he)天文觀測相一(yi)(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)推論,如星系、恒(heng)星等等的(de)(de)(de)成(cheng)團結構(gou),大尺度的(de)(de)(de)各向同性和(he)均勻性,空間(jian)(jian)(jian)、時(shi)間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)平性,即空間(jian)(jian)(jian)、時(shi)間(jian)(jian)(jian)基(ji)本(ben)上是平坦的(de)(de)(de),并因此(ci)才(cai)使得(de)星系乃至生命的(de)(de)(de)發展(zhan)成(cheng)為(wei)可能(neng),還有(you)(you)(you)時(shi)間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)方向箭頭等等。
霍金(jin)的(de)量(liang)子(zi)宇宙(zhou)論的(de)意義(yi)在于它(ta)真(zhen)正使宇宙(zhou)論成為一(yi)門(men)成熟的(de)科(ke)學,它(ta)是(shi)一(yi)個(ge)自足的(de)理(li)論,即在原則上,單(dan)憑(ping)科(ke)學定律人(ren)們便(bian)可以將(jiang)宇宙(zhou)中的(de)一(yi)切都預(yu)言(yan)出來。
從1992年霍金的《時間(jian)簡史(shi)》中文簡體(ti)字版在中國大陸(lu)首發(fa),初版只印(yin)3000冊,到2002年8月(yue)《時間(jian)簡史(shi)》已(yi)印(yin)刷了27次,累計(ji)印(yin)數為40多萬(wan)冊。
截至2014年,《時間簡史》的發(fa)行量已經超過了2500萬冊,被譯成近40種(zhong)語言。
美國(guo)財(cai)經報(bao)紙《華爾(er)街日報(bao)》:(《時間簡史》是)當代(dai)物理學家關(guan)于宇宙(zhou)構(gou)成以及演化理論的權威性(xing)總結。
《紐約時報》:(《時間簡史》)“既生(sheng)動活潑(po),又發人(ren)深(shen)省。”
《倫敦(dun)星期日時報》:(《時間簡史》是)“童真好(hao)奇與天才智慧的結合(he)。”
書名 出(chu)版(ban)社 出(chu)版(ban)時間 譯者
時間(jian)簡史 湖南(nan)科學(xue)技術(shu)出(chu)版社 2018 許明賢,吳忠超