《時間簡(jian)史》是(shi)英國物(wu)理學(xue)家斯蒂芬(fen)·威廉·霍金創(chuang)作的科普著作,首次出版于1988年。
全書共十二章,講述了(le)關于宇(yu)(yu)宙本性(xing)的(de)最前沿知識(shi),包(bao)括:我們(men)的(de)宇(yu)(yu)宙圖像、空間(jian)和時(shi)間(jian)、膨脹的(de)宇(yu)(yu)宙、不確(que)定(ding)性(xing)原理(li)、黑洞、宇(yu)(yu)宙的(de)起(qi)源和命運(yun)等(deng)(deng)內容,深(shen)入淺出地介紹了(le)遙遠星系(xi)、黑洞、粒子(zi)、反物(wu)質等(deng)(deng)知識(shi),并對宇(yu)(yu)宙的(de)起(qi)源、空間(jian)和時(shi)間(jian)以及相對論等(deng)(deng)古老命題進行了(le)闡述。
在(zai)該(gai)書(shu)里,霍金探(tan)究了已(yi)有宇宙(zhou)理論中存(cun)(cun)在(zai)的(de)(de)未(wei)解決的(de)(de)沖突,并指出了把量子力(li)學(xue)(xue)、熱動力(li)學(xue)(xue)和(he)廣(guang)義相對(dui)論統一起來存(cun)(cun)在(zai)的(de)(de)問題,該(gai)書(shu)的(de)(de)定位是讓那(nei)些對(dui)宇宙(zhou)學(xue)(xue)有興趣的(de)(de)普(pu)通(tong)讀者了解他的(de)(de)理論和(he)其中的(de)(de)數學(xue)(xue)原理。
該書(shu)自1988年首版(ban)以(yi)來(lai),已(yi)被翻譯成40種文字(zi),累計銷售(shou)量突破(po)2500萬(wan)冊,成為一(yi)本暢銷全世界的(de)科學著作。
在這(zhe)部書中(zhong),霍金(jin)帶(dai)領讀(du)者(zhe)(zhe)遨游外(wai)層空間(jian)奇(qi)異(yi)領域,對(dui)遙(yao)遠星系(xi)、黑洞、夸克、“帶(dai)味”粒子(zi)和“自旋”粒子(zi)、反物質(zhi)、“時(shi)間(jian)箭(jian)頭”等進行了(le)(le)深入淺出的(de)介紹(shao),并對(dui)宇(yu)宙是什么(me)樣的(de)、空間(jian)和時(shi)間(jian)以及(ji)(ji)相對(dui)論等古老問題做了(le)(le)闡述,使讀(du)者(zhe)(zhe)初步了(le)(le)解狹義相對(dui)論以及(ji)(ji)時(shi)間(jian)、宇(yu)宙的(de)起源等宇(yu)宙學的(de)奧(ao)妙。
《時(shi)間簡史》的主要內容可概括為以下(xia)幾個方面:
1.時間起始點——宇宙(zhou)大(da)爆(bao)炸起點。宇宙(zhou)是不斷(duan)膨脹(zhang)著的,它在(zai)最初(chu)應該收(shou)縮為一(yi)點,這一(yi)時刻被稱為宇宙(zhou)大(da)爆(bao)炸時刻。宇宙(zhou)在(zai)這一(yi)點的密度無窮大(da),這一(yi)點即(ji)為數(shu)學上所(suo)稱的奇點。
2.時(shi)間(jian)終(zhong)結——黑洞。恒(heng)星由于引力(li)作(zuo)用會不斷(duan)收縮,會形成一個(ge)“黑洞”。黑洞表(biao)面引力(li)很強(qiang),時(shi)間(jian)會在此終(zhong)止(zhi)。
3.上帝是如何(he)啟動宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)的(de)?——宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)的(de)起(qi)源(yuan)和命運。一(yi)種(zhong)是以人擇原理來(lai)解釋的(de)叫做(zuo)紊亂邊(bian)界條件(jian)的(de)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)起(qi)源(yuan);另一(yi)種(zhong)解釋稱(cheng)為(wei)“暴漲模型”,它認為(wei)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)在開始的(de)一(yi)瞬間是以加速度膨脹,在遠小(xiao)于1秒的(de)時間里(li)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)的(de)半徑增(zeng)大(da)了100萬億(yi)(yi)億(yi)(yi)億(yi)(yi)倍。
4.物理學(xue)的(de)統(tong)一——終(zhong)極(ji)理論。人類在尋求建(jian)立一個適用于宇宙中每一事件的(de)、完整的(de)、協(xie)調的(de)統(tong)一理論,在這(zhe)理論中不需(xu)要選取特定的(de)常數(shu)去符合事實。
在(zai)(zai)發表《最初的(de)(de)宇(yu)宙》不(bu)(bu)久(jiu)之后,霍(huo)(huo)金(jin)(jin)(jin)決定(ding)寫一本將對(dui)大(da)眾(zhong)極具吸(xi)引(yin)力的(de)(de)宇(yu)宙學著(zhu)作。這(zhe)本書就是《時(shi)間簡史(shi)》。可惜這(zhe)本書一直拖(tuo)延到1985年才完稿,因(yin)為霍(huo)(huo)金(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)訪問歐洲原子能研究機(ji)構在(zai)(zai)瑞士日(ri)內瓦的(de)(de)量子物理實(shi)驗室的(de)(de)時(shi)候,不(bu)(bu)幸染上了肺炎。由于病得很(hen)嚴(yan)重(zhong),霍(huo)(huo)金(jin)(jin)(jin)被(bei)送進劍橋大(da)學的(de)(de)阿(a)登布(bu)魯克醫院進行了氣(qi)管切開手術。這(zhe)次手術雖然挽救了霍(huo)(huo)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)生命,但(dan)他(ta)(ta)再(zai)也(ye)不(bu)(bu)能使用他(ta)(ta)的(de)(de)嗓音了。霍(huo)(huo)金(jin)(jin)(jin)采用一個連在(zai)(zai)輪椅上的(de)(de),可用手操控的(de)(de)小型電腦語(yu)音合(he)(he)成(cheng)器(qi)來“說話”。這(zhe)對(dui)霍(huo)(huo)金(jin)(jin)(jin)來說很(hen)不(bu)(bu)方(fang)便,但(dan)是,對(dui)于之前根本聽(ting)不(bu)(bu)清他(ta)(ta)說話的(de)(de)聽(ting)眾(zhong)來說,這(zhe)樣反(fan)倒容易理解了。在(zai)(zai)使用這(zhe)個語(yu)音合(he)(he)成(cheng)器(qi)之前,只有(you)他(ta)(ta)身邊最親(qin)密(mi)的(de)(de)人能聽(ting)懂(dong)他(ta)(ta)說的(de)(de)話。霍(huo)(huo)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)《時(shi)間簡史(shi)》最終發表于1988年。
斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942年(nian)—2018年(nian)),英(ying)國理(li)(li)(li)論物(wu)(wu)理(li)(li)(li)學(xue)家,黑洞理(li)(li)(li)論和(he)“大(da)爆炸”理(li)(li)(li)論的創(chuang)立人,曾任英(ying)國劍橋(qiao)大(da)學(xue)應用數學(xue)及(ji)理(li)(li)(li)論物(wu)(wu)理(li)(li)(li)學(xue)系教授。
霍(huo)金出生于英國牛津,從小(xiao)就(jiu)立志從事物(wu)理(li)學(xue)(xue)和天文學(xue)(xue)的(de)研究(jiu)(jiu)。在牛津大學(xue)(xue)完成物(wu)理(li)學(xue)(xue)學(xue)(xue)位(wei)課程(cheng)后,他(ta)轉而(er)到劍橋大學(xue)(xue)攻讀博士,研究(jiu)(jiu)宇(yu)宙學(xue)(xue)。在此期(qi)(qi)間,他(ta)患上了(le)(le)嚴重的(de)肌肉萎縮性疾病,被(bei)長期(qi)(qi)禁錮在輪椅上,但(dan)他(ta)仍然(ran)繼(ji)續醉心研究(jiu)(jiu),先后提出了(le)(le)黑洞蒸(zheng)發理(li)論和量子宇(yu)宙論,震驚了(le)(le)整個自然(ran)科學(xue)(xue)界,被(bei)推崇為繼(ji)愛因斯坦后最(zui)杰(jie)出的(de)理(li)論物(wu)理(li)學(xue)(xue)家(jia)(jia)。1974年,霍(huo)金當選為英國皇(huang)家(jia)(jia)學(xue)(xue)會(hui)最(zui)年輕的(de)會(hui)員。
一般認(ren)為,愛因(yin)斯坦的廣(guang)義相對論(lun)是用于描述宇(yu)(yu)宙(zhou)演化的正確的理論(lun)。在(zai)經典廣(guang)義相對論(lun)的框架里,霍金和彭(peng)羅斯證明(ming)了(le),在(zai)很一般的條(tiao)件(jian)下,空間(jian)、時間(jian)一定(ding)存在(zai)奇(qi)(qi)點(dian)(dian),最著名的奇(qi)(qi)點(dian)(dian)即是黑洞(dong)里的奇(qi)(qi)點(dian)(dian)以(yi)及宇(yu)(yu)宙(zhou)大爆炸處的奇(qi)(qi)點(dian)(dian)。在(zai)奇(qi)(qi)點(dian)(dian)處,所有(you)定(ding)律以(yi)及可(ke)預(yu)見性都(dou)失(shi)效。奇(qi)(qi)點(dian)(dian)可(ke)以(yi)看成(cheng)空間(jian)時間(jian)的邊(bian)緣或(huo)邊(bian)界(jie)。只有(you)給定(ding)了(le)奇(qi)(qi)點(dian)(dian)處的邊(bian)界(jie)條(tiao)件(jian),才(cai)能由愛因(yin)斯坦方程得(de)到(dao)宇(yu)(yu)宙(zhou)的演化。由于邊(bian)界(jie)條(tiao)件(jian)只能由宇(yu)(yu)宙(zhou)外的造(zao)物主所給定(ding),所以(yi)宇(yu)(yu)宙(zhou)的命運就(jiu)操縱在(zai)造(zao)物主的手(shou)中(zhong)。這(zhe)就(jiu)是從牛頓(dun)時代(dai)起一直(zhi)困擾人類智慧的第(di)一推動力的問題(ti)。
如(ru)果空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)、時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)沒有邊界,則就不(bu)必勞駕上(shang)帝進行第(di)一(yi)(yi)(yi)推動了。這只(zhi)有在量(liang)(liang)子引力論中(zhong)才(cai)能(neng)做(zuo)到(dao)。霍金認為宇宙的(de)量(liang)(liang)子態(tai)是處于一(yi)(yi)(yi)種基(ji)態(tai),空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)、時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)可(ke)(ke)看成一(yi)(yi)(yi)個(ge)有限無界的(de)四維(wei)面,正如(ru)地球的(de)表面一(yi)(yi)(yi)樣,只(zhi)不(bu)過多了兩個(ge)維(wei)數而已(yi)。宇宙中(zhong)的(de)所有結構都可(ke)(ke)歸(gui)結于量(liang)(liang)子力學(xue)的(de)測不(bu)準(zhun)原理所允(yun)許的(de)最小起(qi)伏。從一(yi)(yi)(yi)些(xie)簡單的(de)模(mo)型計算可(ke)(ke)得出和(he)天文觀測相一(yi)(yi)(yi)致的(de)推論,如(ru)星系、恒星等等的(de)成團結構,大尺度的(de)各向(xiang)同性(xing)(xing)和(he)均勻性(xing)(xing),空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)、時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)的(de)平性(xing)(xing),即(ji)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)、時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)基(ji)本上(shang)是平坦的(de),并因此才(cai)使得星系乃至(zhi)生命的(de)發(fa)展成為可(ke)(ke)能(neng),還有時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)的(de)方(fang)向(xiang)箭頭等等。
霍金的(de)量子宇(yu)宙論(lun)(lun)的(de)意義在(zai)于它真(zhen)正使宇(yu)宙論(lun)(lun)成為一(yi)(yi)門成熟(shu)的(de)科學,它是一(yi)(yi)個自足(zu)的(de)理論(lun)(lun),即在(zai)原則上,單憑科學定律人們(men)便可以將宇(yu)宙中(zhong)的(de)一(yi)(yi)切都預言出來(lai)。
從1992年霍金的《時(shi)間簡(jian)史》中文(wen)簡(jian)體字版在中國大陸(lu)首發(fa),初版只印(yin)3000冊,到2002年8月(yue)《時(shi)間簡(jian)史》已印(yin)刷了27次,累計印(yin)數為40多(duo)萬冊。
截至2014年,《時間簡史》的(de)發行(xing)量已(yi)經超過了2500萬冊,被譯成近40種語(yu)言。
美(mei)國(guo)財經報紙(zhi)《華爾街日報》:(《時間簡(jian)史(shi)》是(shi))當(dang)代物理學家關于宇宙構成以(yi)及(ji)演(yan)化理論的權威性(xing)總(zong)結(jie)。
《紐約時報》:(《時間簡(jian)史》)“既生(sheng)動活潑,又發人深省。”
《倫敦星期日(ri)時報》:(《時間簡(jian)史》是)“童真好奇與天才智慧的結合。”
書名 出版社 出版時(shi)間 譯者
時間簡史 湖(hu)南科學技術出版社 2018 許明賢,吳(wu)忠(zhong)超