《時間簡史》是英國物理學家(jia)斯蒂芬·威廉·霍金(jin)創(chuang)作(zuo)的科普著作(zuo),首次出版于(yu)1988年。
全(quan)書共十(shi)二章(zhang),講(jiang)述(shu)了關于宇宙(zhou)本性的(de)(de)(de)最前(qian)沿知識(shi),包括:我們的(de)(de)(de)宇宙(zhou)圖像、空(kong)(kong)間和時(shi)間、膨脹的(de)(de)(de)宇宙(zhou)、不確定性原理、黑洞(dong)、宇宙(zhou)的(de)(de)(de)起源(yuan)(yuan)和命運等內容,深入淺出地(di)介紹(shao)了遙遠星系、黑洞(dong)、粒(li)子、反物質等知識(shi),并對(dui)宇宙(zhou)的(de)(de)(de)起源(yuan)(yuan)、空(kong)(kong)間和時(shi)間以及相對(dui)論等古老命題進行了闡述(shu)。
在該書里,霍金(jin)探(tan)究了已有宇宙理論中存(cun)在的未解(jie)決的沖突(tu),并指出了把量(liang)子力學(xue)、熱(re)動力學(xue)和廣義相對論統一起來(lai)存(cun)在的問題,該書的定位是讓那些對宇宙學(xue)有興(xing)趣的普通(tong)讀者了解(jie)他的理論和其中的數學(xue)原理。
該(gai)書自1988年首版以來,已被(bei)翻譯成40種文字(zi),累計(ji)銷售量突破2500萬冊,成為一本暢銷全世界的(de)科(ke)學(xue)著作。
在這部書中,霍金帶領讀(du)(du)者(zhe)遨游(you)外層(ceng)空(kong)間奇異領域(yu),對(dui)遙(yao)遠星系、黑(hei)洞、夸克、“帶味”粒子和“自旋”粒子、反物質(zhi)、“時(shi)間箭頭”等(deng)進(jin)行(xing)了深入淺出的介紹,并對(dui)宇宙(zhou)是什(shen)么樣的、空(kong)間和時(shi)間以及(ji)相對(dui)論(lun)(lun)等(deng)古老問題做了闡(chan)述,使讀(du)(du)者(zhe)初步了解狹義相對(dui)論(lun)(lun)以及(ji)時(shi)間、宇宙(zhou)的起源等(deng)宇宙(zhou)學的奧妙。
《時間簡史》的(de)主要內容可概括為以(yi)下幾(ji)個(ge)方(fang)面:
1.時間(jian)起(qi)(qi)始(shi)點(dian)(dian)(dian)——宇(yu)宙(zhou)(zhou)大爆炸(zha)起(qi)(qi)點(dian)(dian)(dian)。宇(yu)宙(zhou)(zhou)是(shi)不(bu)斷膨脹著(zhu)的,它在最初(chu)應該收縮為(wei)(wei)(wei)一點(dian)(dian)(dian),這(zhe)一時刻被(bei)稱為(wei)(wei)(wei)宇(yu)宙(zhou)(zhou)大爆炸(zha)時刻。宇(yu)宙(zhou)(zhou)在這(zhe)一點(dian)(dian)(dian)的密度無窮大,這(zhe)一點(dian)(dian)(dian)即為(wei)(wei)(wei)數學上所稱的奇點(dian)(dian)(dian)。
2.時間終結(jie)——黑(hei)洞。恒星由于引力作用(yong)會(hui)(hui)不斷收縮,會(hui)(hui)形成一個“黑(hei)洞”。黑(hei)洞表(biao)面引力很(hen)強(qiang),時間會(hui)(hui)在此終止。
3.上帝(di)是(shi)如(ru)何啟動宇(yu)宙的?——宇(yu)宙的起源(yuan)和命運(yun)。一(yi)(yi)種是(shi)以人擇原理來解釋的叫做紊亂邊界條(tiao)件的宇(yu)宙起源(yuan);另(ling)一(yi)(yi)種解釋稱為“暴漲模型”,它認(ren)為宇(yu)宙在(zai)開(kai)始的一(yi)(yi)瞬間是(shi)以加速度膨脹,在(zai)遠小于1秒(miao)的時間里宇(yu)宙的半徑增大了100萬億億億倍。
4.物(wu)理(li)學的(de)統一(yi)——終極理(li)論(lun)。人類在(zai)尋(xun)求建(jian)立一(yi)個適用于宇宙中每一(yi)事(shi)件的(de)、完(wan)整的(de)、協(xie)調的(de)統一(yi)理(li)論(lun),在(zai)這理(li)論(lun)中不需要選取特定的(de)常數去符合事(shi)實。
在(zai)(zai)發表(biao)《最(zui)初的(de)(de)宇(yu)宙(zhou)》不(bu)(bu)久之后(hou),霍(huo)金(jin)決(jue)定寫一本(ben)將(jiang)對大眾極具吸引力的(de)(de)宇(yu)宙(zhou)學著作。這(zhe)(zhe)本(ben)書(shu)就是《時間(jian)簡史》。可惜這(zhe)(zhe)本(ben)書(shu)一直拖延到(dao)1985年才完(wan)稿,因為霍(huo)金(jin)在(zai)(zai)訪問(wen)歐(ou)洲原(yuan)子(zi)能研究機構在(zai)(zai)瑞(rui)士日內(nei)瓦的(de)(de)量子(zi)物(wu)理實驗室的(de)(de)時候,不(bu)(bu)幸(xing)染(ran)上了(le)肺(fei)炎。由于病得很嚴重,霍(huo)金(jin)被送進劍橋大學的(de)(de)阿登布(bu)魯克醫院進行了(le)氣管切(qie)開(kai)手術(shu)。這(zhe)(zhe)次手術(shu)雖然(ran)挽救了(le)霍(huo)金(jin)的(de)(de)生(sheng)命,但(dan)他再(zai)也不(bu)(bu)能使(shi)用(yong)(yong)他的(de)(de)嗓音(yin)了(le)。霍(huo)金(jin)采用(yong)(yong)一個連在(zai)(zai)輪椅上的(de)(de),可用(yong)(yong)手操控(kong)的(de)(de)小型電腦語(yu)音(yin)合成(cheng)器來(lai)“說話”。這(zhe)(zhe)對霍(huo)金(jin)來(lai)說很不(bu)(bu)方(fang)便,但(dan)是,對于之前(qian)根(gen)本(ben)聽不(bu)(bu)清他說話的(de)(de)聽眾來(lai)說,這(zhe)(zhe)樣反倒容易理解了(le)。在(zai)(zai)使(shi)用(yong)(yong)這(zhe)(zhe)個語(yu)音(yin)合成(cheng)器之前(qian),只(zhi)有他身邊最(zui)親密的(de)(de)人能聽懂他說的(de)(de)話。霍(huo)金(jin)的(de)(de)《時間(jian)簡史》最(zui)終發表(biao)于1988年。
斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942年—2018年),英國(guo)理論(lun)物(wu)理學(xue)(xue)(xue)家,黑洞(dong)理論(lun)和“大爆炸”理論(lun)的創立人,曾任英國(guo)劍(jian)橋大學(xue)(xue)(xue)應(ying)用數學(xue)(xue)(xue)及理論(lun)物(wu)理學(xue)(xue)(xue)系教授(shou)。
霍金出生于英國牛津,從小就立(li)志從事(shi)物理學(xue)(xue)(xue)和天文(wen)學(xue)(xue)(xue)的研究。在(zai)(zai)牛津大學(xue)(xue)(xue)完(wan)成物理學(xue)(xue)(xue)學(xue)(xue)(xue)位(wei)課程(cheng)后,他轉而到劍橋大學(xue)(xue)(xue)攻讀博士,研究宇宙學(xue)(xue)(xue)。在(zai)(zai)此期間(jian),他患上(shang)了嚴重的肌肉(rou)萎縮性(xing)疾病,被長期禁錮(gu)在(zai)(zai)輪椅上(shang),但他仍(reng)然繼續(xu)醉心(xin)研究,先后提出了黑洞蒸發理論和量(liang)子(zi)宇宙論,震驚了整(zheng)個自然科(ke)學(xue)(xue)(xue)界,被推崇為(wei)繼愛因斯坦后最杰(jie)出的理論物理學(xue)(xue)(xue)家(jia)。1974年(nian),霍金當選為(wei)英國皇(huang)家(jia)學(xue)(xue)(xue)會最年(nian)輕(qing)的會員(yuan)。
一(yi)(yi)般認為,愛因斯坦的(de)(de)(de)(de)(de)廣(guang)義相(xiang)對論(lun)是(shi)用于(yu)描述宇(yu)宙(zhou)演(yan)化的(de)(de)(de)(de)(de)正確的(de)(de)(de)(de)(de)理論(lun)。在經典廣(guang)義相(xiang)對論(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)框架里,霍金和(he)彭羅(luo)斯證(zheng)明了(le),在很一(yi)(yi)般的(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)件下,空間、時(shi)間一(yi)(yi)定(ding)存(cun)在奇(qi)(qi)點(dian)(dian),最著名的(de)(de)(de)(de)(de)奇(qi)(qi)點(dian)(dian)即是(shi)黑(hei)洞里的(de)(de)(de)(de)(de)奇(qi)(qi)點(dian)(dian)以(yi)及宇(yu)宙(zhou)大爆炸處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)奇(qi)(qi)點(dian)(dian)。在奇(qi)(qi)點(dian)(dian)處(chu),所有定(ding)律(lv)以(yi)及可預見(jian)性(xing)都失效。奇(qi)(qi)點(dian)(dian)可以(yi)看成空間時(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)邊緣(yuan)或邊界。只有給(gei)定(ding)了(le)奇(qi)(qi)點(dian)(dian)處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)邊界條(tiao)(tiao)件,才能(neng)(neng)由愛因斯坦方程(cheng)得(de)到(dao)宇(yu)宙(zhou)的(de)(de)(de)(de)(de)演(yan)化。由于(yu)邊界條(tiao)(tiao)件只能(neng)(neng)由宇(yu)宙(zhou)外的(de)(de)(de)(de)(de)造物主所給(gei)定(ding),所以(yi)宇(yu)宙(zhou)的(de)(de)(de)(de)(de)命運就操縱在造物主的(de)(de)(de)(de)(de)手中。這就是(shi)從牛頓時(shi)代起(qi)一(yi)(yi)直困擾人類智慧(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)第一(yi)(yi)推動(dong)力的(de)(de)(de)(de)(de)問題。
如果空間(jian)(jian)(jian)、時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)沒(mei)有邊界,則(ze)就不(bu)必勞駕上(shang)帝進(jin)行(xing)第一(yi)(yi)推(tui)動(dong)了。這(zhe)只有在量(liang)子(zi)引力論中才(cai)能(neng)做(zuo)到。霍(huo)金認為宇宙(zhou)的(de)量(liang)子(zi)態(tai)是處(chu)于(yu)一(yi)(yi)種基態(tai),空間(jian)(jian)(jian)、時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)可(ke)看成一(yi)(yi)個有限無界的(de)四維面(mian),正(zheng)如地球的(de)表面(mian)一(yi)(yi)樣,只不(bu)過多了兩個維數而已(yi)。宇宙(zhou)中的(de)所(suo)有結構(gou)(gou)都(dou)可(ke)歸(gui)結于(yu)量(liang)子(zi)力學的(de)測(ce)不(bu)準原理所(suo)允許的(de)最小起伏。從一(yi)(yi)些簡單的(de)模型計算(suan)可(ke)得出和天文觀測(ce)相一(yi)(yi)致的(de)推(tui)論,如星(xing)系、恒星(xing)等等的(de)成團結構(gou)(gou),大尺度的(de)各向同性(xing)(xing)和均勻性(xing)(xing),空間(jian)(jian)(jian)、時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)的(de)平性(xing)(xing),即空間(jian)(jian)(jian)、時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)基本上(shang)是平坦的(de),并因此才(cai)使得星(xing)系乃至生命的(de)發展(zhan)成為可(ke)能(neng),還有時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)的(de)方向箭頭等等。
霍金的(de)量子宇(yu)宙論的(de)意義在(zai)于它(ta)真(zhen)正(zheng)使宇(yu)宙論成(cheng)為一門成(cheng)熟的(de)科(ke)學,它(ta)是(shi)一個自(zi)足的(de)理論,即在(zai)原則上,單憑科(ke)學定律人們便(bian)可以將宇(yu)宙中的(de)一切(qie)都預言出來(lai)。
從1992年(nian)霍金的《時間(jian)簡(jian)(jian)史(shi)》中(zhong)文簡(jian)(jian)體字(zi)版在中(zhong)國大陸首(shou)發,初版只印(yin)(yin)(yin)3000冊,到2002年(nian)8月《時間(jian)簡(jian)(jian)史(shi)》已印(yin)(yin)(yin)刷(shua)了27次,累計印(yin)(yin)(yin)數為40多(duo)萬(wan)冊。
截至2014年,《時間簡史》的(de)發行量已經超過了2500萬冊,被譯(yi)成近40種語言。
美國財(cai)經報紙《華爾(er)街(jie)日報》:(《時(shi)間簡史》是)當代物理學家關于宇宙構成以(yi)及演(yan)化(hua)理論(lun)的權威性總結(jie)。
《紐約時報》:(《時間簡史》)“既生動活潑,又發人深省。”
《倫敦(dun)星(xing)期日時(shi)報(bao)》:(《時(shi)間簡史(shi)》是)“童真(zhen)好奇(qi)與天才智慧的結合。”
書名 出(chu)版社 出(chu)版時間 譯者
時間簡(jian)史 湖南科學(xue)技(ji)術出版社 2018 許明(ming)賢,吳忠(zhong)超(chao)