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《时间简史(插图本)》尽管霍金教授的著述极为清晰而机智,有些读者仍然觉得难以掌握复杂的概念。为了使读者加深理解,《时间简史》还增加了240多幅彩色插图,包括卫星图像和照片。这些都应归功于诸如哈勃空间望远镜和电脑三维和四维实体成像等技术进步之赐。详细的插图说明使读者能体验到星系际太空的广漠、黑洞的奇妙性质以及物质和反物质碰撞的粒子物理的微观世界。作为一本飨以读者宇宙学的最新理解的经典著作,《时间简史》插图本是探索时间和空间核心秘密的引人入胜的故事。
《时间简史(本)》编辑推荐:史蒂芬?霍金的《时间简史》自1988年首版以来的岁月里,已成为全球科学著作的里程碑。它被翻译成40种文字,销售了近1000万册,成为国际出版史上的奇观。本全面更新了原书的内容,把许多观测揭示的新知识,以及霍金最新的研究纳入该书,并配以大量(250幅)照片和电脑制作的三维和四维空间图。霍金曾不无得意地引用评论者的话说道:“我关于物理的著作比麦当娜关于性的书还更畅销。”不知道这个版本会使原来已经非常巨大的销售数字“膨胀”多少。
走近霍金宇宙论是一门既古老又年轻的学科。作为宇宙里高等生物的人类不会满足于自身的生存和种族的绵延,还一代代不懈地探索着存在和生命的意义。但是,人类理念的进化是极其缓慢和艰苦的。从亚里士多德&&托勒密的地心说到哥白尼&&伽利略的日心说的演化就花了2000年的时间。令人吃惊的是,尽管人们知道世间的一切都在运动,只是到了20世纪20年代因哈勃发现了红移定律后,宇宙演化的观念才进入人类的意识。人们甚至从来没有想到过宇宙还会演化。牛顿的万有引力定律表明,宇宙的物质在引力作用下不可能处于稳定的状态。即使在爱因斯坦的广义相对论中,情况也好不到哪儿去,为了得到一个稳定的宇宙模型,他曾将宇宙常数引进理论中。他们都希望在自己的理论中找到稳定的宇宙模型。可见,宇宙演化的观念并不是产生于这些天才的头脑之中。可以公平地说,哈勃的观测标志着现代宇宙论的诞生。哈勃发现,从星系光谱的红移可以推断,越远的星系以越快的速度离开我们而去,这表明整个宇宙处于膨胀的状态。从时间上倒溯到过去,估计在100亿到2O0亿年前曾经发生过一桩开天辟地的大事件,即宇宙从一个极其紧致极热的状态中大爆炸而产生。伽莫夫在1948年发表的一篇关于热大爆炸模型的文章中作出了一个惊人的预言,早期大爆炸的辐射仍残存在我们周围,不过由于宇宙膨胀引起的红移,其绝对温度只余下几度左右。在这种温度下,辐射是处于微波的波段。然而,在1965年彭齐亚斯和威尔逊观测到宇宙微波背景辐射之前,人们并不认真对待此预言。一般认为,爱因斯坦的广义相对论是用于描述宇宙演化的正确的理论。在经典广义相对论的框架里,霍金和彭罗斯证明了,在很一般的条件下,时空一定存在奇点,最著名的奇点即是黑洞里的奇点以及宇宙大爆炸处的奇点。在奇点处,所有定律以及可预见性都失效。奇点可以看成空间时间的边缘或边界。只有给定了奇点处的边界条件,才能由爱因斯坦方程得到宇宙的演化。由于边界条件只能由宇宙外的造物主所给定,所以宇宙的命运就操纵在造物主的手中。这就是从牛顿时代起一直困扰人类智慧的第一推动问题如果时空没有边界,则就不必劳驾上帝进行第一推动了。这只有在量子引力论中才能做到。霍金认为宇宙的量子态是处于一种基态,可把时空看成一个有限无界的四维面,正如地球的表面一样,只不过多了两维而已。宇宙中的所有结构都可归结于量子力学的不确定性原理所允许的最小起伏。从一些简单的模型计算可得出和天文观测相一致的推论,如星系、恒星等等的成团结构,大尺度的各向同性和均匀性,时空的平性,即空间基本上是平坦的,并因此才使得星系乃至生命的发展成为可能,还有时间的方向箭头等等。霍金的量子宇宙论的意义在于它真正使宇宙论成为一门成熟的科学。它是一个自足的理论,即在原则上,单凭科学定律我们便可以将宇宙中的一切都预言出来。本书作者是当代最重要的广义相对论家和宇宙论家。20世纪70年代他和彭罗斯一道证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他还证明了黑洞的面积定理,即随着时间的增加黑洞的面积不减。这很自然使人将黑洞的面积和热力学的嫡联系在一起。1973年,他考虑黑洞附近的量子效应,发现黑洞会像黑体一样发出辐射。其辐射的温度和黑洞质量成反比,这样黑洞就会因为辐射而慢慢变小,而温度却越变越高,它以最后一刻的爆炸而告终。黑洞辐射的发现具有极其基本的意义,它将引力、量子力学和统计力学统一在一起。1974年以后,他的研究转向量子引力论。虽然人们还没有得到一个成功的理论,但它的一些特征已被发现。例如,时空在普郎克尺度(10-33厘米)下不是平坦的,而是处于一种泡沫的状态。在量子引力中不存在纯态,因果性受到破坏,因此使不可知性从经典统计物理、量子统计物理提高到了量子引力的第三个层次。1980年以后,他的兴趣转向量子宇宙论。本书的副标题是从大爆炸到黑洞。霍金认为他一生的贡献是,在经典物理的框架里,证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性,黑洞越变越大;但在量子物理的框架里,他又指出,黑洞国辐射而越变越小,大爆炸的奇点不但被量子效应所抹平,而且整个宇宙正是起始于此。理论物理学的细节在未来的20年中还会有变化,但就观念而言,现在已经相当完备了。霍金的生平是非常富有传奇性的。在科学成就上,他是有史以来最杰出的科学家之一,他的贡献是在他20年之久被卢伽雷病禁铜在轮椅上的情况下做出的,这真正是空前的。因为他的贡献对于人类的观念有深远的影响,所以媒介早已有许多关于他如何与全身瘫痪作搏斗的描述。尽管如此,译者之一于1979年第一回见到他时的情景至今还历历在目。那是第一次参力。剑桥霍金广义相对论小组的讨论班时,门打开后,忽然脑后响起一种非常微弱的电器的声音,回头一看,只见一个骨瘦如柴的人斜躺在电动轮椅上,他自己驱动着电开关。译者尽量保持礼貌而不显出过分吃惊,但是他对首次见到他的人对其残废程度的吃惊早已习惯。他要用很大努力才能举起头来。在失声之前,只能用非常微弱的变形的语言交谈,这种语言只有在陪他工作、生活几个月后才能通晓。他不能写字,看书必须依赖于一种翻书页的机器,读文献时必须让人将每一页摊平在一张大办公桌上,然后他驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读。人们不得不对人类中居然有以这般坚强意志追求终极真理的灵魂从内心产生深深的敬意。每天他必须驱动轮椅从他的家&&剑桥西路5号,经过美丽的剑河、古老的国王学院驶到银街的应用数学和理论物理系的办公室。该系为了他的轮椅行走便利特地修了一段斜坡。在富有学术传统的剑桥大学,他目前担任着也许是有史以来最为崇高的教授职务,那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡斯数学教授。本书译者之一曾受教于霍金达4年之久,并在他的指导下完成了博士论文。从他对译者私事的帮助可以体会到,他是一位富有人情味的人。此书即是受霍金之托而译成中文,以供占人类五分之一的人口了解他的学说。&&许明贤 吴忠超我们从何而来?宇宙为何是这样的? / 霍金我没有为《时间简史》的初版写前言。卡尔&沙冈写了一个前言。取而代之,我写了简短的《感谢》,人们建议我感谢每一个人。有些支持过我的基金会不高兴;由于我提到它们而收到大量申请。我以为没有一个人,包括我的出版人,我的代理人甚至我自己能预料到,这本书会卖得这么好。它荣登伦敦《星期日时报》畅销书榜达237周之久,这比任何其他书都长(圣经和莎士比亚的书当然不算在内)。它被翻译成四十多种语言,并且在全世界每750名先生、女士以及儿童中都有一本。正如微软的纳珍&米尔伏德(我的前博士后)评论的:我关于物理的著作比玛当娜关于性的书还更畅销。《时间简史》的成功,说明人们对重大问题具有广泛的兴趣。那就是:我们从何而来咛宙为何是这样的?我想趁此机会增订本书,并把从它初版(1988年4月愚人节)以来新的理论和观测结果包括进去。我增加了虫洞和时间旅行的崭新的一章。爱因斯坦的广义相对论似乎为我们提供创生和维持虫洞的可能性,那是连接时空中不同区域的细管。如是,我们也许可以利用它们在星系之间看良行或者在时间中旅行到过去。当然,我们从未邂逅来自未来的人(也许我们曾经有过)。对此,我将给出一种可能的解释。我还描述了近年在寻求&对偶性&或表现不同的物理理论之间的对应方面的进展。这些对应强烈地表明,存在一种完整的统一的物理理论。但是它们也暗示,也许不可能用一个单独的基本表式将这个理论描述出来。相反地,在不同的情形下,我们必须使用基本理论的不同的影像。这和描绘地球表面很相似,人们不能用一张单独的地图,在不同区域必须用不同的地图来代表。这就变革了我们科学定律的统一观。但是它并没有改变最重要的观点:宇宙是由一族可被我们发现并理解的合理的定律所制约。在观测方面,迄今最重要的发展是由COBE(宇宙背景探险者卫星)和合作者测量的宇宙微波背景起伏。这些起伏是宇宙创生以及在它光滑均匀的早期阶段中微小的初始无规性的指纹。这些无规性后来成长为星系、恒星以及在我们周围看到的所有结构。起伏的形式和无边界宇宙设想的预言相吻合。无边界设想是讲,在虚时间方向宇宙没有边界或者边缘。为了区分这个设想以及对背景中起伏其他可能的解释,还需要进一步的观测。然而,我们在几年之内就应能知道,我们是否生活在一个完全自足的无始无终的宇宙之中。&&史蒂芬&霍金1996年5月,于剑桥
走近霍金宇宙论是一门既古老又年轻的学科。作为宇宙里高等生物的人类不会满足于自身的生存和种族的绵延,还一代代不懈地探索着存在和生命的意义。但是,人类理念的进化是极其缓慢和艰苦的。从亚里士多德――托勒密的地心说到哥白尼――伽利略的日心说的演化就花了2000年的时间。令人吃惊的是,尽管人们知道世间的一切都在运动,只是到了20世纪20年代因哈勃发现了红移定律后,宇宙演化的观念才进入人类的意识。人们甚至从来没有想到过宇宙还会演化。牛顿的万有引力定律表明,宇宙的物质在引力作用下不可能处于稳定的状态。即使在爱因斯坦的广义相对论中,情况也好不到哪儿去,为了得到一个稳定的宇宙模型,他曾将宇宙常数引进理论中。他们都希望在自己的理论中找到稳定的宇宙模型。可见,宇宙演化的观念并不是产生于这些天才的头脑之中。可以公平地说,哈勃的观测标志着现代宇宙论的诞生。哈勃发现,从星系光谱的红移可以推断,越远的星系以越快的速度离开我们而去,这表明整个宇宙处于膨胀的状态。从时间上倒溯到过去,估计在100亿到2O0亿年前曾经发生过一桩开天辟地的大事件,即宇宙从一个极其紧致极热的状态中大爆炸而产生。伽莫夫在1948年发表的一篇关于热大爆炸模型的文章中作出了一个惊人的预言,早期大爆炸的辐射仍残存在我们周围,不过由于宇宙膨胀引起的红移,其绝对温度只余下几度左右。在这种温度下,辐射是处于微波的波段。然而,在1965年彭齐亚斯和威尔逊观测到宇宙微波背景辐射之前,人们并不认真对待此预言。一般认为,爱因斯坦的广义相对论是用于描述宇宙演化的正确的理论。在经典广义相对论的框架里,霍金和彭罗斯证明了,在很一般的条件下,时空一定存在奇点,最著名的奇点即是黑洞里的奇点以及宇宙大爆炸处的奇点。在奇点处,所有定律以及可预见性都失效。奇点可以看成空间时间的边缘或边界。只有给定了奇点处的边界条件,才能由爱因斯坦方程得到宇宙的演化。由于边界条件只能由宇宙外的造物主所给定,所以宇宙的命运就操纵在造物主的手中。这就是从牛顿时代起一直困扰人类智慧的第一推动问题如果时空没有边界,则就不必劳驾上帝进行第一推动了。这只有在量子引力论中才能做到。霍金认为宇宙的量子态是处于一种基态,可把时空看成一个有限无界的四维面,正如地球的表面一样,只不过多了两维而已。宇宙中的所有结构都可归结于量子力学的不确定性原理所允许的最小起伏。从一些简单的模型计算可得出和天文观测相一致的推论,如星系、恒星等等的成团结构,大尺度的各向同性和均匀性,时空的平性,即空间基本上是平坦的,并因此才使得星系乃至生命的发展成为可能,还有时间的方向箭头等等。霍金的量子宇宙论的意义在于它真正使宇宙论成为一门成熟的科学。它是一个自足的理论,即在原则上,单凭科学定律我们便可以将宇宙中的一切都预言出来。本书作者是当代最重要的广义相对论家和宇宙论家。20世纪70年代他和彭罗斯一道证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他还证明了黑洞的面积定理,即随着时间的增加黑洞的面积不减。这很自然使人将黑洞的面积和热力学的嫡联系在一起。1973年,他考虑黑洞附近的量子效应,发现黑洞会像黑体一样发出辐射。其辐射的温度和黑洞质量成反比,这样黑洞就会因为辐射而慢慢变小,而温度却越变越高,它以最后一刻的爆炸而告终。黑洞辐射的发现具有极其基本的意义,它将引力、量子力学和统计力学统一在一起。1974年以后,他的研究转向量子引力论。虽然人们还没有得到一个成功的理论,但它的一些特征已被发现。例如,时空在普郎克尺度(10-33厘米)下不是平坦的,而是处于一种泡沫的状态。在量子引力中不存在纯态,因果性受到破坏,因此使不可知性从经典统计物理、量子统计物理提高到了量子引力的第三个层次。1980年以后,他的兴趣转向量子宇宙论。本书的副标题是从大爆炸到黑洞。霍金认为他一生的贡献是,在经典物理的框架里,证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性,黑洞越变越大;但在量子物理的框架里,他又指出,黑洞国辐射而越变越小,大爆炸的奇点不但被量子效应所抹平,而且整个宇宙正是起始于此。理论物理学的细节在未来的20年中还会有变化,但就观念而言,现在已经相当完备了。霍金的生平是非常富有传奇性的。在科学成就上,他是有史以来最杰出的科学家之一,他的贡献是在他20年之久被卢伽雷病禁铜在轮椅上的情况下做出的,这真正是空前的。因为他的贡献对于人类的观念有深远的影响,所以媒介早已有许多关于他如何与全身瘫痪作搏斗的描述。尽管如此,译者之一于1979年第一回见到他时的情景至今还历历在目。那是第一次参力。剑桥霍金广义相对论小组的讨论班时,门打开后,忽然脑后响起一种非常微弱的电器的声音,回头一看,只见一个骨瘦如柴的人斜躺在电动轮椅上,他自己驱动着电开关。译者尽量保持礼貌而不显出过分吃惊,但是他对首次见到他的人对其残废程度的吃惊早已习惯。他要用很大努力才能举起头来。在失声之前,只能用非常微弱的变形的语言交谈,这种语言只有在陪他工作、生活几个月后才能通晓。他不能写字,看书必须依赖于一种翻书页的机器,读文献时必须让人将每一页摊平在一张大办公桌上,然后他驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读。人们不得不对人类中居然有以这般坚强意志追求终极真理的灵魂从内心产生深深的敬意。每天他必须驱动轮椅从他的家――剑桥西路5号,经过美丽的剑河、古老的国王学院驶到银街的应用数学和理论物理系的办公室。该系为了他的轮椅行走便利特地修了一段斜坡。在富有学术传统的剑桥大学,他目前担任着也许是有史以来最为崇高的教授职务,那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡斯数学教授。本书译者之一曾受教于霍金达4年之久,并在他的指导下完成了博士论文。从他对译者私事的帮助可以体会到,他是一位富有人情味的人。此书即是受霍金之托而译成中文,以供占人类五分之一的人口了解他的学说。许明贤 吴忠超我们从何而来?宇宙为何是这样的? / 霍金我没有为《时间简史》的初版写前言。卡尔?沙冈写了一个前言。取而代之,我写了简短的《感谢》,人们建议我感谢每一个人。有些支持过我的基金会不高兴;由于我提到它们而收到大量申请。我以为没有一个人,包括我的出版人,我的代理人甚至我自己能预料到,这本书会卖得这么好。它荣登伦敦《星期日时报》畅销书榜达237周之久,这比任何其他书都长(圣经和莎士比亚的书当然不算在内)。它被翻译成四十多种语言,并且在全世界每750名先生、女士以及儿童中都有一本。正如微软的纳珍?米尔伏德(我的前博士后)评论的:我关于物理的著作比玛当娜关于性的书还更畅销。《时间简史》的成功,说明人们对重大问题具有广泛的兴趣。那就是:我们从何而来咛宙为何是这样的?我想趁此机会增订本书,并把从它初版(1988年4月愚人节)以来新的理论和观测结果包括进去。我增加了虫洞和时间旅行的崭新的一章。爱因斯坦的广义相对论似乎为我们提供创生和维持虫洞的可能性,那是连接时空中不同区域的细管。如是,我们也许可以利用它们在星系之间看良行或者在时间中旅行到过去。当然,我们从未邂逅来自未来的人(也许我们曾经有过)。对此,我将给出一种可能的解释。我还描述了近年在寻求“对偶性”或表现不同的物理理论之间的对应方面的进展。这些对应强烈地表明,存在一种完整的统一的物理理论。但是它们也暗示,也许不可能用一个单独的基本表式将这个理论描述出来。相反地,在不同的情形下,我们必须使用基本理论的不同的影像。这和描绘地球表面很相似,人们不能用一张单独的地图,在不同区域必须用不同的地图来代表。这就变革了我们科学定律的统一观。但是它并没有改变最重要的观点:宇宙是由一族可被我们发现并理解的合理的定律所制约。在观测方面,迄今最重要的发展是由COBE(宇宙背景探险者卫星)和合作者测量的宇宙微波背景起伏。这些起伏是宇宙创生以及在它光滑均匀的早期阶段中微小的初始无规性的指纹。这些无规性后来成长为星系、恒星以及在我们周围看到的所有结构。起伏的形式和无边界宇宙设想的预言相吻合。无边界设想是讲,在虚时间方向宇宙没有边界或者边缘。为了区分这个设想以及对背景中起伏其他可能的解释,还需要进一步的观测。然而,我们在几年之内就应能知道,我们是否生活在一个完全自足的无始无终的宇宙之中。史蒂芬?霍金1996年5月,于剑桥
作者:(英国)史蒂芬?霍金 (Stephen Hawking)
译者:许明贤、吴忠超 史蒂芬?霍金 (Stephen Hawking),于日生于牛津,那一天刚好是伽利略逝世三百年。可能因为他出生在第二次世界大战的时代,所以小时候对模型特别着迷。他十几岁时不但喜欢做模型飞机和轮船,还和学友制作了很多不同种类的战争游戏,反映出他研究和操控事物的渴望。这种渴望驱使他攻读博士学位,并在黑洞和宇宙论的研究上获得重大成就。 霍金十三、四岁时已下定决心要从事物理学和天文学的研究。十七岁那年,他考到了自然科学的奖学金,顺利入读牛津大学。学士毕业后他转到剑桥大学攻读博士,研究宇宙学。不久他发现自己患上了会导致肌肉萎缩的卢伽雷病。由于医生对此病束手无策,起初他打算放弃从事研究的理想,但后来病情恶化的速度减慢了,他便重拾心情,排除万难,从挫折中站起来,勇敢地面对这次的不幸,继续醉心研究。 七十年代,他和彭罗斯证明了著名的奇性定理,并在1988年共同获得沃尔夫物理奖。他还证明了黑洞的面积不会随时间减少。1973年,他发现黑洞辐射的温度和其质量成反比,即黑洞会因为辐射而变小,但温度却会升高,最终会发生爆炸而消失。 八十年代,他开始研究量子宇宙论。这时他的行动已经出现问题,后来由于得了肺炎而接受穿气管手术,使他从此再不能说话。现在他全身瘫痪,要靠电动轮椅代替双脚,不但说话和写字要靠计算机和语言合成器帮忙,连阅读也要别人替他把每页纸摊平在桌上,让他驱动着轮椅逐页去看。 霍金一生贡献于理论物理学的研究,被誉为当今最杰出的科学家之一。他的著作包括《时间简史》及《黑洞与婴儿宇宙以及相关文章》。虽然大家都觉得他非常不幸,但他在科学上的成就却是在他在病发后获得的。他凭着坚毅不屈的意志,战胜了疾病,创造了一个奇迹,也证明了残疾并非成功的障碍。他对生命的热爱和对科学研究的热诚,是值得年轻一代学习的。
前言第一章我们的宇宙图像第二章空间和时间第三章膨胀的宇宙第四章不确定性原理第五章基本粒子和自然的力第六章黑洞第七章黑洞不是这么黑的第八章字宙的起源和命运第九章时间箭头第十章虫洞和对间旅行第十一章物理学的统一第十二章结论阿尔伯特?爱因斯坦伽利略?伽利雷艾萨克?牛顿小辞典感谢
宇宙论是一门既古老又年轻的学科。作为宇宙里高等生物的人类不会满足于自身的生存和种族的绵延,还一代代不懈地探索着存在和生命的意义。但是,人类理念的进化是极其缓慢和艰苦的。从亚里士多德―托勒密的地心说到哥白尼一伽利略的日心说的演化就花了2000年的时间。令人吃惊的是,尽管人们知道世间的一切都在运动,只是到了20世纪20年代因哈勃发现了红移定律后,宇宙演化的观念才进入人类的意识。人们甚至从来没有想到过宇宙还会演化。牛顿的万有引力定律表明,宇宙的物质在引力作用下不可能处于稳定的状态。
膨胀的宇宙如果在一个清澈的、无月的夜晚仰望星空,能看到的最亮的星体最可能是金星、火星、木星和土星这几颗行星,还有巨大数目的类似太阳但离开我们远得多的恒星。事实上,当地球绕着太阳公转时,某些固定的恒星相互之间的位置确实起了非常微小的变化――它们不是完全固定不动的!这是因为它们距离我们相对近一些。当地球绕着太阳公转时,相对于更远处的恒星的背景,我们从不同的位置观测它们(图3.1)。这是幸运的,因为它使我们能直接测量这些恒星离开我们的距离,它们离我们越近,就显得移动得越多。最近的恒星叫做普罗希马半人马座,它离我们大约4光年那么远(从它发出的光大约花4年才能到达地球),也就是大约23万亿英里的距离。大部分其他可用肉眼看到的恒星离开我们的距离均在几百光年之内。与之相比,太阳仅仅在8光分那么远!可见的恒星散布在整个夜空,但是特别集中在一条称为银河的带上。远在公元1750年,就有些天文学家建议,如果大部分可见的恒星处在一个单独的碟状的结构中,则银河的外观可以得到解释。碟状结构的一个例子,便是今天我们叫做螺旋星系的东西。只有在几十年之后,天文学家威廉?赫歇尔爵士才非常精心地对大量的恒星的位置和距离进行编目分类,从而证实了自己的观念。即便如此,这个思想在本世纪初才完全被人们接受。
1924年,我们现代的宇宙图像才被奠定。那是因为美国天文学家埃德温?哈勃证明了,我们的星系不是惟一的星系。事实上,还存在许多其他的星系,在它们之间是巨大的空虚的太空。为了证明这些,他必须确定这些星系的距离。这些星系是如此之遥远,不像邻近的恒星那样,它们确实显得是固定不动的。所以……
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求一本书,一个关于宇宙观的小说
而他发现的,他以为是终点世界的时候.自己的世界是不是也有这样的未知点.一个男人生活在我们这世界里一本几年前出的书了,原来是一个女人创造了他,他创造了一个游戏.让游戏里的NPC去寻找.而游戏里的NPC有着我们一样的智能.可是一个世界.内容如下,而那男的也开始思索起来.说的是宇宙里有无限个宇宙.而重置了整个游戏.镜象的,一个000.忘了什么名字.却发现,他和那女人也一起被BUG了.那女人的世界.游戏里出了一个NPC,一个世界的不停地穿越.他告诉里面的NPC.他们又出现在另外一个世界里.999的坐标.原来他也是一个被创造物.而男主角发现了这病毒.而有一天.这个世界是别的世界创造出来的
那本书估计出得不多.中国可能也就1W本左右.
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欢迎点击作者,到我空间了解详情。我哪里有关于宇宙观的详解。
霍金—《果壳中的宇宙》
果壳中的宇宙果壳中的宇宙
【著作简介】
著名物理学家史蒂芬·霍金的新书《果壳中的宇宙》(the Universe in a Nutshell)获得本年度安万特科学图书奖。该奖项是世界最知名的科普图书奖之一。
《果壳中的宇宙》是一本图文并茂的科普著作,主题是宇宙学,涉及广义相对论、量子论、黑洞、暴胀、时间旅行、弦论、超引力等诸多前沿概念。
霍金的前一本宇宙学科普著作《时间简史》在全世界大受欢迎,销量超过千万册。但有不少人评论说,这本书的内容过于艰深,许多读者都没有读完。与之相比,《果壳中的宇宙》大量使用图形来解释宇宙学概念,给读者一种直观印象。
霍金因疾病被困于轮椅上,只能靠语音合成器讲话,却思考着宇宙学最前沿的问题。《果壳中的宇宙》书名源自莎士比亚戏剧《哈姆雷特》的台词:“我即使被关在果壳之中,仍自以为无限空间之王。”对霍金来说,这句话再合适不过了。
霍金在伦敦科学博物馆举行的庆祝会上接受了这份金额为1万英镑的大奖。安万特图书奖由法国安万特公司资助,英国公众理解科学委员会与伦敦科学博物馆共同管理。
相对论简史:爱因斯坦是如何为20世纪两个基本理论,即相对论和量子论奠基的。
时间的形态:爱因斯坦的广义相对论使时间具有形态。这如何与量子论相互和谐。
果壳中的宇宙:宇宙具有多重历史,每一个历史都是由微小的硬果确定的。
预言未来:黑洞中的信息丧失如何降低我们预言未来的能力。
护卫过去:时间旅行可能吗?一种先进的文明能回返以前并改变过去吗?
我们的未来《星际航行》可行吗?生物和电子生命将如何不断加速发展其复杂性。
膜的新奇世界:我们生活在一张膜上,或者我们只不过是张全息图?
【作者生平介绍】
斯蒂芬·霍金,是本世纪享有国际盛誉的伟人之一,被称为在世的最伟大的科学家。现年60岁,出生于伽利略逝世周年纪念日,剑桥大学应用数学及理论物理学系教授,当代最重要的广义相对论和宇宙论家。70年代他与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家”。
他还证明了黑洞的面积定理。霍金的生平是非常富有传奇性的,在科学成就上,他是有史以来最杰出的科学家之一。他担任的职务是剑桥大学有史以来最为崇高的教授职务,那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡逊数学教授。他拥有几个荣誉学位,是皇家学会会员。
他因患卢伽雷氏症(肌萎缩性侧索硬化症),禁锢在一张轮椅上达20年之久,他却身残志不残,使之化为优势,克服了残废之患而成为国际物理界的超新星。他不能写,甚至口齿不清,但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的“几何之舞”。尽管他那么无助地坐在轮椅上,他的思想却出色地遨游到光袤的时空,解开了宇宙之谜。
霍金的魅力不仅在于他是一个充满传奇色彩的物理天才,也因为他是一个令人折服的生活强者。他不断求索的科学精神和勇敢顽强的人格力量深深地吸引了每一个知道他的人。
【研究领域】
理论物理学:
70年代霍金与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理,他还证明了黑洞的面积定理。霍金的生平是非常富有传奇性的,在科学成就上,他是有史以来最杰出的科学家之一,他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的“几何之舞”。尽管他那么无助地坐在轮椅上,他的思想却出色地遨游到光袤的时空,解开了宇宙之谜。
现代科普小说家:
他的代表作是1988年撰写的《时间简史》,这是一篇优秀的天文科普小说。作者想象丰富,构思奇妙,语言优美,字字珠玑,更让人咋惊,世界之外,未来之变,是这样的神奇和美妙。这本书至今累计发行量已达2500万册,被译成近40种语言。
1992年耗资350万英镑的同名电影问世。霍金坚信关于宇宙的起源和生命的基本理念可以不用数学来表达,世人应当可以通过电影——这一视听媒介来了解他那深奥莫测的学说。本书是关于探索时间本质和宇宙最前沿的通俗读物,是一本当代有关宇宙科学思想最重要的经典著作,它改变了人类对宇宙的观念。《时间简史续编》 作为宇宙学无可争议的权威,霍金的研究成就和生平一直吸引着广大的读者,《时间简史续篇》是为想更多了解霍金教授生命及其学说的读者而编的。该书以坦白真挚的私人访谈形式,叙述了霍金教授的生平历程和研究工作,展现了在巨大的理论架构后面真实的“人”。
该书不是一部寻常的口述历史,而是对二十世纪人类最伟大的头脑之一的极为感人又迷人的画像和描述。对于非专业读者,本书无疑是他们享受人类文明成果的机会和滋生宝贵灵感的源泉。《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》,是由霍金年间所写文章和演讲稿共13篇结集而成。讨论了虚时间、有黑洞引起的婴儿宇宙的诞生以及科学家寻求完全统一理论的努力,并对自由意志、生活价值和死亡作出了独到的见解。在三年工作量并不巨大的学习之后,他获得了一等自然科学荣誉学位,之后进入剑桥大学研究宇宙学,当时牛津大学还没有宇宙学这个专业。尽管他希望能够跟当时在剑桥的弗雷德·霍伊尔(Fred Hoyle)身边做研究,但是他的导师却是丹尼斯·西艾玛(Dens Scama)。在获得博士学位之后,他成为一名研究员,后来成为冈维尔和凯厄斯学院(Gonvlle and Caius College)的教授。
【相关作品】
《时间简史续编》 作为宇宙学无可争议的权威,霍金的研究成就和生平一直吸引着广大的读者,《时间简史续篇》是为想更多了解霍金教授生命及其学说的读者而编的。该书以坦白真挚的私人访谈形式,叙述了霍金教授的生平历程和研究工作,展现了在巨大的理论架构后面真实的“人”。该书不是一部寻常的口述历史,而是对二十世纪人类最伟大的头脑之一的极为感人又迷人的画像和描述。对于非专业读者,本书无疑是他们享受人类文明成果的机会和滋生宝贵灵感的源泉。
《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》,是由霍金年间所写文章和演讲稿共13篇结集而成。讨论了虚时间、有黑洞引起的婴儿宇宙的诞生以及科学家寻求完全统一理论的努力,并对自由意志、生活价值和死亡作出了独到的见解。[MRMY.NET收集]
《时空本性》80年前广义相对论就以完整的数学形式表达出来,量子理论的基本原理在70年前也已出现,然而这两种整个物理学中最精确、最成功的理论能被统一在单独的量子引力中吗?世界上最著名的两位物理学家就此问题展开一场辩论。本书是基于霍金和彭罗斯在剑桥大学的6次演讲和最后辩论而成。
《未来的魅力》本书以斯蒂芬·霍金预测宇宙今后十亿年前景开头,以唐·库比特最后的审判的领悟为结尾,介绍了预言的发展历程,及我们今天预测未来的方法。该书文字通俗易懂,作者在阐述自己观点的同时,还穿插解答了一些有趣的问题,读来饶有趣味。
【霍金趣事】
霍金虽然身体的残疾日益严重,但霍金却力图像普通人一样生活,完成自己所做的任何事情。他甚至是活泼好动的--这听起来有些好笑,他在已经完全无法移动之后,他仍然有唯一可以活动的手指驱动着轮椅在前往办公室的路上“横冲直撞”;当他与查尔斯王子会晤时,旋转自己的轮椅来炫耀,结果轧到查尔斯王子的脚趾头。
【获得奖项】
1、 1989年获得英国爵士荣誉称号
2、 是英国皇家学会学员和美国科学院外籍院士
3、 伦敦皇家天文学会的埃丁顿勋章
4、 梵蒂冈教皇科学学会十一世勋章
5、 霍普金斯奖
6、 美国丹尼欧海涅曼奖
7、 马克斯韦奖
8、 英国皇家学会的休斯勋章
9、 1978年获物理界最有威望的大奖—阿尔伯特·爱因斯坦奖
10、与彭罗斯共同获得了1988年的沃尔夫物理奖
11、1988年霍金的书《时间简史:从大爆炸到黑洞》获沃尔夫基金奖
【大事年表】
1942年 1月8日生于剑桥
1950年 举家迁往圣奥尔本斯
1959年 入牛津大学
1962年 牛津毕业,去剑桥读研究生
1963年 被诊断患肌萎缩性侧索硬化症(ALS)
1965年 获剑桥博士学位,与珍妮.怀尔德(简·瓦尔德)结婚
1967年 长子罗伯特出生
1970年 女儿露西出生/开始使用轮椅
1973年 首部著作《空时的大型结构》出版
1974年 宣布发现黑洞辐射,成为皇家学会会员
1977年 被任命为剑桥大学引力物理学教授
1979年 次子蒂莫西出生/被任命为剑桥大学卢卡斯数学教授/《广义相对论评述:纪念爱因斯坦百年诞辰》出版
1981年 参加梵蒂冈宇宙学大会,宣布无边界构想/《超时空和超引力》出版/被授予大英帝国高级骑士
1985年 在瑞士病倒/实行气管造口手术从而失去语言能力,使用带造音器的计算机1988年 《时间简史:从大爆炸到黑洞》出版/获沃尔夫基金奖
1989年 被授予大英帝国荣誉爵士
1990年 与妻子离异
1991年 《时间简史》同名电影上映
1993年 《“黑洞与婴儿宇宙”及其他论文》出版
2001年10月又一部力作《果壳中的宇宙》出版发行
“果壳中的宇宙”典出莎士比亚的《哈姆雷特》。哈姆雷特在剧中吟唱道:即便把他关在果壳中,他仍然是无限空间之王。艺术和科学是息息相通的,莎翁和霍金本就是他们各自领域中的无限空间之王。宇宙学家霍金认为,整个宇宙是由一个高维果壳状的泡泡演化而来的,果壳上的皱纹(即量子扰动)在演化中产生了今天宇宙的所有结构。
30多年来,世界上一批天才的头脑创建了一门叫做“弦论”的学科,其最新版本叫做M理论。弦论能解释所有已知的自然力(强力、弱力、电磁力和引力),所以它又被称为万物理论。弦是一种高维空间(霍金认为维数应是10维或11维)中的1维客体,弦的概念可以进一步推广到p胚,后者是高维空间的p维客体。霍金认为,时空就是一张推广了的“膜”,不过这张膜不是2维的,而是4维的。物理学家为此创造了一个新词brane,尽管这个词已被使用了十多年,目前似乎尚未被牛津词典收入,在我国的一些学术文章中将它译为“胚”。当p等于零时,胚就是点粒子;当p等于1时,胚就是弦;当p等于2时,胚就是膜(menbrane);而在一般情况下,就称为胚,即高维的“膜”。
人们常说,弦论是一门21世纪的数学,却不幸地早产于20世纪 。所以,虽然人们已经讨论了弦论的许多性质,更知道它是一个真正了不起的理论,但要把弦论讲清楚实在不容易。弦论的基本假设是:不存在粒子,而只有弦在空间中运动。一条弦就是一个画在空间中的圈。弦论假设只存在一种弦,而各种不同的粒子只不过是弦的不同振动模式而已。当一条弦随时间运动时,它的轨迹不是一条线而是一根管子。两条弦还可以结合形成一条新弦,一条弦也可以分裂成两条。自然界中的一切相互作用,包括电子和光子的相互作用,都可以用弦的分裂和结合来解释。
在研究的过程中,存在着五个不同种类的自洽弦理论,这与弦论追求一种单一理论的初衷相左。经过数年努力,物理学家终于找到解决问题的钥匙。尽管目前这一理论还未得到一个大家一致赞同的形式,但至少已为它起了一个名字:M理论。在M理论中,空间和时间以普朗克尺度为基本单位。普朗克尺度可以根据已知的基本原理来建立,普朗克长度为10-33厘米,普朗克时间为10-43秒。
在M理论中,时空是10维或者是11维的,为什么日常生活中所见的时空是4维的呢?霍金认为,存在着两种可能的解释:一可能是所有额外维的尺度非常小,甚至如普朗克尺度那样小,实在难以观察到;二可能是额外维的尺度相当大,甚至可达无穷大,只是在目前的观察条件下尚未观测到。
霍金认为,“大的额外维是新理论探索中的激动人心的进展,它蕴涵着我们生活在一个胚世界中,一个在高维时空中的4维‘面’或‘膜’”中。强力、弱力和电磁力将被限制在这个胚中,所以任何与引力不相关的物理问题就会和在4维时空中的一样。比如,支配构成人体的物理定律是描写电磁力的量子电动力学,所以胚世界的存在,并不会影响到人体的构造。与此相反,引力则会弥散到整个高维空间中去。也就是说,引力随距离的减少可能比以往的估计更快。
如果引力的这种更快速减小可延伸至天文距离,就应该在行星轨道上觉察到这一效应。这样,行星轨道会是不稳定的:行星要么掉到太阳中去,要么逃逸到寒冷黑暗的星际空间中去。然而,若该额外维在离人类生活其上的胚不远的另一胚处终结的话,这种效应就不会发生。那么,对于超过两个胚相分离的距离,引力就会如上述像电磁力那样,不能自由地发散开去,而被有效地局限在胚上,并且减小的速率刚好适合于行星轨道。在实验室中精确地测量物体之间万有引力是一件十分艰难的工作,实验尚未探测出当胚的分离小于几毫米时它的效应。尽管理论家预言,在距离短于胚之间的分离距离时,引力会下降得更快速。但是实验研究者迄今缺少有效的手段进行测量,一旦在更短距离下的测量成功,就能鉴别人类所在的胚世界究竟是这样的,还是那样的。
为了解释恒星绕着银心转动的速度,就必须假设存在着暗物质。恒星绕银心作缓慢的转动,大约2亿多年转动一周。银河系的形状像一个盘子,银心附近聚集着大量的恒星,银盘里包含了更多的气体、尘埃以及一些恒星。如果套用开普勒定律,银盘外部的恒星的运动速度应当比靠近银心的转得慢,但是观测结果并非如此,整个银盘内恒星的运动速度大致相同。所以,天文学家认为银河系中存在大量暗物质,它们中的大部分分布在银盘的外围,从而加快了这部分区域内恒星的运动速度。对星系团内全部星系运动状况的研究也得出相同结论。
对宇宙更大尺度结构的仔细研究也表明可能存在着暗物质。这种结构是以星系团和超星系团集结在一起的方式出现的。进一步考虑到宇宙年龄在1秒到3分钟之间的核反应及其宇宙轻元素的丰度,暗物质必须以不参与核反应的形式存在。这就意味着暗物质应以中微子或类似于中微子(轴子、有质量弱相互作用粒子等)的形式出现,它们不带电荷因而不受电磁力、强力的影响。
霍金认为,在4维“膜”世界中,人类生活在一个胚中,邻近还有另一个“影子”胚。因为光被限制在胚中,不能传播到另一个胚,所以人类不能看到影子世界。但是人类会感觉到影子胚中的物质的引力影响。这种引力在人类所在的胚世界中会显示成一种“暗”源。检测“影子”胚的仅有办法是通过引力的途径。
霍金说,弦、膜和胚“与宇宙中任何其他东西一样,都会有量子起伏。”这些量子起伏就使得胚这样一类客体会自发地创生和消失。这个过程很有一点像沸腾的水中蒸汽泡形成的过程。量子力学中的海森伯不确定性原理导致了胚从泡泡中创生。如果这个4维泡泡继续长大,那么生活在这个泡泡上的人就会感到宇宙正在膨胀。
按照霍金的无边界设想,胚世界的自发创生有一段虚时间的历史。在这段历史中,宇宙像一个果壳:一个4维球面(不妨想像成是一个多了两维的核桃壳 )。只是果壳是空的,在这胚世界图像中的4维果壳是满的:人类生活其中的胚在虚时间中的历史是一个4维球,它是一个5维泡泡的边界,而余下的5维或6维是卷曲的,并且卷得非常小。
依照霍金的理论,胚在虚时间的历史将决定它在实时间的发展。高维泡泡在虚时间中产生一个完全光滑的球形的4维“果壳”的概率是最高的;然而,这又对应于在实时间内以暴胀方式永远膨胀的胚。星系不能在这种胚世界中形成,从而智慧生命也不会出现。然而,高维泡泡在虚时间中产生一个有点不光滑和偏离球形的4维“果壳”的概率虽然稍低一些,但是却能与实时间中的减速暴胀过程(胚在开始时有一个加速膨胀——暴胀的相,随后膨胀又缓慢下来)相对应。在这个减速暴胀过程中,星系可能形成,智慧生命也会出现。有趣的是,这些智慧生命将会创造一种宇宙理论,认识到他们来自于不那么光滑,也不那么圆的4维“膜”。
随着霍金那根神奇的手指,游历了神奇的果壳中的宇宙之后,会有什么感想?果真每个人都是来自于神奇果壳中的生灵?!
[1] 霍金.果壳中的宇宙.长沙:湖南科学技术出版社,2002
[2] 李新洲.科学,):18
[3] 李新洲.科学,):162
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