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博文---时间  生命  宇宙
[ 2015/7/2 18:27:00 | By: yixiaofeng ]
 

 

很早以前知道时间简史,但实际上所知甚少。由于学生对此很感兴趣,受了他们的影响,也硬着头皮试图了解,慢慢发现其中奥妙无穷。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者存在和生命的意义。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——伽利略的日心说的烟花就花了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,宇宙演化的感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。它们都希望在自己的理论中找到稳定的宇宙模型。可见,宇宙演化的概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。它表明整个宇宙出于膨胀的状态。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。但这需要给定奇点处的边界条件。在量子引力论中却不许如此。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。霍金的量子宇宙论的意义在于它真正使宇宙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。因此,霍金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点定理,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熵联系在一起。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。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。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。

时间简史的引人入胜,可以从下面一些媒体的评价中知晓:

纽约书评:他机智而清晰地阐释宇宙物理的奥秘……他拥有无与伦比的头脑

物理学今日:霍金成功地完成了两部相互纠缠的书,一部是可读性极高的有关事件在物理学中作用的通俗读物,另一部是高深的评论……正式霍金只用文字传达物理学精义的本领使得这一切变得那么有趣

芝加哥论坛报:史蒂芬霍金是一位及其明晰的大师……很难想象其他任何在世的人能将这些数学上令人生畏的主题表述的更清楚

华尔街日报:当代物理学家有关宇宙组成、创生和演化的权威总结

星期日时报:童真好奇与天才智慧的结合。当我们领略霍金宇宙之际,为他精神的魅力所惊异

图书目录:这位因研究黑洞本性而名震天下的理论物理学家,作为科普作家正像他作为数学家一样游刃有余……其成果也许是大众天体物理学的最佳著作。多谢你,霍金博士!

纽约时报:鲜明的刺激……霍金先生无疑具有教师天赋,擅长以日常生活的隐喻来诠释极端复杂的主题。

纽约客:迷人而清澈……让读者获得直接从源泉学习高深科学的机会……一部光辉四射的巨著。

作为门外汉的我,《时间简史》可以算是比较容易接受的理论大作,像前面众家媒体所言,霍金可以把深奥的物理学理论用生活的小例子娓娓道来,一来降低了阅读的难度,二来也吸引了很多非专业读者。真的只能用书签上的那句话来总结:阅读霍金,懂与不懂都是收获。另外,虽然我还说不上来人择原理、卡西米尔效应、对偶性、弱电统一能量是什么意思,甚至有很多概念连名字都还叫不上来。但是通过这本书,越来感受到人类和自己的渺小。无论宇宙有没有边界,无论时间有没有尽头,任何物体都在运动,变化,创造或者灭亡。

它也会过去——果然是一句至理名言。 

 
 
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