霍金講演錄

前言

這一卷書是我在1976至1992年間所寫文章的結(jié)集。這些文章范圍廣泛，其中包括簡略自傳、科學(xué)哲學(xué)以及對科學(xué)和宇宙中我覺得激動人心的東西的闡釋。卷末收入我參與的《荒島唱片》訪談節(jié)目的抄本。這是英國特殊的傳統(tǒng)之一，要求客人想象被拋棄到一座荒島上，他或她可以選擇八張唱片以供在被拯救之前消磨時光。幸運(yùn)的是，我不必等待太久即可以返回到文明中來。    因為這些文章的寫作跨越了16年，它們反映了我當(dāng)時的知識狀況，我希望我的知識在這些年里與日俱增，因此我注明了每篇文章的寫作日期和場合。由于每篇文章都是自足的，所以某種程度的重復(fù)是不可避免的。我已試圖減少這種情況，但仍然殘留一些。    本卷的許多文章是發(fā)言稿。以前我的聲音十分模糊，做講演和學(xué)術(shù)報告不得不通過另一個人，通常是我的一名能理解我的研究生，由他宣讀我的講稿。然而，1985年我動了一次手術(shù)后，完全喪失了講話能h。我在一段時間內(nèi)沒有任何交流手段。后來，人們?yōu)槲野惭b了一個計算機(jī)系統(tǒng)和高質(zhì)量的語言合成器。使我驚訝的是，我發(fā)現(xiàn)自己成為一位成功的公眾演講家，對很多聽眾講演。我喜歡解釋科學(xué)和回答問題。我知道還

內(nèi)容概要

科學(xué)，特別是自然科學(xué)，最重要的目標(biāo)之一，就是追尋科學(xué)本身的原動力，或曰追趕尋其第一推動。同時，科學(xué)的這種追求精神本身，又成為社會發(fā)展和人類進(jìn)步的一種最根本的推動。史蒂芬·霍金，是繼愛因斯坦之后本世紀(jì)最杰出的理論物理學(xué)家，他改變了我們對宇宙的看法，他對黑洞的開創(chuàng)性研究提供了宇宙源于何時這一難題的線索，他不僅是偉大的物理學(xué)家，也是對我們朝代及今后影響深遠(yuǎn)的思想家。本書是《第一推動叢書》之一，主要介紹了霍金關(guān)于黑洞、嬰兒宇宙等內(nèi)容的講演，對宇宙起源有興趣卻畏于艱深理論的一般讀者，也可通過本書解讀霍金精湛的智慧。

作者簡介

史蒂芬·霍金(Stephen W.Hawing)，出生于伽利略逝世的周年紀(jì)念日，英國理論物理學(xué)家，《時間簡史》、《果殼中的宇宙》的作者，被尊崇為繼愛因斯坦以來最杰出的理論物理學(xué)家。

書籍目錄

一 童年
二 牛津和劍橋
三 我的病歷
四 公眾的科學(xué)觀
……
十二 一切都是注定的嗎
十三 宇宙的未來
十四 《沙漠孤島》會晤記

章節(jié)摘錄

　　第6章　我的立場　　這篇文章不是關(guān)于我信仰上帝與否。我將討論我對人們?nèi)绾卫斫庥钪娴恼J(rèn)識：作為“萬物理論”的大統(tǒng)一理論的現(xiàn)狀和意義。這里存在一個真正的問題。研究和爭論這類問題應(yīng)是哲學(xué)家的天職，可惜他們多半不具備足夠的數(shù)學(xué)背景，以趕上現(xiàn)代理論物理進(jìn)展的節(jié)拍。還有一種稱作科學(xué)哲學(xué)家的子族，他們的背景本應(yīng)更強(qiáng)一些。但是，他們中的許多人是失敗的物理學(xué)家，他們知道自己無能力發(fā)現(xiàn)新理論，所以轉(zhuǎn)而寫物理學(xué)的哲學(xué)。他們?nèi)匀粸楸臼兰o(jì)初的科學(xué)理論，諸如相對論和量子力學(xué)而喋喋不休。他們和物理學(xué)的當(dāng)代前沿相脫節(jié)?！　∫苍S我對哲學(xué)家們過于苛刻一些，但是他們對我也不友善。我的方法被描述成天真的和頭腦簡單的。我在不同的場合曾被稱為唯名論者、工具主義者、實證主義者、實在主義者以及其他好幾種主義者。其手段似乎是借助污蔑來證偽：只要對我的方法貼上標(biāo)簽就可以了，不必指出何處出錯。無人不知所有那些主義的致命錯誤?！　≡趯嶋H推動理論物理進(jìn)展的人們并不認(rèn)同哲學(xué)家和科學(xué)史家后來為他們發(fā)明的范疇。我敢斷定，愛因斯坦、海森伯和狄拉克對于他們是否為實在主義者或者是工具主義者根本不在乎。他們只是關(guān)心現(xiàn)存的理論不能相互協(xié)調(diào)。在發(fā)展理論物理中，尋求邏輯自洽總是比實驗結(jié)果更為重要。優(yōu)雅而美麗的理論會因為不和觀測相符而被否決，但是我從未看到任何僅僅基于實驗而發(fā)展的主要理論。首先是需求優(yōu)雅而協(xié)調(diào)的數(shù)學(xué)模型提出理論，然后理論作出可被觀測驗證的預(yù)言。如果觀測和預(yù)言一致，這并未證明該理論；只不過該理論存活以作進(jìn)一步的預(yù)言，新預(yù)言又要由觀測來驗證。如果觀測和預(yù)言不符，即拋棄該理論。　　或者不如說，這是應(yīng)當(dāng)這么發(fā)生的。但在實際中，人們非常猶豫放棄他們已投注大量時間和心血的理論。通常他們首先質(zhì)詢觀測的精度。如果找不出毛病的話，就以想當(dāng)然的方式來修正理論。該理論最終就會變成丑陋的龐然大物。然后某人提出一種新理論，所有古怪的觀測都優(yōu)雅而自然地在新理論中得到解釋。1887年進(jìn)行的邁克耳孫一莫雷實驗即是一個例子，它指出不管光源還是觀測者如何運(yùn)動，光速總是相同的。這簡直莫名其妙。人們原先以為，朝著光運(yùn)動比順著光運(yùn)動一定會測量出更高的光速，然而實驗的結(jié)果是，兩者測量出完全一樣的光速。在接著的18年間，像亨得利克·洛倫茲和喬治·費(fèi)茲杰拉德等人試圖把這一觀測歸納到當(dāng)時被接受的空問和時間觀念的框架中。他們引進(jìn)了特設(shè)的假定，諸如物體在高速運(yùn)動時縮短。物理學(xué)的整個框架變得既笨拙又丑陋。之后，愛因斯坦在1905年提出了一種遠(yuǎn)為迷人的觀點(diǎn)，時間自身不能是完全獨(dú)立的。相反地，它和空間結(jié)合成稱為時空的四維的東西。愛因斯坦之所以得到這個思想，與其說是由于實驗的結(jié)果，不如說是由于需要把理論的兩個部分合并成一個協(xié)調(diào)的整體。這兩個部分便是制約電磁場的，以及制約物體運(yùn)動的兩套定律?！　∥艺J(rèn)為，無論是愛因斯坦還是別的什么人在1905年都沒有意識到，相對性的這種新理論是多么簡單而優(yōu)雅。它完全變革了我們關(guān)于空間和時間的觀念。這個例子很好地闡明了，在科學(xué)的哲學(xué)方面很難成為實在主義者，因為我們認(rèn)為實在的是以我們所贊同的理論為前提。我能肯定，洛倫茲和費(fèi)茲杰拉德在按照牛頓的絕對空間和絕對時間觀念來解釋光速實驗時都自認(rèn)為是實在主義者。這種時間和空間的概念似乎和常識以及實在相對應(yīng)。然而，今天熟悉相對論的人，盡管人數(shù)極少，卻持有不同的觀點(diǎn)。我們必須不斷告訴人們諸如空間和時間等基本概念的現(xiàn)代理解。　　如果我們認(rèn)為實在依我們的理論而定，怎么可以用它作為我們哲學(xué)的基礎(chǔ)呢?在我認(rèn)為存在一個有待人們?nèi)パ芯亢屠斫獾挠钪娴囊饬x上，我愿承認(rèn)自己是個實在主義者。我把唯我主義者的立場認(rèn)為是在浪費(fèi)時問，他們認(rèn)為任何事物都是我們想象的創(chuàng)造物。沒人基于那個基礎(chǔ)行事。但是沒有理論我們關(guān)于宇宙就不能說什么是實在的。因此，我采取這樣的被描述為頭腦簡單或天真的觀點(diǎn)，即物理理論不過是我們用以描寫觀察結(jié)果的數(shù)學(xué)模型。如果該理論是優(yōu)雅的模型，它能描寫大量的觀測，并能預(yù)言新觀測的結(jié)果，則它就是一個好理論。除此以外，問它是否和實在相對應(yīng)就沒有任何意義，因為我們不知道什么與理論無關(guān)的實在。這種科學(xué)理論的觀點(diǎn)可能使我成為一個工具主義者或?qū)嵶C主義者——正如我在上面提及的，我被同時加上這兩個標(biāo)簽。稱我為實證主義者的那位進(jìn)一步說到，人所共知，實證主義已經(jīng)過時了——這是用污蔑來證偽的又一例證。它在過去的知識界時興過一陣，就這一點(diǎn)而言的確是過時了。但我所概括的實證主義似乎是人們?yōu)槊鑼懹钪娑鴮ふ倚露尚路椒ǖ膬H有的可能的立場。因為我們沒有和實在概念無關(guān)的模型，所以求助于實在將毫無用處?！　∫牢业囊庖姡瑢εc模型無關(guān)的實在的隱含的信仰是科學(xué)哲學(xué)家們在對付量子力學(xué)和不確定原理時遭遇困難的基本原因。有一個稱為薛定諤貓的著名理想實驗。一只貓被置于一個密封的盒子中。有一桿槍瞄準(zhǔn)著貓，如果一顆放射性核子衰變就開槍。發(fā)生此事的概率為百分之五十。(今天沒人敢提這樣的動議，哪怕僅僅是一個理想實驗，但是在薛定諤時代，人們沒聽說過什么動物解放之類的話。)　　如果人們開啟盒子，就會發(fā)現(xiàn)該貓非死即生。但是在此之前，貓的量子態(tài)應(yīng)是死貓狀態(tài)和活貓狀態(tài)的混合。有些科學(xué)哲學(xué)家覺得這很難接受。貓不能一半被殺死另一半沒被殺死，他們斷言，正如沒人處于半懷孕狀態(tài)一樣。使他們?yōu)殡y的原因在于，他們隱含地利用了實在的一個經(jīng)典概念，一個對象只能有一個單獨(dú)的確定歷史。量子力學(xué)的全部要點(diǎn)是，它對實在有不同的觀點(diǎn)。根據(jù)這種觀點(diǎn)，一個對象不僅有單獨(dú)的歷史，而且有所有可能的歷史。在大多數(shù)情形下，具有特定歷史的概率會和具有稍微不同歷史的概率相抵消；但是在一定情形下，鄰近歷史的概率會相互加強(qiáng)。我們正是從這些相互加強(qiáng)的歷史中的一個觀察到該對象的歷史。　　在薛定諤貓的情形，存在兩種被加強(qiáng)的歷史。貓在一種歷史中被殺死，在另一種中存活。兩種可能性可在量子理論中共存。因為有些哲學(xué)家隱含地假定貓只能有一個歷史，所以他們就陷入這個死結(jié)而無法自拔。　　時間的性質(zhì)是我們物理理論確定我們實在概念的又一例子。不管發(fā)生了什么，時間總是勇往直前在過去被認(rèn)為是顯而易見的。但是相對論把時間和空間結(jié)合在一起，而且告知我們兩者都能被宇宙中的物質(zhì)和能量所卷曲或畸變。這樣，我們對時間性質(zhì)的認(rèn)識就從與宇宙無關(guān)變成由宇宙賦予形態(tài)。這樣，在某一點(diǎn)以前時間根本沒有意義就變成可以理解的了；當(dāng)人們往過去回溯，就會遭遇到一個不可逾越的障礙，即奇點(diǎn)，他不能超越奇點(diǎn)。如果情形果真如此，去詢問何人或何物引起或創(chuàng)造大爆炸便毫無意義。談?wù)撛蚧騽?chuàng)生即隱含地假設(shè)在大爆炸奇點(diǎn)之前存在時間。愛因斯坦的廣義相對論預(yù)言，時間在150億年前的奇點(diǎn)處必須有個開端，我們知道這一點(diǎn)已經(jīng)25年了。但是哲學(xué)家們還沒有掌握這個思想。他們?nèi)匀辉跒?5年前發(fā)現(xiàn)的量子力學(xué)的基礎(chǔ)憂慮。他們沒有意識到物理學(xué)前沿已經(jīng)前進(jìn)了?！　「愀獾氖翘摃r間的數(shù)學(xué)概念。詹姆·哈特爾和我提出，宇宙在虛時間里既沒有開端又沒有終結(jié)。我因為談?wù)撎摃r間受到一位科學(xué)哲學(xué)家的猛烈攻擊。他說：像虛時間這樣的一種數(shù)學(xué)技巧和實在宇宙有什么相關(guān)呢?我以為，這位哲學(xué)家把專業(yè)數(shù)學(xué)術(shù)語中的實數(shù)和虛數(shù)和在日常語言中的實在和想象的用法混淆了。這剛好闡述了我的要點(diǎn)：如果某物與我們用以解釋它的理論或模型無關(guān)，何以知道它是實在的?　　我用了相對論和量子力學(xué)中的例子來顯示，人們在試圖賦予宇宙意義時所面臨的問題。你是否理解相對論和量子力學(xué)，或者甚至這些理論是錯誤的，都無關(guān)緊要。我所希望顯示的是，至少對于一名理論物理學(xué)家而言，把理論視作一種模型的某種實證主義的方法，是理解宇宙的僅有手段。我對我們找到描述宇宙中的萬物的一套協(xié)調(diào)模型滿懷信心。如果我們達(dá)到這個目標(biāo)，那將是人類真正的勝利?！　　?/pre>




編輯推薦
《霍金講演錄》收集了13篇精彩的文章和1992年圣誕節(jié)BBC播出的會晤紀(jì)實。它們反映了霍金作為科學(xué)家、普通人、充滿想像力的思想家的不同側(cè)面。





圖書封面



圖書標(biāo)簽Tags
無




評論、評分、閱讀與下載



還沒讀過(23)
勉強(qiáng)可看(173)
一般般(295)
內(nèi)容豐富(1226)
強(qiáng)力推薦(100)


 


    霍金講演錄 PDF格式下載