霍金的宇宙

前言

1994年戴維·費(fèi)爾津向我建議，按照我的著作《時(shí)間簡(jiǎn)史》的思路，制作一部電視系列紀(jì)錄片。我從這一想法中受到了鼓舞。實(shí)際上，已經(jīng)有了與這本書(shū)同名的一部電影?？墒牵m然這部電影也很不錯(cuò)，但其中含有過(guò)多的人物傳記材料，而且在記述科學(xué)和歷史的背景方面不可能與系列電視片相比。我希望有盡可能多的人能與我分享在面對(duì)人類正在作出的發(fā)現(xiàn)而產(chǎn)生的那種驚奇和激動(dòng)的心情。自從人類放棄游牧狩獵而定居下來(lái)從事農(nóng)耕，至今不過(guò)區(qū)區(qū)幾千年。在這之后，人類才有了文字這種書(shū)面語(yǔ)言，也才有了對(duì)人類生活于其中的這個(gè)宇宙認(rèn)識(shí)的記錄，并將其一代又一代地傳下去。但人類進(jìn)步的速度并非是均勻的。雖然人類對(duì)宇宙的基本認(rèn)識(shí)可以追溯到古希臘，但一直到15世紀(jì)末以前，這種認(rèn)識(shí)只有很少的進(jìn)展，有時(shí)甚至有倒退。可是從那以后，人類的認(rèn)識(shí)又開(kāi)始前進(jìn)了，而且前進(jìn)的速度越來(lái)越快，特別是在20世紀(jì)中。我們發(fā)現(xiàn)了新的力和這些力所遵從的規(guī)律。我們也發(fā)現(xiàn)宇宙并非只是一個(gè)各種事件發(fā)生的環(huán)境，其自身也處在不停的運(yùn)動(dòng)和進(jìn)化之中。我們的一個(gè)最重要的發(fā)現(xiàn)是，宇宙并非是自古以來(lái)就永恒地存在著的，它被確認(rèn)為誕生于大約150億年前的一次大爆炸。然而我們卻不知道宇宙將來(lái)是否會(huì)終結(jié)于一次大坍塌，但我們至少可以肯定在未來(lái)150億年以內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)這種結(jié)局。為了能夠理解宇宙的誕生過(guò)程和未來(lái)可能的歸宿，必須把愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論與量子力學(xué)中的測(cè)不準(zhǔn)原理統(tǒng)一起來(lái)。我們的努力正在取得引人注目的進(jìn)展，但是大自然實(shí)在微妙而精深，它會(huì)不斷地使我們感到始料不及驚訝不已和目瞪口呆。求得一個(gè)大統(tǒng)一理論的終極目標(biāo)也許就近在咫尺，但也許它恰恰已經(jīng)超越了我們所能理解和把握的范疇。

內(nèi)容概要

本文作者以通俗嫻熟的筆調(diào)為我們講述了一個(gè)有關(guān)宇宙的故事，而這個(gè)故事的每一步發(fā)展都將使我們把霍金的宇宙看得更清楚。但霍金的宇宙也并不就是故事的結(jié)尾，霍金本人不那么認(rèn)為，作者在其故事中也不斷轉(zhuǎn)達(dá)著大致相同的觀點(diǎn)?！叭绻J(rèn)為我們現(xiàn)在對(duì)宇宙的理解已經(jīng)達(dá)到了最終認(rèn)識(shí)，那我們就很容易地又犯了前人曾經(jīng)犯過(guò)的錯(cuò)誤?！薄芭Φ厝フJ(rèn)識(shí)宇宙的本質(zhì)，就如斯蒂芬·霍金和歷史上的其他宇宙學(xué)家們已經(jīng)做的那樣，將使我們的生命變得更加完整和盡善盡美……”

作者簡(jiǎn)介

作者：(英國(guó))戴維·費(fèi)爾津(Filkin.D) 譯者：趙復(fù)垣戴維·費(fèi)爾津，（David Filkin），霍金的大學(xué)同學(xué)，英國(guó)BBC著名制作人。史蒂芬·霍金（Stephen Hawking），1942年1月8日，曾先后畢業(yè)子牛津大學(xué)和劍橋大學(xué)，獲劍橋大學(xué)哲學(xué)博±學(xué)位英國(guó)劍橋大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)及理論物理學(xué)系教授，當(dāng)代重要的廣義相對(duì)論和宇宙論家，是20世紀(jì)享有國(guó)際盛譽(yù)的偉人之一，被稱為在世的最偉大的科學(xué)家，還被稱為“宇宙之王”。

書(shū)籍目錄

關(guān)于《霍金的宇宙》中譯本
前言
導(dǎo)言 尋舟出航
第一章 太陽(yáng)、天空和靈感
烏龜致使前路迷茫
日以繼夜
立竿見(jiàn)影
球形的和諧
在軌道中嵌套著軌道
長(zhǎng)梯第一階
第二章 為難的教會(huì)
哥白尼革命
思索者兼信息收集者
伽利略的異端邪說(shuō)
牛頓的不可抵抗之力
第三章 洞悉星光
仰首星空
彩虹中的全部色彩
多普勒效應(yīng)
定位星系
膨脹中的宇宙
第四章 原初時(shí)刻
一切都是相對(duì)的
陷入時(shí)空
愛(ài)因斯坦的一次畫(huà)蛇添足
恒星的生與死
第五章 遺跡、奇點(diǎn)和紋波
大爆炸來(lái)臨的日子
來(lái)自宇宙的干擾
墜入洞中
宇宙中的紋波
第六章 原子的故事
大大小小的萬(wàn)事萬(wàn)物
是巫師還是科學(xué)家
稱量元素
門(mén)捷列夫洗紙牌
溫暖的藍(lán)光
第七章 創(chuàng)造一切的能量
因近于煉金術(shù)而不安
解析原子
加速粒子
回到愛(ài)因斯坦
支霧中的徑跡
尋找反物質(zhì)
模擬大爆炸
迄今為止的故事
第八章 黑暗中的求索
第九章 探奇之旅
垂釣中的微子
中微子質(zhì)量之謎
尋找WIMPs
第十章 地外智慧生命和類星體的困惑
監(jiān)聽(tīng)來(lái)自宇宙深處的信號(hào)
類星體和黑洞
接近黑洞
第十一章 尋找黑洞
突發(fā)奇想
黑洞中心之旅
相信不可能的事
為黑洞打賭
比小說(shuō)更為離奇
第十二章 離奇地暴脹
小爆炸和觀測(cè)極限
用搭積木的辦法來(lái)構(gòu)筑全景
微小真空
吹起氣泡
巧變魔術(shù)
第十三章 一切系于弦上
適者生存
大統(tǒng)一理論
弦上的夸克
第十一維
M理論
普朗克計(jì)劃
第十四章 霍金的宇宙
量子引力論和虛時(shí)間
一個(gè)無(wú)邊界的宇宙
我們現(xiàn)在呆在哪里
洞悉上帝的心靈
譯后記

章節(jié)摘錄

插圖：迄今為止的故事當(dāng)然，在還沒(méi)有弄清楚全部事物的情況下，我們卻認(rèn)為得到了一幅舒適、純粹、已經(jīng)全部被證實(shí)了的動(dòng)態(tài)宇宙圖景，這是一件使人感到不安的事?？墒牵辽傥覀儸F(xiàn)在對(duì)物質(zhì)的理解和我們現(xiàn)在已經(jīng)有的對(duì)宇宙的理解這二者是驚人地互相符合的。所有的數(shù)學(xué)方程也能和諧地構(gòu)筑起一幅精度令人贊嘆的演化圖景。一切都起始于那次在開(kāi)始時(shí)除了能量以外什么都沒(méi)有產(chǎn)生的大爆炸.隨著冷卻和向外擴(kuò)散，能量的密度開(kāi)始發(fā)生變化。這使得在一些較熱的點(diǎn)上，在大爆炸后的1秒鐘之內(nèi)，能量開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ｗ雍头戳Ｗ?，而在那些較冷的點(diǎn)上就形成了宇宙中最初的空隙地帶。絕大多數(shù)粒子和反粒子開(kāi)始通過(guò)引力互相吸引，當(dāng)它們靠得足夠近時(shí)，電磁力便使它們結(jié)合在一起，大部分的反粒子都在湮滅中消失了，遺留下來(lái)的多余物質(zhì)在旋轉(zhuǎn)中逐漸凝集成為不規(guī)則的團(tuán)塊.直到大爆炸的3分鐘以后，對(duì)于將要組成新的物質(zhì)的亞原子粒子來(lái)說(shuō)，溫度還是太高了。但在這之后它們開(kāi)始組成原子核。大約再需要30萬(wàn)年的時(shí)間，才由冷卻后的電子與原子核相結(jié)合形成第一批原子。有約20％的核是較重的氦原子核，其余80％是組成氫的氫原子核。而其他化學(xué)元素的形成則要晚得多。根據(jù)幾乎所有的數(shù)學(xué)方程，需要大約10億年的時(shí)間，多得數(shù)不勝數(shù)的氫原子和氦原子才由于引力而凝聚到一起，這種凝聚而成的團(tuán)塊也有千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)，其中每個(gè)團(tuán)塊后來(lái)又形成了宇宙中巨大的天體，典型的是整個(gè)星系。隨著引力作用使原子被壓縮得越來(lái)越緊密，氫原子開(kāi)始了聚變反應(yīng)。就如弗里德.霍伊爾和他的同事們所預(yù)言的那樣，在正在形成的星系中恒星也開(kāi)始形成了，它們發(fā)出光和熱，恒星生命周期開(kāi)始了。在恒星的內(nèi)部，所有的重化學(xué)元素也開(kāi)始形成。首先是氫原子聚變?yōu)楹ぴ樱缓笤跉淙紵M時(shí)，氦又開(kāi)始燃燒，這樣一步步地聚變下去，聚變的結(jié)果是其產(chǎn)物越來(lái)越重，各種重元素就這樣形成了。

編輯推薦

《霍金的宇宙:霍金陪你漫游宇宙(彩色插圖修訂版)》中斯蒂芬?霍金賦予了宇宙學(xué)研究以藝術(shù)氣質(zhì)，他使黑洞變成日常生活的一部分，激勵(lì)了人們的好奇心，豐富了人類的精神生活，更糾正了科學(xué)非人性化傾向。  英國(guó)BBC經(jīng)典紀(jì)錄片《霍金的宇宙》原版解說(shuō)詞。  我們仰望星空，那遼闊的未知疆域，它到底蘊(yùn)藏了什么秘密？  是先有雞呢，還是先有蛋？  宇宙是開(kāi)端嗎？  如果有的話，在此之先發(fā)生過(guò)什么？  宇宙從何處來(lái)，又往何處去？

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