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大學(xué)生必讀書(shū)籍:《時(shí)間簡(jiǎn)史》
《時(shí)間簡(jiǎn)史》是湖南科學(xué)技術(shù)出版社出版的圖書(shū),作者是斯蒂芬·霍金。該書(shū)是一部物理通俗化的科普范本,講述了狹義相對(duì)論以及時(shí)間、宇宙的起源等宇宙學(xué)。下面我們一起來(lái)看看該書(shū)的簡(jiǎn)介吧!
《時(shí)間簡(jiǎn)史》內(nèi)容簡(jiǎn)介
自認(rèn)“黑洞悖論”錯(cuò)誤,在2004年7月,霍金修正了自己原來(lái)的觀點(diǎn),承認(rèn)“信息守恒”。
因?yàn)橛钪嬲撌且婚T(mén)既古老又年輕的學(xué)科。所以作為宇宙里高等生物的人類(lèi)不會(huì)滿足于自身的生存和種族的綿延,還一代代不懈地探索著存在和生命的意義。但是,人類(lèi)理念的進(jìn)化是極其緩慢和艱苦的。從“亞里士多德”到“托勒密的地心說(shuō)”到“哥白尼的日心說(shuō)”的演化就花了2000年的時(shí)間。令人吃驚的是,盡管人們知道世間的一切都在運(yùn)動(dòng),只是到了20世紀(jì)20年代因哈勃發(fā)現(xiàn)了紅移定律后,宇宙演化的觀念才進(jìn)入人類(lèi)的意識(shí)。人們甚至從來(lái)沒(méi)有想到過(guò)宇宙還會(huì)演化。牛頓的萬(wàn)有引力定律表明,宇宙的物質(zhì)在引力作用下不可能處于穩(wěn)定的狀態(tài)。即使在愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論中,情況也好不到哪兒去,為了得到一個(gè)穩(wěn)定的宇宙模型,他曾將宇宙常數(shù)引進(jìn)理論中。他們都希望在自己的理論中找到穩(wěn)定的宇宙模型?梢(jiàn),宇宙演化的觀念并不是產(chǎn)生于這些天才的頭腦之中。
將哈勃的發(fā)現(xiàn)當(dāng)成現(xiàn)代宇宙論的誕生是公平的。哈勃發(fā)現(xiàn),從星系光譜的紅移可以推斷,越遠(yuǎn)的星系以越快的速度離開(kāi)我們而去,這表明整個(gè)宇宙處于膨脹的狀態(tài)。從時(shí)間上倒溯到過(guò)去,估計(jì)在100億到200億年前,曾經(jīng)發(fā)生過(guò)一樁開(kāi)天辟地的大事件,即宇宙從一個(gè)極其緊致、極熱的狀態(tài)中大爆炸而產(chǎn)生。伽莫夫在1948年發(fā)表的一篇關(guān)于熱大爆炸模型的文章中作出了一個(gè)驚人的預(yù)言,早期大爆炸的輻射仍殘存在我們周?chē)贿^(guò)由于宇宙膨脹引起的紅移,其絕對(duì)溫度只余下幾度左右,在這種溫度下,輻射是處于微波的波段。但在1965年彭齊亞斯和威爾遜觀測(cè)到宇宙微波背景輻射之前,人們并不認(rèn)真對(duì)待此預(yù)言。
一般認(rèn)為,愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論是用于描述宇宙演化的正確的理論。在經(jīng)典廣義相對(duì)論的框架里,霍金和彭羅斯證明了,在很一般的條件下,空間-時(shí)間一定存在奇點(diǎn),最著名的奇點(diǎn)即是黑洞里的奇點(diǎn)以及宇宙大爆炸處的奇點(diǎn)。在奇點(diǎn)處,所有定律以及可預(yù)見(jiàn)性都失效。奇點(diǎn)可以看成空間時(shí)間的邊緣或邊界。只有給定了奇點(diǎn)處的邊界條件,才能由愛(ài)因斯坦方程得到宇宙的演化。由于邊界條件只能由宇宙外的造物主所給 定,所以宇宙的命運(yùn)就操縱在造物主的手中。這就是從牛頓時(shí)代起一直困擾人類(lèi)智慧的第一推動(dòng)力的問(wèn)題。
如果空間-時(shí)間沒(méi)有邊界,則就不必勞駕上帝進(jìn)行第一推動(dòng)了。這只有在量子引力論中才能做到;艚鹫J(rèn)為宇宙的`量子態(tài)是處于一種基態(tài),空間-時(shí)間可看成一有限無(wú)界的四維面,正如地球的表面一樣,只不過(guò)多了兩個(gè)維數(shù)而已。宇宙中的所有結(jié)構(gòu)都可歸結(jié)于量子力學(xué)的測(cè)不準(zhǔn)原理所允許的最小起伏。從一些簡(jiǎn)單的模型計(jì)算可得出和天文觀測(cè)相一致的推論,如星系、恒星等等的成團(tuán)結(jié)構(gòu),大尺度的各向同性和均勻性,空間-時(shí)間的平性,即空間-時(shí)間基本上是平坦的,并因此才使得星系乃至生命的發(fā)展成為可能,還有時(shí)間的方向箭頭等等;艚鸬牧孔佑钪嬲摰囊饬x在于它真正使宇宙論成為一門(mén)成熟的科學(xué),它是一個(gè)自足的理論,即在原則上,單憑科學(xué)定律我們便可以將宇宙中的一切都預(yù)言出來(lái)。
在這部書(shū)中,霍金帶領(lǐng)讀者遨游外層空間奇異領(lǐng)域,對(duì)遙遠(yuǎn)星系、黑洞、夸克、“帶味”粒子和“自旋”粒子、反物質(zhì)、“時(shí)間箭頭”等進(jìn)行了深入淺出的介紹,并對(duì)宇宙是什么樣的、空間和時(shí)間以及相對(duì)論等古老問(wèn)題做了闡述,使讀者初步了解狹義相對(duì)論以及時(shí)間、宇宙的起源等宇宙學(xué)的奧妙。
《時(shí)間簡(jiǎn)史》作者簡(jiǎn)介
斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen Hawking) 于1942年1月8日生于牛津,那一天剛好是伽利略逝世三百年?赡芤?yàn)樗錾诘诙问澜绱髴?zhàn)的時(shí)代,所以小時(shí)候?qū)δP吞貏e著迷。
霍金十三、四歲時(shí)已下定決心要從事物理學(xué)和天文學(xué)的研究。十七歲那年,他考到了自然科學(xué)的獎(jiǎng)學(xué)金,順利入讀牛津大學(xué)。學(xué)士畢業(yè)后他轉(zhuǎn)到劍橋大學(xué)攻讀博士,研究宇宙學(xué)。不久他發(fā)現(xiàn)自己患上了會(huì)導(dǎo)致肌肉萎縮的盧伽雷病。由于醫(yī)生對(duì)此病束手無(wú)策,起初他打算放棄從事研究的理想,但后來(lái)病情惡化的速度減慢了,他便重拾心情,排除萬(wàn)難,從挫折中站起來(lái),勇敢地面對(duì)這次的不幸,繼續(xù)醉心研究。七十年代,他和彭羅斯證明了著名的奇性定理,并在1988年共同獲得沃爾夫物理獎(jiǎng)。他還證明了黑洞的'面積不會(huì)隨時(shí)間減少。1973年,他發(fā)現(xiàn)黑洞輻射的溫度和其質(zhì)量成反比,即黑洞會(huì)因?yàn)檩椛涠冃,但溫度卻會(huì)升高,最終會(huì)發(fā)生爆炸而消失。
八十年代,他開(kāi)始研究量子宇宙論。這時(shí)他的行動(dòng)已經(jīng)出現(xiàn)問(wèn)題,后來(lái)由于得了肺炎而接受穿氣管手術(shù),使他從此再不能說(shuō)話。他全身癱瘓,要靠電動(dòng)輪椅代替雙腳,不但說(shuō)話和寫(xiě)字要靠計(jì)算機(jī)和語(yǔ)言合成器幫忙,連閱讀也要?jiǎng)e人替他把每頁(yè)紙攤平在桌上,讓他驅(qū)動(dòng)著輪椅逐頁(yè)去看。
這些黑洞理論和“大爆炸”理論的驚天發(fā)現(xiàn),使他成為了自愛(ài)因斯坦之后世界最著名的科學(xué)思想家和最杰出的理論物理學(xué)家?梢哉f(shuō),全人類(lèi)都有賴這位喜歡仰望星空的輪椅巨人,獲得了一次最好的宇宙學(xué)啟蒙教育。
霍金的著作包括《時(shí)間簡(jiǎn)史》及《黑洞與嬰兒宇宙以及相關(guān)文章》。雖然大家都覺(jué)得他非常不幸,但他在科學(xué)上的成就卻是在他在病發(fā)后獲得的。他憑著堅(jiān)毅不屈的意志,戰(zhàn)勝了疾病,創(chuàng)造了一個(gè)奇跡,也證明了殘疾并非成功的障礙。他對(duì)生命的熱愛(ài)和對(duì)科學(xué)研究的熱誠(chéng),是值得年輕一代學(xué)習(xí)的。
《時(shí)間簡(jiǎn)史》作品影響
《時(shí)間簡(jiǎn)史》自1988年首版以來(lái),已成為全球科學(xué)著作的里程碑。它被翻譯成40種文字,銷(xiāo)售了超2500萬(wàn)冊(cè),成為國(guó)際出版史上的奇觀。該書(shū)內(nèi)容是關(guān)于宇宙本性的最前沿知識(shí),從那以后無(wú)論在微觀還是宏觀宇宙世界的`觀測(cè)技術(shù)方面都有了非凡的進(jìn)展。這些觀測(cè)證實(shí)了霍金在該書(shū)第一版中的許多理論預(yù)言,其中包括宇宙背景探險(xiǎn)者(COBE)的最新發(fā)現(xiàn),它在時(shí)間回溯上探測(cè)到離宇宙創(chuàng)生的30萬(wàn)年之內(nèi)的某些情況,顯露了霍金超人的時(shí)空感知能力。
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