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时间简史/宇宙系列/第一推动丛书

  • 定价: ¥39
  • ISBN:9787535794567
  • 开 本:32开 平装
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  • 出版社:湖南科技
  • 页数:190页
  • 作者:(英)史蒂芬·霍金...
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  • 2018-01-01 第1版
  • 2018-01-01 第1次印刷
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导语

  

    史蒂芬·霍金著的《时间简史》对遥远星系、黑洞、夸克、大统一理论、“带味”粒子和“自旋”粒子、反物质、“时间箭头”等进行了深入探讨——其出乎意外的含义引起了人们的极大兴趣。它揭示了当日益膨胀的宇宙崩溃时,时间倒溯引起人们不安的可能性,那时宇宙分裂成11维空间,一种“没有边界”的宇宙理论可能取代大爆炸理论和上帝,上帝——也许曾是造万物时主要推动者,也会因这些新发现而日渐范围变窄。

内容提要

  

    《时间简史》自1988年首版以来已成为全球科学著作的里程碑。全书涉及经典力学、电磁学、相对论、量子力学、弦论等多个方面,讲述了宇宙的起源、空间与时间的本质、时间旅行的可能性、物理学的统一等话题。作者史蒂芬·霍金以朴实精炼的语言给了我们极大的阅读乐趣。

媒体推荐

    鲜明而刺激……霍金先生无疑具有教师天赋,轻松幽默,擅长以日常生活的隐喻来诠释极端复杂的主题。
    ——《纽约时报》
    迷人而清澈……光辉四射的巨作。
    ——《纽约客》
    童真好奇与天才智慧的结合。当我们领略霍金的宇宙之际,为他精神的瑰丽所惊异。
    ——《星期日时报》
    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。
    ——《纽约书评》

目录

第1章  我们的宇宙图像
第2章  空间和时间
第3章  膨胀的宇宙
第4章  不确定性原理
第5章  基本粒子和自然的力
第6章  黑洞
第7章  黑洞不是这么黑的
第8章  宇宙的起源和命运
第9章  时间箭头
第10章  虫洞和时间旅行
第11章  物理学的统一
第12章  结论
阿尔伯特·爱因斯坦
伽利略·伽利雷
伊萨克·牛顿
小辞典
感谢

前言

  

    我没有为《时间简史》的原版写前言。那是卡尔·萨根写的。我写了简短的“感谢”,有人建议我感谢每一个人。但是有些支持过我的基金会不甚高兴,由于被我提及而收到大量的申请。
    我认为没有任何人,我的出版者、代理人,甚至我自己曾预料到这本书会这么畅销。它荣登伦敦《星期日时报》畅销书榜237周,这比任何书都久(显然,《圣经》和莎士比亚的书不算在内)。它被译成40来种文字,在全世界每750人就拥有一册,包括男人、妇女和儿童。正如纳珍·米尔伏德(我的前博士后)评论的:我的物理著作比麦当娜谈性的书还更好卖。
    《时间简史》的成功表明,人们对于重大问题有广泛的兴趣:诸如我们从何而来?宇宙为何是这样子的?
    我已趁此机会更新本书,并将从首版(1988年4月愚人节)以来理论和观测的新结果纳入。我新添了虫洞和时间旅行一章。爱因斯坦的广义相对论为我们提供了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。于是,我们也许可以利用它们来进行星系之间快速旅行或在时间中旅行到过去。当然,我们从未邂逅到来自未来的人(也许我们曾经有过?)。对此我将给出一种可能的解释。
    我还描述了今年在寻求“对偶性”或显然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,存在一种完备的统一物理理论,但是它们也暗示,也许不可能用一个单独表述来表达这个理论。相反,在不同的情形下,我们必须使用基本理论的不同表述。这和描绘地球表面很相似,人们不能只用一张单独的地图,在不同的区域必须用不同的地图。这就变革了我们的科学定律的统一观,但是它并没有改变最重要的一点:一族我们能够发现并理解的合理的定律制约着宇宙。
    在观测方面,迄今最主要的发展是由COBE(宇宙背景探险者)和其他合作者测量的宇宙微波背景辐射中的起伏。这些起伏是创生的指纹,这些在光滑均匀的早期宇宙上的微小的初始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设想的预言相吻合。无边界设想说,宇宙在虚时间方向没有边界或边缘。为了区分这个设想和对背景中的起伏的其他可能的解释,还需要进一步的观测。然而,在几年之内,我们就应能知道,我们能否相信自己生活在一个完全自足的无始无终的宇宙之中。

精彩页(或试读片断)

  

    一位著名的科学家(据说是伯特兰·罗素)曾经作过一次天文学讲演。他描述了地球如何围绕着太阳公转,而太阳又是如何围绕着称之为我们星系的巨大的恒星集团的中心公转。演讲结束之际,坐在房间后排的一位小个老妇人起立说道:“你讲的是一派胡言。实际上,世界是驮在一只巨大乌龟背上的平板。”这位科学家露出高傲的微笑,然后答道:“那么这只乌龟站在什么上面的呢?”“你很聪明,年轻人,的确很聪明”,老妇人说,“不过,这是一只驮着一只,一直驮下去的乌龟塔啊!”
    大多数人会觉得,把我们的宇宙喻为一个无限的乌龟塔相当荒谬。但是我们凭什么就自认为知道得更好呢?我们对宇宙了解了多少?而我们又是如何知道的呢?宇宙从何而来,又将向何处去?宇宙有开端吗?如果有的话,在开端之前发生了什么?时间的本质是什么?它会有一个终结吗?物理学中最近的突破,使我们有可能为其中一些长期以来悬而未决的问题提供答案,而奇妙的新技术是实现这些突破的部分原因。对我们而言,这些答案也许有朝一日会变得和地球围绕着太阳公转那么显而易见——或许也会变得和乌龟塔一样荒谬,只有时间(不管其含义如何)才能裁决。
    早在公元前340年,希腊哲学家亚里士多德在他的《论天》一书中,就能够对于地球是一个圆球而不是一块平板这个信念提出两个有力的论证。第一,他意识到,月食是由于地球运行到太阳与月亮之间引起的。地球在月亮上的影子总是圆的,这只有在地球本身为球形的前提下才成立。如果地球是一块平坦的圆盘,除非月食总是发生在太阳正好位于这个圆盘中心的正下方的时刻,否则地球的影子就会被拉长而成为椭圆形。第二,希腊人从旅行中知道,在南方地区观测北极星,比在较北地区,北极星在天空中显得较低。(由于北极星位于北极的正上方,所以它出现在北极的观察者的头顶上,而对于赤道上的某观察者,北极星刚好出现在地平线上。)
    根据北极星在埃及和在希腊表观位置的差别,亚里士多德甚至估计出地球大圆长度为400000斯特迪亚。现在不能准确地知道,1斯特迪亚的长度究竟是多少,但也许是200码(1码  =0  .9144米)左右,这样就使得亚里士多德的估计大约为现在接受数值的两倍。希腊人甚至为地球是球形提供了第三个论证:否则何以从地平线驶来的船总是先露出船帆,然后才露出船身?
    亚里士多德认为地球是不动的,太阳、月亮、行星和恒星都以圆周为轨道围绕着地球公转。他相信这些,是因为他认为地球是宇宙的中心,而圆周运动是最完美的;他的这种看法是基于某些神秘的原因。公元2世纪,这个思想被托勒密精制成一个完整的宇宙学模型。地球处于正中心,8个天球包围着它,这8个天球分别负载着月亮、太阳、恒星和5个当时已知的行星:水星、金星、火星、木星和土星。为了说明在天空中观察到的这些行星的相当复杂的轨道,人们认为它们本身沿着附在相应天球上的更小的圆周运动。最外层的天球携带着所谓的固定恒星,它们的相对位置总是保持不变,但是总体围绕着天空旋转。最后一层天球之外为何物一直不很清楚,但是它肯定不是人类所能观测到的宇宙部分。
    托勒密模型的系统可以相当精密地预言天体在天空中的位置。但是为了正确地预言这些位置,托勒密不得不假定,月亮遵循的轨道有时使它离地球的距离是其他时候的一半。这意味着月亮有时显得要比其他时候大一倍!托勒密承认这个瑕疵,但是尽管如此,他的模型被广泛地,虽然不是普适地接受。它被基督教会接纳为与《圣经》相一致的宇宙图象。这是因为它具有巨大优势,即在固定恒星天球之外为天堂和地狱留下了大量的空间。
    然而,1514年波兰教士尼古拉·哥白尼提出了一个更简单的模型。(起初,也许哥白尼害怕被教会谴责为异端,所以将他的模型匿名地流传。)他的观念是,太阳静止地位于中心,而地球和行星们围绕着太阳作圆周运动。将近一个世纪以后,人们才认真接受他的观念。后来,两位天文学家  ——德国人约翰斯·开普勒和意大利人伽利略·伽利雷开始公开支持哥白尼理论,尽管它所预言的轨道还不能完全与观测相符合。直到1609年,亚里士多德和托勒密的理论才宣告死亡。那一年,伽利略用刚发明的望远镜来观测夜空。当他观测木星时,发现有几个小卫星或月亮围绕着它转动,这表明不像亚里士多德和托勒密设想的那样,并非所有东西都必须直接地围绕着地球转动(当然,仍然可能相信地球是静止地处于宇宙的中心,而木星的卫星沿着一种极其复杂的轨道围绕地球运动,表观上看来它们是围绕着木星转动。然而,哥白尼理论却简单得多了)。同时,约翰斯·开普勒修正了哥白尼理论,提出行星不是沿着圆周而是沿着椭圆(椭圆是拉长的圆)运动,从而最终使预言和观察相互一致了。
    P1-4