内容简介
曾有一位哲人说,当一个人意识到自己的局限,就会把注意力投向浩瀚的宇宙和太空。这句话用在斯蒂芬?霍金身上,真是再恰当不过了。这位因疾病而被禁锢在轮椅上长达40多年,全身只有三根手指能够活动的科学家,却用惊世骇俗、天马行空般的想象力,大胆提出了目前的宇宙学说,解开了许多宇宙之谜,成为了物理界的超新星。《时间简史》就是他名的著作之一。
在《时间简史》中,霍金对时间本质、宇宙由来作出了性的总结,他的理论和构想已经成为科学领域的里程碑。本书以《时间简史》为底本,对霍金的思想和理论进行了系统、全面的解读,并采用了文字、图示和表格等多种新颖的手法,以通俗易懂和富有亲和力的形式还阐述霍金敬畏的发现。人类从古至今对时间的探索历程将在本书中清晰展现,这将是一本每个人都可以读得懂的科普书。
目录
编者序:调侃时间
本书阅读导航
第1章 霍金与《时间简史》
1.霍金:有史以来的科学家之一
2.霍金的作品:从《时间简史》到《大设计》
3.量子宇宙论:霍金讲述宇宙的由来
第2章 狭义相对论
1.爱因斯坦:20世纪的物理学家
2.光速:亘古不变的速度
3.永恒不变:时间与空间
4.空间:一直在找却没有找到的空间
5.爱因斯坦之前的解释:运动中的物体长度会缩小
6.光速不变原理:爱因斯坦的破空之解
7.相对性原理:伽俐略提出的相对论
8.四维:时间与空间的集合
9.何谓同时:同时也是相对的
10.钟表变慢:光速恒定带来的奇特现象之一
11.测定值会缩小:光速恒定带来的奇特现象之二
12.验证时间变慢:穿过大气层的中微子流
13.再度相逢时谁更年轻:双子吊诡之谜
14.男孩更年轻:双子吊诡的解答
15.水桶实验:牛顿寻找的空间
第3章 广义相对论
1.改写重力法则:爱因斯坦提出广义相对论
2.加速度与重力:爱因斯坦将两个问题合二为一
3.望远镜:伽俐略的伟大发明
4.等价原理:重量不同的物体为什么同时落地
5.光线折射:重力的作用
6.时空的弯曲:时空并非是平坦的
7.时空的涟漪:一种不寻常的涟漪
8.重力透镜:光线因重力而弯曲的现象
9.疲惫的光芒:光线因重力而变慢
10.黑洞是什么:证明黑洞存在
11.时间冻结:黑洞周围的时间停止了
12.黑洞里面是什么:奇异点与宇宙检阅官
13.黑洞的形成:星球重力崩坏的结果
第4章 霍金的宇宙学说
1.爱因斯坦的挑战:对宇宙原理的革命
2.封闭的宇宙:宇宙是有限的
3.银河渐远:银河系在不断扩大
4.宇宙膨胀:关于宇宙的新思维
5.两种观点:恒常宇宙论与膨胀宇宙论
6.宇宙背景辐射:新的发现
7.高温:宇宙创始时的状态
8.大爆炸:宇宙的起源
9.膨胀的限度:膨胀会永远持续吗
10.两种空间:封闭空间与开放空间
11.大爆炸的困惑:不能解决的困难
12.通货式膨胀:宇宙起源的比喻一
第5章 时间之矢
1.时间之矢:时间的单一方向性
2.普遍的物理法则:时间不会从过去流向未来
3.硬币实验:过去和未来的区别
4.时间本质:时间是一种可能性的流逝
5.硬币试验的发现:熵增大法则
6.两种状态:宏观状态与微观状态
7.玻尔兹曼:深受哲学困扰的物理学家
8.不同的时间之矢:宇宙论的时间之矢
9.意识中的时间:我们如何觉察时间
10.时间指向的标志:熵增大与宇宙创始
11.宇宙创始状态:宇宙膨胀与收缩
12.生物赖负熵为生:薛定谔与负熵
13.进化的起源:宇宙的起点
14.彭罗斯的假说:用奇异点区分过去和未来
第6章 时间机器
1.真的可能吗:神奇的时间机器
2.封闭的时间轴:时间的特质
3.旋转黑洞:另一种黑洞
4.时光隧道:连接平行宇宙的通道
5.虫洞:连接时间的隧道
6.使用虫洞:时光机器的制造原理
7.宇宙绳:宇宙中的绳状能
摘要与插图
爱因斯坦20世纪大的物理学家
阿尔伯特·爱因斯坦(Albert
Einstein,1879~1955),闻名于世的德裔美国科学家,现代物理学的伟大开创者和奠基人。
复读加逃学
1896年,一位向往自由的年轻人走进了瑞士苏黎世的联邦工科大学。而在去年的考试里,他还是个落榜生。爱因斯坦舍弃德国国籍来到瑞士,主要是为了逃避兵役。而这条自由之路却通向发现之路,爱因斯坦就这样开始了他的研究生涯。本性所驱,爱因斯坦厌倦大学里那些循规蹈矩的课程,却把兴趣投向了那些自己感兴趣的书籍,尤其是基尔霍夫和麦克斯韦等物理学家的论文和哲学家马哈的著作。至于考试,爱因斯坦则要仰仗他的好友葛罗斯曼的笔记了。终于,爱因斯坦的所作所为终究引起了一位教授的愤怒。爱因斯坦为他的逃课付出了惨痛代价一因缺席某次实验研究课受到严厉的警告,并在他的大学的档案里留下了不良记录。
双重打击
1900年8月,爱因斯坦毕业了,他目睹了同届友人们留校任教,开始对自己就业无着落的生活进行反思。谋职的压力没有击垮他,他开始酝酿一篇不可思议的论文。论文的内容是关于分子运动研究的。虽然爱因斯坦的相对论广为人知,其实他的研究领域十分广泛,尤其是关于统计力学的研究一他早期论文的主要目标。
1888年5月,爱因斯坦终于找了一份在高中担任代课老师的工作。对他而言,这份工作并不值得骄傲,因为他的目标是更多更广更深的研究。
在他教书工作空当时,爱因斯坦依然写着关于分子运动的论文,然而送到苏黎世大学的审读结果却是被否定。同时,他写给大学同学关于希望在大学谋职的信也遭到了回绝。先是渴望得到助教工作却没被录用,接着又是研究论文不被认可,双重打击让他感受到了刻骨铭心的挫败感。
惊人的转身
爱因斯坦得以踏出新方向的第一步,得归功于他的友人葛罗斯曼的大力协助。在葛罗斯曼父亲的大力下,爱因斯坦才终于在瑞士都伯尔尼专利局找到一份工作。对于在伯尔尼的那段日子,真可说是爱因斯坦一生中福的时光了。因为他只要完成专利局的工作,就可以利用充裕的时间思考他的论文了。在以后的日子里,他和友人哈比希特、索罗文共同创立了名叫“奥林比亚学院”的研讨会,开始终日沉湎于物理、数学、哲学的研讨中。于是,他的那些的论文频频发表,不乏名垂青史的佳作。更令他感到欣喜的是,他还在那里觅得了的妻子。








