《時間簡史》 - 內(nèi)容精要

　　一、時間起始點———宇宙大爆炸奇點

人們曾一直相信宇宙以靜止不變的狀態(tài)存在了無窮長的時間，并將以這種狀態(tài)無限地存在下去。但1929年埃德溫·哈勃的具有里程碑式的觀測使這種觀念壽終正寢，并將宇宙開端的探索帶進科學(xué)王國。哈勃發(fā)現(xiàn)無論在哪個方向觀測，遠處的星系都是遠離我們急速而去。也就是說，宇宙是不斷膨脹著，那么它在最初就應(yīng)該收縮為一點，這一時刻被稱為宇宙大爆炸時刻。

宇宙在這一點的密度無窮大，這一點即為數(shù)學(xué)上所稱的奇點。所有的科學(xué)定理在此奇點處均告失效。這意味著，所有在此時刻之前發(fā)生的事件都不能對此時刻之后的事件產(chǎn)生任何影響，之后發(fā)生的事件亦不可能通過科學(xué)定理由之前的事件推導(dǎo)而來。換言之，大爆炸時刻之前與之后的事件之間不存在任何意義上的因果關(guān)系。這樣，從時間的物理意義上來說，時間在宇宙大爆炸奇點處開始。

　　二、時間終結(jié)———黑洞

恒星由于引力作用會不斷收縮，向自身坍縮。當恒星的質(zhì)量大于某個極限時，泡利不相容原理產(chǎn)生的排斥力不能平衡引力，于是恒星將繼續(xù)坍塌下去，形成一個我們稱之為“黑洞”的無限致密的區(qū)域。黑洞表面的引力如此之強，以致在黑洞這個區(qū)域之內(nèi)不可能有任何東西，包括光線從該區(qū)域內(nèi)逃逸而到達遠處的觀察者。

這意味著，如果有一個無畏的航天員和恒星一起向內(nèi)坍塌，并每一秒鐘向環(huán)繞該恒星的宇宙飛船發(fā)一信號。如果在11點整恒星剛好坍塌到臨界半徑而形成黑洞，那么，宇宙飛船上的同伴們在收到恒星上的航天員在10點59秒發(fā)出的最后一個信號后將再收不到任何信號。時間在此終止。人們可以將詩人但丁針對地獄入口所說的話恰到好處地用于黑洞：“從這進去的人必須拋棄一切希望。”

　　三、上帝是如何啟動宇宙的？———宇宙的起源和命運

盡管人們對于宇宙大爆炸后的演化圖景有了一定的了解，但依然有些問題始終困擾著人們。比如，為何在空間和時間的所有地方和方向上表現(xiàn)一致？為何宇宙以這樣接近于介于坍塌和永遠膨脹模型的臨界膨脹速率開始并膨脹下去？盡管在大尺度上宇宙是如此一致和均勻，又如何存在局部的無規(guī)則性？或者我們可以問，在宇宙大爆炸的一瞬間是誰決定了宇宙以這種模式演化至今？霍金在此書中描述了人們在追溯宇宙起源的道路上艱辛的腳步。

一種是以人擇原理來解釋的叫作紊亂邊界條件的宇宙起源。就像著名的一大群猴子敲打打字機，大部分敲出來的必是廢話，但純粹的偶然也許會使它們敲出一行莎士比亞的短詩。類似地，在宇宙開端的多種無規(guī)則可能中，我們剛好生活在這樣一個光滑一致的區(qū)域里，才有可能使我們這樣復(fù)雜的人類存在。另一種解釋稱為“暴漲模型”，它認為宇宙在開始的一瞬間是以加速度膨脹，在遠小于1秒的時間里宇宙的半徑增大了100萬億億億倍（10的30次方）。

這些理論在不同程序上雖可以解答人們的某些疑惑，但最終不能確定宇宙的根本的內(nèi)在秩序?，F(xiàn)在人們開始轉(zhuǎn)向?qū)で笠环N將量子力學(xué)和引力結(jié)合起來的完整而協(xié)調(diào)的理論，在這種理論指導(dǎo)下，人們找到另一種描述宇宙起源及命運的模式，即空間——時間只有有限的尺度，卻沒有奇點作為它的邊界或邊緣?？臻g——時間就像表面積有限而無邊界的地球，只不過多了兩維。宇宙的開端曾使人們想象一個造物主來啟動這個世界，但是，如果宇宙是完全自足的、沒有邊界或邊緣，就意味著它既沒有開端也沒有終結(jié)——它就是存在。那么，還有上帝存身之處么？

　　四、物理學(xué)的統(tǒng)—終極理論

人類在尋求建立一個適用于宇宙中每一事件的、完整的、協(xié)調(diào)的統(tǒng)一理論，在這理論中不需要選取特定的常數(shù)去符合事實。尋找這樣的一個理論被稱之為“物理學(xué)的統(tǒng)一”，是當代物理學(xué)的首要目標。愛因斯坦用晚年的大部分時間進行這項工作，但沒有成功。人們將力分為四種，即引力、電磁力、弱核力和強核力，并已通過所謂的“大統(tǒng)一理論”（GUT）將后三種力統(tǒng)一起來，而將引力也包括進來的工作正在進行之中。

這一工作的難度在于廣義相對論是一個“經(jīng)典”理論，它沒有包含量子理論的不確定性原理，而其他的部分理論又非?；镜匾蕾囉诹孔恿W(xué)。所以必須是將廣義相對論和量子力學(xué)結(jié)合起來。雖然還存在著一些未解決的問題，但從目前人們研究的“弦理論”中已看出成功的希望。

　　《時間簡史》 - 專家點評

是先有雞，還是先有蛋？宇宙有開端嗎？如果宇宙有開端的話，在此之前還發(fā)生過什么事情？宇宙從何處來，又向何處去？時間的本質(zhì)是什么？它會有終結(jié)嗎？過去與將來之間的差別從何而來？為什么我們記住的是過去而不是將來？這是我們很多人都曾經(jīng)思考過的問題，同時又深深地被困惑，無法解答。對自己存身于其中的宇宙的神秘感卻永遠潛存在我們每一個人的心中。

這也就是為什么當斯蒂芬·霍金的《時間簡史》出版后，會在全世界造成如此巨大影響的原因———這本書至今累計發(fā)行量已達2500萬冊，被譯成近40種語言，也就是說，世界上每500個人中就有一個人讀過這部關(guān)于時間與空間的科學(xué)著作。他的名字憑借《時間簡史》這本書為世人所熟知。

　　其實，早在70年代，霍金就曾使人為之側(cè)目。他提出了黑洞放射，提出了奇點理論，并且用最通俗易懂的方法向朋友解釋黑洞。朋友們問他：“如果黑洞是黑的，你怎么會看到它呢？”他回答說：“你去過舞廳嗎？在那里你是否看到過那些穿著黑色晚禮服的男士與那些穿著白裙子姑娘們在一起翩翩起舞的情景？當燈光變暗時，你只能看到姑娘們，假設(shè)姑娘就是普通的星星，而男青年就是黑洞。你看不見黑洞，就像你看不見男青年一樣。但是姑娘們旋轉(zhuǎn)的舞姿使你確信那里一定有什么東西使她們在旋轉(zhuǎn)。”從黑洞的故事中，就可顯現(xiàn)日后《時間簡史》的科普性。

　　事實上，霍金一直試圖將愛因斯坦的相對論同量子理論綜合起來，這也是愛因斯坦和其他科學(xué)家一直未能獲得成功的領(lǐng)域?；艚鹛岢龅姆匠淌接兄诮沂荆瑸槭裁从钪嬖?50億年的時間里由一點擴展成無限，以及為什么它又以一種被稱為“宇宙險境”的方式對其本身進行收縮。

《時間簡史》是一部講述宇宙奧秘的科普讀物，試圖解答人類最古老的命題：時間是有始有終的嗎？宇宙是無限的嗎？霍金認為宇宙的不斷膨脹表明，宇宙在存在之前有一個誕生的起點，宇宙誕生的那一刻叫作“宇宙大爆炸”。“時間——空間在大爆炸奇點處開始，并會在大擠壓奇點處或黑洞的一個奇點處結(jié)束。任何拋進黑洞的東西都會在奇點處被毀滅。”

在霍金展示給人們的新的宇宙圖景中，他在經(jīng)典物理學(xué)的框架內(nèi)，證明了黑洞和大爆炸奇點的不可避免性；而在量子物理學(xué)的框架內(nèi)，他研究的黑洞輻射理論證明，大爆炸的奇點不但被量子效應(yīng)所抹平，而且宇宙正是起始于此。因此，霍金當之無愧地被贊譽為本世紀最重要的廣義相對論學(xué)者和宇宙學(xué)家。

　　在《時間簡史》中霍金所有理論公式都棄置不用，因為別人告誡他，放在書中的每一個方程都會使本書的銷售量減半?；艚鸪晒α耍藭越?jīng)問世，已售出1000萬冊?；艚鹪鴳蚍Q，寫此書的目的是為了給女兒掙學(xué)費，結(jié)果是，他女兒得到了豐足的學(xué)費，而讀者獲得了豐富的知識。

　　人們對于霍金的景仰，還來自于霍金對科學(xué)的執(zhí)著精神和對生活的勇氣?；艚?0歲時被診斷出患有肌萎縮性側(cè)索硬化，該病將導(dǎo)致癱瘓，醫(yī)生甚至預(yù)言他還只有兩年的壽命，然而霍金卻創(chuàng)造了奇跡。盡管如今他只能坐在裝有馬達的輪椅里，依靠一個電腦發(fā)聲合成器，以正常人十分之一的速度與人“交談”，生理上他寸步難行，智慧上卻一躍千年，跑到幾十億光年之外，那宇宙的邊緣。他同其他科學(xué)家一樣，用自己的經(jīng)歷告訴世人：執(zhí)著的探索精神是生命的最大動力。

霍金所說的一切不可能都是絕對真理，他是一個探索者，在不斷探索新的事物。他不僅推崇數(shù)學(xué)作為最嚴謹?shù)男问竭壿嫷耐?，更處處引證實際觀測結(jié)果作為理論可信的基本條件。正如作者在書中指出的：“無論如何，科學(xué)的力量在于凡是未經(jīng)實驗驗證的東西就不能被認為是真實的存在。”所以，在任何一種理論被實驗或觀測事實多次重復(fù)地證明之前，它是不可能為科學(xué)界所承認和接受為一種科學(xué)理論的，不管提出這種理論的是何許人。

就宇宙學(xué)來說，說“宇宙在空間和時間上是無限的”，這對哲學(xué)家們來說可能一般地是正確的，但在現(xiàn)代自然科學(xué)中，科學(xué)家們往往避免使用或者根本就不使用這種說法。因為任何科學(xué)理論只能以實驗和觀測證據(jù)為基礎(chǔ)，而任何實驗和觀測只能作用于有限的客體。所以對于現(xiàn)代天文學(xué)家、宇宙學(xué)家，他們所能研究和討論的只能是可實驗、可觀測的具體而有限的宇宙，而對于望遠鏡看不到的更遙遠的宇宙深處，他們將會老老實實地告訴你“這還是一個未解之謎”。

這就是科學(xué)?？茖W(xué)永遠不會標榜自己“無所不知”。重要的是，人類必須思考，必須繼續(xù)不停地思考。人類必須努力拓展知識領(lǐng)域，但有時人們確實不知道從何處入手。我們不知道知識的邊界在哪兒，是不是？因為你不知道起點在哪里。

　　如果我們發(fā)現(xiàn)了完整的宇宙理論，我們應(yīng)當及時地讓所有的人都能理解它的基本原理， 而不僅僅只限于少數(shù)科學(xué)家。到那時， 我們所有的人——— 哲學(xué)家、科學(xué)家，以及普通大眾，都能夠參與關(guān)于我們和宇宙為什么存在的問題的討論。如果我們找到了這一問題的答案，人類理智將奏起終極勝利的凱歌，因為人類獲得了最后的勝利。

　　《時間簡史》 - 妙語佳句

　　我們之所以看到宇宙這個樣子，只是因為如果它不是這個樣子，我們就不會在這里去觀察它。

　　大爆炸是宇宙開端的奇點。

　　科學(xué)的力量在于凡是未經(jīng)實驗驗證的東西就不能被認為是真實的存在。

　　當愛因斯坦說到“上帝不擲骰子”的時候，他錯了。鑒于黑洞給予我們的暗示，上帝不僅擲篩子，而且往往將骰子擲到我們看不見的地方以迷惑我們。