时间简史

时间简史(插图本) 史蒂芬·霍金 简介 史蒂芬·霍金的《时间简史》自1988年首版以来的岁月里，已成为 全球科学著作的里程碑。它被翻译成40种文字，销售了近1000万册，成 为国际出版史上的奇观。该书内容是关于宇宙本性的最前沿知识，但是 从那以后无论在微观还是宏观宇宙世界的观测技术方面都有了非凡的进 展。这些观测证实了霍金教授在该书第一版中的许多理论预言，其中包 括宇宙背景探险者卫星（COBE）的最近发现，它在时间上回溯探测到 离宇宙创生的30万年之内，并显露了他所计算的在时空结构中的涟漪。 译者序 许明贤、吴忠超 宇宙论是一门既古老又年轻的学科。作为宇宙里高等生物的人类不 会满足于自身的生存和种族的绵延，还一代代不懈地探索着存在和生命 的意义。但是，人类理念的进化是极其缓慢和艰苦的。从亚里士多德 ——托勒密的地心说到哥白尼——伽利略的日心说的演化就花了2000年 的时间。令人吃惊的是，尽管人们知道世间的一切都在运动，只是到了 本世纪20年代因哈勃发现了红移定律后，宇宙演化的观念才进入人类的 意识。人们甚至从来没有想到过宇宙还会演化。牛顿的万有引力定律表 明，宇宙的物质在引力作用下不可能处于稳定的状态。即使在爱因斯坦 的广义相对论中，情况也好不到哪儿去，为了得到一个稳定的宇宙模 型，他曾将宇宙常数引进理论中。他们都希望在自己的理论中找到稳定 的宇宙模型。可见，宇宙演化的观念并不是产生于这些天才的头脑之 中。 可以公平的说，哈勃的观测标志着现代宇宙论的诞生。哈勃发现， 从星系光谱的红移可以推断，越远的星系以越快的速度离开我们而去， 这表明整个宇宙处于膨胀的状态。从时间上倒溯到过去，估计在100亿 到200亿年前曾经发生过一桩开天辟地的大事件，即宇宙从一个极其紧 致、极热的状态中大爆炸而产生。伽莫夫在1948年发表的一篇关于热大 爆炸模型的文章中作出了一个惊人的预言，早期大爆炸的辐射仍残存在 我们周围，不过由于宇宙膨胀引起的红移，其绝对温度只余下几度左 右，在这种温度下，辐射是处于微波的波段。但在1965年彭齐亚斯和威 尔逊观测到宇宙微波背景辐射之前，人们并不认真对待此预言。 一般认为，爱因斯坦的广义相对论是用于描述宇宙演化的正确的理 论。在经典广义相对论的框架里，霍金和彭罗斯证明了，在很一般的条 件下，空间——时间一定存在奇点，最著名的奇点即是黑洞里的奇点以 及宇宙大爆炸处的奇点。在奇点处，所有定律以及可预见性都失效。奇 点可以看成空间时间的边缘或边界。只有给定了奇点处的边界条件，才 能由爱因斯坦方程得到宇宙的演化。由于边界条件只能由宇宙外的造物 主所给定，所以宇宙的命运就操纵在造物主的手中。这就是从牛顿时代 起一直困扰人类智慧的第一推动问题。 如果空间......