開放分類:書籍,物理學,導論,天體物理學,宇宙學。
宇宙學是壹門古老而年輕的學科。人類作為宇宙中的高等生物,不滿足於自身的生存和種族的延伸,還要壹代又壹代地探索存在和生命的意義。然而,人類思想的進化是極其緩慢和艱巨的。從亞裏士多德-托勒密的地心說到哥白尼-伽利略的日心說演化,用了2000年。令人驚訝的是,雖然人們知道世間萬物都在運動,但直到20世紀20年代哈勃發現紅移定律,宇宙演化的概念才進入人類意識。人們甚至從未想過宇宙會進化。牛頓萬有引力定律表明,宇宙中的物質在引力作用下不可能處於穩定狀態。即使在愛因斯坦的廣義相對論中,情況也好不了多少。為了得到壹個穩定的宇宙模型,他在理論中引入了宇宙常數。他們都希望在自己的理論中找到壹個穩定的宇宙模型。可見宇宙進化的概念並不是在這些天才的頭腦中產生的。
將哈勃的發現視為現代宇宙學的誕生是公平的。哈勃發現,從星系光譜的紅移可以推斷出,星系離我們越遠,離我們越快,這表明整個宇宙處於膨脹狀態。時光倒流,估計在10億年到200億年前發生過壹次劃時代的事件,即宇宙從極度致密極熱狀態爆發。伽莫夫在1948年發表的壹篇關於熱大爆炸模型的文章中做出了驚人的預言。早期大爆炸的輻射仍然存在於我們周圍,但由於宇宙膨脹導致的紅移,其絕對溫度只有幾度。在這個溫度下,輻射在微波波段。但是在彭齊亞斯和威爾遜觀測到1965年的宇宙微波背景輻射之前,人們並沒有把這個預言當回事。
壹般認為愛因斯坦的廣義相對論是描述宇宙演化的正確理論。在經典廣義相對論的框架下,霍金和彭羅斯證明了在非常壹般的條件下,時空必然存在奇點,最著名的奇點就是黑洞中的奇點和大爆炸中的奇點。在奇點,所有的定律和可預測性都失效了。奇點可以看作是空間和時間的邊緣或邊界。只有給出奇點處的邊界條件,才能從愛因斯坦方程中得到宇宙的演化。因為邊界條件只能由宇宙之外的造物主給定,宇宙的命運掌握在造物主手中。這是自牛頓時代以來,困擾人類智慧的第壹驅動力。
如果空間和時間沒有界限,那就沒必要用第壹推去打擾上帝。這只有在量子引力理論中才能做到。霍金認為,宇宙的量子態處於基態,時空可以看作是壹個有限無界的四維曲面,就像地球的表面壹樣,只是多了兩個維度。宇宙中所有的結構都可以歸結為量子力學測不準原理所允許的最小漲落。從壹些簡單的模型計算中,我們可以得出與天文觀測壹致的推論,比如星系和恒星的團簇結構,大尺度的各向同性和均勻性,時空的平坦性,即時空基本上是平坦的,這使得星系甚至生命的發展成為可能,時間的方向箭頭等等。霍金的量子宇宙論的意義在於,它真正使宇宙學成為壹門成熟的科學。它是壹個自足的理論,即原則上,我們可以僅通過科學定律來預測宇宙中的壹切。
《時間簡史》是英國偉大的物理學家、黑洞理論和“宇宙大爆炸”理論的創始人斯蒂芬·霍金寫的壹部關於宇宙學的經典著作。是普及高等理論物理的科普模型。
在本書中,霍金帶領讀者漫遊外太空的奇異領域,深入淺出地介紹了遙遠的星系、黑洞、誇克、“有味道”的粒子和“旋轉”的粒子、反物質、“時間之箭”,闡述了宇宙是什麽樣子、時空、相對論等古老問題,讓讀者初步了解狹義相對論等宇宙學的秘密以及時間和宇宙的起源。
自1988年第壹版以來,《時間簡史》已經成為全球科學著作的裏程碑。它被翻譯成40種語言,銷售了近100萬冊,成為國際出版史上的壹個奇跡。這本書的內容是關於宇宙本質的最先進的知識,但從那以後,無論是微觀還是宏觀的宇宙觀測技術都取得了非凡的進步。這些觀察證實了霍金在該書第壹版中的許多理論預言,包括最新發現的COBE,它可以追溯到宇宙創造後的30萬年,揭示了霍金超人的時空感知能力。
這本書的作者霍金是當代最重要的廣義相對論者和宇宙學家。20世紀70年代,他和彭羅斯壹起證明了著名的奇點定理。正因如此,他們都獲得了1988的沃爾夫物理學獎。他還證明了黑洞的面積定理,即黑洞的面積不隨時間的增加而減小。這自然讓人把黑洞的面積和熱力學的熵聯系起來。1973年,他考慮了黑洞附近的量子效應,發現黑洞會像黑體壹樣發出輻射,而輻射的溫度與黑洞的質量成反比,以至於黑洞會因為輻射而逐漸變小,但溫度越來越高,最終以最後壹刻的爆炸而告終。黑洞輻射的發現意義重大,它統壹了引力、量子力學和統計力學。
1974之後,他的研究轉向了量子引力理論。雖然人們還沒有得到壹個成功的理論,但已經發現了它的壹些特征。比如時空在普朗克尺度(10-33 cm)上不是平的,而是處於泡沫狀態。量子引力中沒有純態,因果律被破壞,不可知性從經典統計物理和量子統計物理上升到量子引力的第三層次。
1980之後,他的興趣轉向了量子宇宙學。
這本書的副標題是從宇宙大爆炸到黑洞。霍金認為,他壹生的貢獻在於,在經典物理學的框架內,證明了黑洞和大爆炸奇點的必然性,黑洞越來越大;但在量子物理的框架下,他指出黑洞由於輻射變得越來越小,大爆炸的奇點不僅被量子效應抹平,整個宇宙也從這裏開始。
理論物理的細節在未來20年內會有變化,但就概念而言,現在已經相當完整了。
霍金的壹生非常傳奇。就科學成就而言,他是歷史上最傑出的科學家之壹。他的貢獻是在他被盧格氏病限制在輪椅上20年的時候做出的,這確實是史無前例的。因為他的貢獻對人類的概念有著深遠的影響,所以媒體上有很多關於他如何與全身癱瘓作鬥爭的描述。所以,上帝對每個人都是公平的。他身體有缺陷,但頭腦很聰明!盡管如此,其中壹位翻譯在1979第壹次見到他時的情景依然歷歷在目。那是我第壹次參加劍橋霍金小組的廣義相對論研討會。門被打開後,壹個很微弱的電音突然在我的腦後響起。回頭壹看,只見壹個骨瘦如柴的男人斜靠在電動輪椅上,自己開著電動開關。譯者盡量做到禮貌而不太驚訝,但他習慣了對初次見面的人的殘疾程度感到驚訝。他需要很大的努力才能擡起頭來。在他失聲之前,他只能用非常微弱的畸形語言說話,只有和他壹起工作生活了幾個月後才能聽懂。他不會寫字,閱讀必須依靠翻頁的機器。閱讀文學作品時,他必須把每壹頁都攤開在壹張大書桌上,然後他駕駛著輪椅像蠶吃桑葉壹樣壹頁壹頁地閱讀。人們不得不對以如此強烈的意誌追求終極真理的人類靈魂致以深深的敬意。從他對譯者私事的幫助中,我們可以體會到他是壹個人。他每天都要開著輪椅從劍橋西路5號的家出發,穿過美麗的劍河和古老的國王學院,到達位於銀街的應用數學和理論物理系辦公室。系裏專門修了壹個斜坡,方便他坐輪椅。
在富有學術傳統的劍橋大學,他目前擁有也許是有史以來最崇高的教授職位,即曾由牛頓和狄拉克擔任的盧卡斯數學教授。
這本書的譯者之壹,被霍金教了四年,並在他的指導下完成了博士論文。這本書是應霍金的要求翻譯成中文的,這樣人類五分之壹的人口就能理解他的理論。
斯蒂芬·威廉·霍金,出生於1942年10月8日,先後畢業於牛津大學和劍橋大學三壹學院,獲得劍橋大學哲學博士學位。大學學習後期,開始患上“脊髓肌萎縮側索硬化”(運動神經元病),截癱。他克服了殘疾的困難,於1965進入劍橋大學岡維爾和凱厄斯學院擔任研究員。在此期間,他在對宇宙起源的研究上,創立了宇宙的開端是“壹個無限密度的點”的著名理論。自1969以來,他壹直是岡維爾和凱厄斯學院傑出科學成就的研究者。1972-1975先後在劍橋大學天文研究所和應用數學與理論物理系從事研究工作,1975-1977擔任引力物理學高級講師,1977-1979擔任教授,65438+。其間,1974當選為皇家學會最年輕成員。1974-1975是加州理工學院費爾柴爾德講座的功勛學者。1978獲得世界理論物理研究最高獎愛因斯坦獎。霍金的成名是從黑洞的研究成果開始的。融合了愛因斯坦之後,20世紀的另壹大理論——量子論。他認為宇宙是有限的,卻找不到邊際,就像地球表面有限卻找不到邊際壹樣。時間也是有開端的,大約從6543.8+05億年到200億年前開始。1988獲得沃爾夫物理學獎。
霍金在1985年失去了語言能力,表達思想的唯壹工具是電腦語音合成器。他用幾個只能活動的手指操縱壹個特制的鼠標在電腦屏幕上選擇字母和單詞造句,然後通過電腦播放聲音。通常造句需要5、6分鐘,合成壹個小時的錄音講話需要10天。《時間簡史》寫於1988。截止1995,10年底,該書發行量已超過2500萬冊,被翻譯成數十種語言,中文版也已出版。
1990與結婚25年的妻子簡·王爾德離婚。1995年9月16日,與他的護士伊萊恩·梅森結婚斯蒂芬·霍金教授是當代享有盛譽的偉人之壹,被稱為當今在世的最偉大的科學家,愛因斯坦。他在統壹20世紀物理學的兩大基礎理論——愛因斯坦的相對論和普朗克的量子論方面邁出了重要壹步。1989被授予英國爵士榮譽稱號。他是皇家學會的學生,也是美國科學院的外籍院士。
霍金1942 1.8出生於英國牛津,這壹天恰好是伽利略逝世300周年。可能因為出生在二戰時期,他小時候對模型特別著迷。當他十歲的時候,他不僅喜歡制作模型飛機和輪船,還和他的同學們制作了許多不同種類的戰爭遊戲,反映了他對研究和操縱事物的渴望。這種願望驅使他去攻讀博士學位,並在黑洞和宇宙學的研究中取得了巨大的成就。霍金在十三四歲的時候就下定決心要研究物理學和天文學。十七歲時,他獲得自然科學獎學金,順利進入牛津大學。大學畢業後,他轉到劍橋大學學習宇宙學。1963年,21歲的霍金被診斷為肌萎縮側索硬化癥。1965獲得理論物理博士學位。20世紀70年代,他和彭羅斯證明了著名的奇點定理,為此他們都獲得了1988的沃爾夫物理學獎。他因此被譽為繼愛因斯坦之後世界上最著名的科學思想家和最傑出的理論物理學家。“他還證明了黑洞的面積定理。3月1974,1,他在《自然》雜誌上發表論文,闡述了他的新發現,黑洞有輻射(所指的輻射稱為霍金輻射)。他的新發現被認為是多年來理論物理領域最重要的進展。這篇論文被稱為“物理學史上最深刻的論文之壹”。同年,他成為皇家學會會員。1975-1976期間,獲得倫敦皇家天文學會愛丁頓獎章、梵蒂岡教皇科學學會第十壹屆獎章、霍普金斯獎、美國丹尼·奧海涅曼獎、英國皇家學會麥克斯韋獎和休斯獎章。1978年,他獲得了物理學最負盛名的獎項——阿爾伯特·愛因斯坦獎。1979年被任命為著名的劍橋大學歷史上最崇高的教授,即牛頓和狄拉克都是數學的盧卡森教授。1979年出版了《廣義相對論評論:紀念愛因斯坦百年誕辰》。1988年,霍金的驚人之作《時間簡史:從大爆炸到黑洞》發布。本文從對黑洞的研究出發,探索宇宙的起源和歸宿,回答了人類壹直在探索的問題:時間是否有開端,空間是否有邊界?這是人類科學史上裏程碑式的傑作。該書已被翻譯成40多種語言,出版超過654.38+00萬冊,至今已售出2500萬冊。霍金教授的通俗演講在國際上也很有名氣,足跡遍布全球。他試圖通過他的書和流行的演講與全世界交流他的思想。1993年發表了黑洞和嬰兒宇宙等論文。2000年初,霍金在白宮發表演講,這是千禧年晚會活動的壹部分。克林頓總統親切會見了他,並向他表示祝賀。200110又壹部力作《殼中的宇宙》出版。這本書是《時間簡史》的姊妹篇。在這本書裏,霍金揭示了自《時間簡史》出版以來理論物理學的巨大突破。
霍金的魅力不僅在於他傳說中的物理天才,更在於他令人信服的生命力量。他不斷追求的科學精神和勇敢頑強的人格力量深深吸引了每壹個認識他的人。
研究領域:
理論物理:霍金和彭羅斯在70年代證明了著名的奇點定理,他還證明了黑洞的面積定理。霍金的壹生非常傳奇。就科學成就而言,他是歷史上最傑出的科學家之壹。他已經超越了相對論、量子力學和大爆炸理論,進入了創造宇宙的“幾何之舞”。雖然他在輪椅上是如此無助,但他的思想卻輝煌地遨遊於浩瀚的時空,解開了宇宙之謎。
霍金教授是現代科普小說家:代表作是寫於1988的《時間簡史》,是壹部優秀的天文科普小說。作者的想象力豐富,構思奇妙,語言優美,用詞細致,更讓人驚喜。外面的世界,未來的變化是如此的神奇和奇妙。這本書累計發行量達2500萬冊,被翻譯成近40種語言。1992耗資350萬英鎊的同名電影問世。霍金堅信,關於宇宙和生命起源的基本觀點可以不用數學來表達,世界應該可以通過電影這種視聽媒介來理解他的深奧理論。這本書是壹本關於探索時間本質和宇宙前沿的通俗讀物。它是當代最重要的關於宇宙科學思想的經典著作,它改變了宇宙的概念。作為宇宙學無可爭議的權威,《時間簡史》續集壹直以其研究成果和生活吸引著讀者。《時間簡史》的續集是為想更多了解霍金教授生平和他的理論的讀者而編的。該書以坦率真誠的個人訪談形式,描述了霍金教授的人生歷程和研究工作,展現了龐大理論框架背後真實的“人”。這本書不是壹部普通的口述歷史,而是對二十世紀人類最偉大的思想之壹的極其感人和迷人的肖像和描述。對於非專業讀者來說,這本書無疑是他們享受人類文明成果的機會,也是寶貴靈感的來源。霍金講座-黑洞、嬰兒宇宙及其他》是霍金在1976-1992 * * 13期間撰寫的文章和演講集。本文討論了由虛時間和黑洞導致的嬰兒宇宙的誕生,以及科學家們尋求完全統壹理論的努力,並對自由意誌、生命價值和死亡提出了獨到的見解。
時間和空間的本質在80年前就以完整的數學形式表達出來了,量子理論的基本原理在70年前就出現了。然而,這兩個在整個物理學中最精確、最成功的理論,能否統壹在壹個單壹的量子引力中?世界上最著名的兩位物理學家就這個問題展開了辯論。這本書基於霍金和彭羅斯在劍橋大學的六次演講和最終辯論。
作品:
1,時間簡史:從大爆炸到黑洞(1988)
2、《時間簡史》
3.霍金講座-黑洞,嬰兒宇宙和其他。
4.時間和空間的本質
5.殼中的宇宙(2001 10)
獎項:
1和1989被授予英國爵士榮譽稱號。
2.他是皇家學會的學生,也是美國科學院的外籍院士。
3.倫敦皇家天文學會愛丁頓獎章。
4.梵蒂岡教皇科學學會第11枚獎章
5.霍普金斯獎
6.美國丹尼·奧海涅曼獎
7.麥克斯韋獎
8.皇家學會休斯獎章。
9.1978獲得了物理學最負盛名的獎項阿爾伯特·愛因斯坦獎。
10和彭羅斯* * *,壹起獲得了1988的沃爾夫物理學獎。
11,1988霍金的著作《時間簡史:從大爆炸到黑洞》獲得了沃爾夫基金會獎。
時間簡史[大眾版]
斯蒂芬·霍金·列納德·蒙洛迪諾
吳忠朝翻譯
2002年8月,斯蒂芬·霍金第二次訪華。在告別杭州飛往北京之際,他委托吳翻譯他的第三本書。這是現在的時間簡史[大眾版]。
2004年5月,吳收到了發來的壹份電子文稿。