史蒂芬霍金的时间简史表达了什么
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内容简介
自认“黑洞悖论”错误,在2004年7月,霍 金修正了自己原来的观点,承认“信息守 恒”。
因为宇宙论是一门既古老又年轻的学科。 所以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”到“托勒密的地心说”到“哥 白尼的日心说”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20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。将哈勃的发现当成现代宇宙论的诞生 是公平的。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。
自认“黑洞悖论”错误,在2004年7月,霍 金修正了自己原来的观点,承认“信息守 恒”。
因为宇宙论是一门既古老又年轻的学科。 所以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”到“托勒密的地心说”到“哥 白尼的日心说”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20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。将哈勃的发现当成现代宇宙论的诞生 是公平的。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。
追答
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力的问 题。
如果空间-时间没有边界,则就不必劳 驾上帝进行第一推动了。这只有在量子引 力论中才能做到。霍金认为宇宙的量子态 是处于一种基态,空间-时间可看成一有 限无界的四维面,正如地球的表面一样, 只不过多了两个维数而已。宇宙中的所有 结构都可归结于量子力学的测不准原理所 允许的最小起伏。从一些简单的模型计算 可得出和天文观测相一致的推论,如星 系、恒星等等的成团结构,大尺度的各向 同性和均匀性,空间-时间的平性,即空 间-时间基本上是平坦的,并因此才使得 星系乃至生命的发展成为可能,还有时间 的方向箭头等等。霍金的量子宇宙论的意 义在于它真正使宇宙论成为一门成熟的科 学,它是一个自足的理论,即在原则上, 单凭科学定律我们便可以将宇宙中的一切 都预言出来。
在这部书中,霍金带领读者遨游外层空间 奇异领域,对遥远星系、黑洞、夸克、 “带味”粒子和“自旋”粒子、反物质、“时间 箭头”等进行了深入浅出的介绍,并对宇 宙是什么样的、空间和时间以及相对论等 古老问题做了阐述,使读者初步了解狭义 相对论以及时间、宇宙的起源等宇宙学的 奥妙。 [2]
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