《时间简史》的主要内容可概括为以下几个方面:
1.时间起始点——宇宙大爆炸奇点。宇宙是不断膨胀着的,它在最初应该收缩为一点,这一时刻被称为宇宙大爆炸时刻。宇宙在这一点的密度无穷大,这一点即为数学上所称的奇点。
2.时间终结——黑洞。恒星由于引力作用会不断收缩,会形成一个“黑洞”。黑洞表面引力很强,时间会在此终止。
3.上帝是如何启动宇宙的?——宇宙的起源和命运。一种是以人择原理来解释的叫做紊乱边界条件的宇宙起源;另一种解释称为“暴涨模型”,它认为宇宙在开始的一瞬间是以加速度膨胀,在远小于1秒的时间里宇宙的半径增大了100万亿亿亿倍。
4.物理学的统一——终极理论。人类在寻求建立一个适用于宇宙中每一事件的、完整的、协调的统一理论,在这理论中不需要选取特定的常数去符合事实。
拓展资料
《时间简史》是英国物理学家斯蒂芬·霍金创作的科学著作,首次出版于1988年。
全书共十二章,讲的全都是关于宇宙本性的最前沿知识,包括:我们的宇宙图像、空间和时间、膨胀的宇宙、不确定性原理、黑洞、宇宙的起源和命运等内容,深入浅出地介绍了遥远星系、黑洞、粒子、反物质等知识,并对宇宙的起源、空间和时间以及相对论等古老命题进行了阐述。
在该书里,霍金探究了已有宇宙理论中存在的未解决的冲突,并指出了把量子力学、热动力学和广义相对论统一起来存在的问题,该书的定位是让那些对宇宙学有兴趣的普通读者了解他的理论和其中的数学原理。
该书自1988年首版以来,已被翻译成40种文字,累计销售量达2500万册,成为一本畅销全世界的科学著作。
上个世纪的科学进展是无与伦比的,《时间简史》以最通俗的语言,对一些最古老的问题做了阐述,诸如:
* 宇宙是什么样的
书中并没有给出这个问题的答案,因为科学并不能保证所有问题都有一个答案。虽然我们不能找到一套解释整个宇宙的理论,但我们可以把这个问题分成很多小块,并发明许多部分的理论,每一部分理论解释有限的范围,同时忽略其他影响。这种方法获得了极大的成功,例如,牛顿的万有引力定律,只要知道星球的质量就能精确的计算出他们的轨道,而对于星球的结构,上面有没有智慧生物等等完全可以忽略。
正由于这种方法的成功,我们对自己生活的宇宙的了解比起古人已经进了一大步了。现在我们已经知道地球只是围绕着太阳这颗恒星转的行星,月亮是我们的卫星,我们都处在太阳系之中,而太阳系只是银河系无数个太阳系中的一个。银河系之外还有数之不尽的河外星系。
由此我们忽然发现了最重要的一点:宇宙并不是任意的,它是由确定的规律所制约的。因此,科学的终极目标就是:把所有的部分理论合并为能描述宇宙中任何东西的完整统一理论。
随之而来的问题是,这个完整统一的理论必定包含我们人类自身,也就是说制约了我们的行为,作为这个理论中一小部分的人类,是否有能力去了解整个理论呢。也就是说,对于人类而言根本不可能找到一个终极的结论,或者只能找到一个错误的结论。
对不久之前才发现的问题同样做出了很好的解释:
* 空间和时间以及相对论
在爱因斯坦以前,几乎所有人都认为时间和空间是绝对的。爱因斯坦所创立的相对论则告诉人们,没有绝对的事物,一切都是相对的。
让我们来考虑一个特殊的情况:假设有一个宇宙,其中什么东西都没有,有的只是虚空。对于这样的宇宙,时间和空间就毫无意义,因为实在没有方法来度量它们。可见时间和空间都是依附于“物”来存在的。
相对论最大的贡献是告诉了人们,光是有速度的,而且没有任何东西的速度能超过光速。正由于此,对于同一件事的发生,不同的观察者所测得的时间是不同的。最简单的例子是通过望远镜观察极远处的星球。假设某个星球不幸遇到了彗星碰撞,大爆炸后毁灭了,同时发出的光通过10亿光年到达了地球,并被某个天文学家看到。对于这个天文学家来说星球毁灭这一事件正在发生,而其实这个星球早在10亿年前就已经不存在了。
1974年以后,他的研究转向量子引力论。虽然人们还没有得到一个成功的理论,但它的一些特征已被发现。例如,空间-时间在普郎克尺度(10^-33厘米)下不是平坦的,而是处于一种泡沫的状态。在量子引力中不存在纯态,因果性受到破坏,因此使不可知性从经典统计物理、量子统计物理提高到了量子引力的第三个层次。
1980年以后,他的兴趣转向量子宇宙论。
本书的副题是从大爆炸到黑洞。霍金认为他一生的贡献是,在经典物理的框架里,证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性,黑洞越变越大;但在量子物理的框架里,他指出,黑洞因辐射而越变越小,大爆炸的奇点不但被量子效应所抹平,而且整个宇宙正是起始于此。
理论物理学的细节在未来的20年中还会有变化,但就观念而言,现在已经相当完备了。