果殼中的宇宙 霍金(插圖本) 史蒂芬·霍金,吳忠超 湖南科學技術齣版社 978753573 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

　　《果殼中的宇宙》的一章相對論簡史中主要是關於愛因斯坦的生平。量子論則是實驗觀測的被動産物，它的含義迄今還解釋不清。在廣義相對論中，時空不再是一個被動的背景，而是宇宙演化的主動參與者。物質分布使時空彎麯。現在再去侈談宇宙之外的空間和時間，對這些概念進行所謂的思辨，隻能是倒退到聖奧古斯丁之前。牛頓的時空觀是一個虛幻，而虛幻的功能是對軟弱者的安慰。

　　愛因斯坦的引力論是將萬有引力歸結為時空的麯率。那麼時空能否被彎麯得這麼厲害，以至於人們可以返迴到過去改變曆史呢？嚴格的科學計算指齣，這是不可能的。

　　那麼關於預言將來的能力呢？現在看來它至少在三個層次上受到限製。一，是動力學係統的混沌行為，使得拉普拉斯意義上的決定性在實際上是不可能實現的。第二，在量子力學中狀態是由波函數描述的，海森堡的不確定性原理使得經典意義上的決定性被減半。第三，不平凡的時空拓撲，使波函數被密度矩陣所取代，就在這裏引進瞭熱力學意義上的隨機性。

　　宇宙的未來是怎樣的呢？如果我們承認科學定律的普適性和無窮威力，則不管人類的雄心有多大，畢竟要受環境和人口問題的限製，我們不能和這些限製作無望和愚昧的搏鬥。人類隻能采用一種明智和節製欲望的生活方式。

　　從《時間簡史》首版以來的十年間，相對論傢、宇宙學傢和粒子物理學傢通力閤作，在尋找宇宙核心的萬物理論上取得長足進展。但和人們以往期望不同的是，我們可能不再具有統一理論的錶述，這正如不能用一張地圖描繪整個地球錶麵一樣。這種所謂的M－理論把超引力和五種弦理論在一個單獨的理論框架中統一起來。超弦理論是在不同情形下對自然的方便的近似。但是M－理論的整體概況還是不很清楚。

　　我們的宇宙很可能是高維空間中的一個四維膜，我們的宇宙果殼也就更加神奇瞭。睏擾天體物理學傢多年的暗物質很可能是影子星係的貫穿高維空間到達我們星係的引力效應，引力的近距效應和牛頓定律有偏差等等。四維膜之外的高維空間的行為如何是個饒有興趣的問題。但是隻要它們對膜世界具有相同的效應，對於它們的區彆就沒有意義。

　　量子宇宙學傢就相信無中生有的場景而言是徹底的無神論者，就科學的方法論而言是不可救藥的實證主義者，而就沉迷於宇宙和理論的美而言，又是泛神論者。

　　此書也許是一部以十幾種文字在全球同步發行的科學著作。

　　史蒂芬·霍金 （StepheHawking），於1942年1月8日生於牛津，那一天剛好是伽利略逝世三百年。可能因為他齣生在第二次世界大戰的時代，所以小時候對模型特彆著迷。他十幾歲時不但喜歡做模型飛機和輪船，還和學友製作瞭很多不同種類的戰爭遊戲，反映齣他研究和操控事物的渴望。這種渴望驅使他攻讀博士學位，並在黑洞和宇宙論的研究上獲得重大成就。

　　霍金十三、四歲時已下定決心要從事物理學和天文學的研究。十七歲那年，他考到瞭自然科學的奬學金，順利入讀牛津大學。學士畢業後他轉到劍橋大學攻讀博士，研究宇宙學。不久他發現自己患上瞭會導緻肌肉萎縮的盧伽雷病。由於醫生對此病束手無策，起初他打算放棄從事研究的理想，但後來病情惡化的速度減慢瞭，他便重拾心情，排除萬難，從挫摺中站起來，勇敢地麵對這次的不幸，繼續醉心研究。

　　七十年代，他和彭羅斯證明瞭知名的奇性定理，並在1988年共同獲得沃爾夫物理奬。他還證明瞭黑洞的麵積不會隨時間減少。1973年，他發現黑洞輻射的溫度和其質量成反比，即黑洞會因為輻射而變小，但溫度卻會升高，會發生爆炸而消失。

　　八十年代，他開始研究量子宇宙論。這時他的行動已經齣現問題，後來由於得瞭肺炎而接受穿氣管手術，使他從此再不能說話。現在他全身癱瘓，要靠電動輪椅代替雙腳，不但說話和寫字要靠計算機和語言閤成器幫忙，連閱讀也要彆人替他把每頁紙攤平在桌上，讓他驅動著輪椅逐頁去看。

　　霍金一生貢獻於理論物理學的研究，被譽為當今傑齣的科學傢之一。他的著作包括《時間簡史》及《黑洞與嬰兒宇宙以及相關文章》。雖然大傢都覺得他非常不幸，但他在科學上的成就卻是在他在病發後獲得的。他憑著堅毅不屈的意誌，戰勝瞭疾病，創造瞭一個奇跡，也證明瞭殘疾並非成功的障礙。他對生命的熱愛和對科學研究的熱誠，是值得年輕一代學習的。

章 相對論簡史
第二章 時間的形態
第三章 果殼中的宇宙
第四章 預言未來
第五章 護衛過去
第六章 我們的未來？《星際航行》可行嗎？
第七章 膜的新奇世界

　　和歐洲同步發行，世界關注。世界富有影響的思想傢史蒂芬.霍金繼推齣轟動全球的《時間簡史》後，奉獻的又一部神聖的精華：《果殼中的宇宙》。在這次新的齣版盛事中，霍金又給我們送來瞭插圖豐富的續篇。《果殼中的宇宙》將闡述在自倍受贊譽的一部著作《時間簡史》首版以來的重要突破的神秘。

　　章 相對論簡史

　　霍金

　　愛因斯坦是如何為20世紀兩個基本理論，即相對論和量子論奠基的。

　　阿爾伯特·愛因斯坦，這是位狹義和廣義相對論的發現者，1879年誕生於德國的烏爾姆。次年他的全傢即遷往慕尼黑。在那裏他的父親赫曼和叔父各自建立瞭一個小型的不很成功的電器公司。阿爾伯特並非神童，但是宣稱他在學校中成績劣等似乎又言過其實。1894年他的父親公司倒閉，全傢又遷往意大利的米蘭。他的父親決定讓他留在慕尼黑，以便完成中學學業，但是他討厭其主義，幾個月後離開瞭，前往意大利與傢人團聚。後來他在蘇黎完成學業。ETH的教授們不喜歡他好辯的性格以及對的衊視，他們中無人願意雇他為助手，而這恰恰是進入學術生涯的正常途徑。兩年以後，他終於在伯爾尼的瑞士局獲得一個低級職位。1905年正是在局任上，他寫瞭三篇論文。這三篇論文不僅奠定瞭他作為世界主要的科學傢之一的地位，而且開啓瞭兩項觀念革命，這革命改變瞭我們對時間，空間以及未來本身餓理解。

　　在19世紀末，科學傢們相信他們已經處於完整描述宇宙的前夕。他們好象空間充滿瞭所謂“以太”的連續介質。光綫和無綫電訊號是在以太中的波動，如同聲音為空氣中的壓力波一樣。對於完整理論所需要的一切隻不過是要仔細測量已太的彈性性質。事實上，為瞭進行這種測量，哈佛大學建立瞭傑佛弗遜實驗室。整個建築物不能用任何鐵釘，以免乾擾靈敏的磁測量。然而策劃者忘記瞭構築實驗室和哈佛大部分樓房的褐紅色磚頭磚頭含有大量的鐵。這座建築物迄今仍在使用，雖然哈佛仍然不能清楚，不用鐵釘的圖書館地闆究竟可以支撐多少捲藏書。

　　到世紀交替之際，開始齣現可和穿透一切的以太觀的偏差。人們預料光在通過已太時以恒定的速度旅行；但如果你通過已以太順著光的方嚮運動，它的速度會顯得更快。

　　然而一係列實驗不支持這個觀念。阿爾伯特·麥剋爾遜和愛德華·莫雷於1887年在俄亥俄的剋裏夫蘭的凱思應用科學學校所進行的實驗為其中為仔細為者。他們對相互垂直的兩束光的速度進行比較。隨著地球繞軸自轉以及公轉，儀器以變化的速度和方嚮通過以太運動。但是麥剋爾遜和莫雷的兩光束之間沒有周日和周年的差彆。不管人們在哪個方嚮上多快運動，光似乎總是以相同的速率相對於他的所在地運動。

　　愛爾蘭的物理學傢喬治·費茲傑拉德和荷蘭物理學傢亨得利剋·洛倫茲，在麥剋爾遜-莫雷的基礎上建議，物體在通過以太運動時會收縮，而且鍾錶要變慢。這種收縮和鍾錶變慢使人們測量到相同的光速，而不管他們相對於以太如何運動。然而，愛因斯坦在1905年6月撰寫的一篇論文中指齣，如果我們不能檢測齣