斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking),著名物理学家,1942年1月8日出生于英国牛津,1979至2009年任卢卡斯数学教授,著有《时间简史》等书。
霍金21岁时患上运动神经元疾病,全身瘫痪,不能言语。但他仍在物理学领域做出了很大成就,主要研究领域为宇宙论和黑洞理论。证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型。
2018年3月14日,霍金逝世。全世界都在流泪,有人说,他本就属于星空,此刻他魂归故里。
霍金告诉世人一定要仰望星空,永远保持一颗好奇心!感谢沪江这份最好的礼物《时间简史》,给我仰望星空的机会!
第一章 我们的宇宙图像
本章主要回顾了在漫漫历史长河中,一代代先驱不畏流言、努力为探索未知宇宙所做出的卓越成绩。
印度教的宇宙观认为,地球是由六只大象背着的, 而地狱是由在一只趴在蛇上的乌龟背着。希腊人认为地球在水上飘着,而水之上与地球同时存在四种元素。这些朴素的想法,虽然现在看来很荒谬,但对于从前技术贫乏的世纪,人们能够打开想象之门,无限畅想是值得我们敬佩的事!
公元前340年希腊哲学家亚里士多德的著作《天论》,他提出观点:地球是圆的。理由一是如果地球是一个平面圆盘,那么月亮必须永远处于太阳和地球的正中间,否则月亮的影子会被拉长,不再是圆形。二是,由旅行得知,在南方、北方观测北极星的高度不一样。观测方向越接近北方,北极星的高度越高,而在赤道看北极星,它则出现在几乎与地平线水平方向。三是海面上,从地平线驶来的船只,总是先露出船帆。
托勒密精致完整宇宙学模型。他认为地球位于正中心,八个天球月亮、太阳、金、水、火、木、土星围绕其运行,最外层还有固定的恒星运行,这就是最原始的地心说。托勒密的学说能被当时的教会所接纳,是因为最外层固定恒星之外的地方,为天堂和地狱留下了大量的空间。
波兰的传教士,尼古拉.哥白尼认为太阳静止的位于中心,而地球和行星们围绕着太阳做圆周运动,起初他害怕教会谴责自己为异端,他的观点隐匿流传。
能够想象,在那个宗教信仰为主流的社会,这些站在时代最前线的人们,是怎样在风口浪尖坚守自己的!无论结论正确与否,但探索最终会得到传颂,德国人约翰开普勒和意大利人伽利略伽里雷开始公开支持哥白尼的观点。
1609年伽利略发明了望远镜观测到,亚里士多德和托勒密的地心说是错的。因为他发现木星周围有很多小行星围绕着运动,同时开普勒修正了哥白尼的理论,他认为行星不是沿着圆周,而是沿着椭圆运动。
1687年物理科学有史以来最著名的著作,《自然哲学的数学原理》问世!艾萨克.牛顿爵士提出,物体如何在空间和时间中运动的理论,并为分析这些运动所需的复杂数学方法,提供了理论支持,那便是万有引力:宇宙中的任何一个物体都被另外物体吸引着!
哥白尼摆脱托勒密的天球理论,提出宇宙存在自然边界的想法。
牛顿在给,思想家理查德特里的一封信中说道。根据万有引力理论,如果只有有限数目的恒星分布在有限空间区域,那么它们会吸引,而回落至某处。但推断如果存在无数的恒星。这样的设想便不存在,因为不只一个中心落点,从而不会落至某处。不可能存在一个无限静态的引力,总是吸引的宇宙模型。
1823年德国哲学家,亨利希.奥伯斯说宇宙不是无限静止的,否则每颗恒星都会像太阳一样发光放热!
圣奥古斯丁在《上帝之城》中说道,文明在进步,我们将记住创造这些功绩或发展技术的人们!《创世纪》提出公元前5000年是宇宙创生的时刻!
古人用周期性洪水或其他灾难的出现,使人类重复的回到文明的开初,来回答很多诘难。但亚力士多德和其他许多哲学家都否定带有神学色彩的创生说。
虽然伊曼努尔.康德在发表的晦涩难懂的《纯粹理论批判》,理性判断他提出的宇宙在时间上有开端。
1929年埃德温哈勃完成了一次里程碑式的观测:不管往哪一方向观测,远处的星星都在极速飞离我们而去。这将宇宙开端问题带到了科学的王国。早在100亿至200亿年前,星体刚好在同一地方,所以那时候宇宙的密度无限大。
恩培.多克勒说,任何东西是由四元素土气火水组成的。卡尔.波普尔哲学家,也提出能给出许多原则上可以被观测或者的预言。
其实设计出的新理论,实际上是原先理论的一个扩展。爱因斯坦的广义相对论,预言和观测到的相符合,而牛顿理论却做不到。但为了使用目的,我们仍使用牛顿理论。
科学的终极目的是提供整个宇宙的单一理论。20世纪上半叶,两个伟大的成就,广义相对论和量子力学理论。前者描述宇宙和引力的大尺寸[1到1亿亿亿(1后24个0)英尺] 。后者描述小尺寸(万分之一英寸)。两者有不统一性,但我们不能否定他们在核能和微电子学上带来了巨大革命。所以我们现在正在寻求,统一的理论——量子引力理论,而且对他所做的预言已经很多了,是一种描述宇宙万物的完整统一的理论。
一个完整的统一理论,能保证我们得到正确的结论,还是推出错误的结论?不得而知。但作者霍金认为,基于达尔文的自然选择学说,个体在遗传物质和发育上的变异,可以使其对它周围世界更能引出正确的结论。因此,他们的行为和思维方式的模式也越来越起主导作用。
正确的智慧和科学发现的东西,给我们带来了存活的好处。所以,自然选择赋予我们探索完整统一理论的推理能力。在这里,我感到作者对于宗教或是其他观点有很大的包容心,很理性地看待所有事物、观点的产生,我想,这对新理论的出现起到了积极的作用。
一个完整的统一理论,可能不会影响我们的生活方式,也可能对我们种族存活无助,但自从文明开始以来,人们即不甘心于将事件看成互不相关、不可理喻的存在,所以无论何时,路漫漫,人们终将不断求索!
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