企业管理时间简史.docx
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1、时间简史从大爆炸到黑洞作者:史蒂芬霍金-译者者序感谢导言第一章我们的的宇宙图图象第二章空间和和时间第三章膨胀的的宇宙第四章不确定定性原理理第五章基本粒粒子和自自然的力力第六章黑洞第七章黑洞不不是这么么黑的第八章宇宙的的起源和和命运第九章时间箭箭头第十章物理学学的统一一第十一章章结论论阿尔贝特特爱因因斯坦伽利雷伽利略略伊萨克牛顿小辞典-baiddu译者序-宇宙论论是一门门既古老老又年轻轻的学科科。作为为宇宙里里高等生生物的人人类不会会满足于于自身的的生存和种种族的绵绵延,还还一代代代不懈地地探索着着存在和和生命的的意义。但是,人类理理念的进进化是极其缓缓慢和艰艰苦的。从亚里里士多德德托托勒密的的
2、地心说说到哥白白尼伽利略略的日心心说的演化就就花了220000年的时时间。令令人吃惊惊的是,尽管人人们知道道世间的的一切都都在运动动,只是是到了本世世纪200年代因因哈勃发发现了红红移定律律后,宇宇宙演化化的观念念才进入入人类的的意识。人们甚至从来来没有想想到过宇宇宙还会会演化。牛顿的的万有引引力定律律表明,宇宙的的物质在在引力作作用下不可能能处于稳稳定的状状态。即即使在爱爱因斯坦坦的广义义相对论论中,情情况也好好不到哪哪儿去,为了得到一一个稳定定的宇宙宙模型,他曾将将宇宙常常数引进进理论中中。他们们都希望望在自己己的理论论中找到稳定定的宇宙宙模型。可见,宇宙演演化的观观念并不不是产生生于这些
3、些天才的的头脑之之中。将哈勃勃的发现现当成现现代宇宙宙论的诞诞生是公公平的。哈勃发发现,从从星系光光谱的红红移可以以推断,越越远的星星系以越越快的速速度离开开我们而而去,这这表明整整个宇宙宙处于膨膨胀的状状态。从从时间上倒溯溯到过去去,估计计在1000亿到到2000亿年前前曾经发发生过一一桩开天天辟地的的大事件件,即宇宇宙从一个极极其紧致致、极热热的状态态中大爆爆炸而产产生。伽伽莫夫在在19448年发发表的一一篇关于于热大爆爆炸模型的的文章中中作出了了一个惊惊人的预预言,早早期大爆爆炸的辐辐射仍残残存在我我们周围围,不过过由于宇宙膨膨胀引起起的红移移,其绝绝对温度度只余下下几度左左右,在在这种
4、温温度下,辐射是是处于微微波的波段。但在119655年彭齐齐亚斯和和威尔逊逊观测到到宇宙微微波背景景辐射之之前,人人们并不不认真对对待此预言言。一般认认为,爱爱因斯坦坦的广义义相对论论是用于于描述宇宇宙演化化的正确确的理论论。在经经典广义义相对论的的框架里里,霍金金和彭罗罗斯证明明了,在在很一般般的条件件下,空空间时间一一定存在在奇点,最著著名的奇奇点即是是黑洞里里的奇点点以及宇宇宙大爆爆炸处的的奇点。在奇点点处,所所有定律律以及可预见见性都失失效。奇奇点可以以看成空空间时间间的边缘缘或边界界。只有有给定了了奇点处处的边界界条件,才能能由爱因因斯坦方方程得到到宇宙的的演化。由于边边界条件件只能
5、由由宇宙外外的造物物主所给给定,所以宇宙宙的命运运就操纵纵在造物物主的手手中。这这就是从从牛顿时时代起一一直困扰扰人类智智慧的第第一推动问题题。如果空空间时间没没有边界界,则就就不必劳劳驾上帝帝进行第第一推动动了。这这只有在在量子引引力论中才才能做到到。霍金金认为宇宇宙的量量子态是是处于一一种基态态,空间间时时间可看看成一有有限无界的四四维面,正如地地球的表表面一样样,只不不过多了了两个维维数而已已。宇宙宙中的所所有结构构都可归结于于量子力力学的测测不准原原理所允允许的最最小起伏伏。从一一些简单单的模型型计算可可得出和和天文观测相相一致的的推论,如星系系、恒星星等等的的成团结结构,大大尺度的的
6、各向同同性和均均匀性,空间时时间的平平性,即即空间时间间基本上上是平坦坦的,并并因此才才使得星星系乃至至生命的的发展成为可可能,还还有时间间的方向向箭头等等等。霍霍金的量量子宇宙宙论的意意义在于于它真正正使宇宙宙论成为一门门成熟的的科学,它是一一个自足足的理论论,即在在原则上上,单凭凭科学定定律我们们便可以以将宇宙中的的一切都都预言出出来。本书作作者是当当代最重重要的广广义相对对论家和和宇宙论论家。770年代代他和彭彭罗斯一一道证明明了著名的奇奇性定理理,为此此他们共共同获得得了19988年年的沃尔尔夫物理理奖。他他还证明明了黑洞洞的面积积定理,即即随着时时间的增增加黑洞洞的面积积不减。这很自
7、自然使人人将黑洞洞的面积积和热力力学的熵熵联系在一起起。19973年年,他考考虑黑洞洞附近的的量子效效应,发发现黑洞洞会像黑黑体一样样发出辐辐射,其其辐射的温温度和黑黑洞质量量成反比比,这样样黑洞就就会因为为辐射而而慢慢变变小,而而温度却却越变越越高,它以最后后一刻的的爆炸而而告终。黑洞辐辐射的发发现具有有板其基基本的意意义,它它将引力力、量子子力学和统计计力学统统一在一一起。 19774年以以后,他他的研究究转向量量子引力力论。虽虽然人们们还没有有得到一一个成功功的理论论,但它的一些些特征已已被发现现。例如如,空间间时时间在普普郎克尺尺度(110-333厘米)下不是是平坦的,而是是处于一一种
8、泡沫沫的状态态。在量量子引力力中不存存在纯态态,因果果性受到到破坏,因此使使不可知性从从经典统统计物理理、量子子统计物物理提高高到了量量子引力力的第三三个层次次。 19880年以以后,他他的兴趣趣转向量量子宇宙宙论。本书的的副题是是从大爆爆炸到黑黑洞。霍霍金认为为他一生生的贡献献是,在在经典物物理的框框架里,证明了黑黑洞和大大爆炸奇奇点的不不可避免免性,黑黑洞越变变越大;但在量量子物理理的框架架里,他他指出,黑洞洞因辐射射而越变变越小,大爆炸炸的奇点点不但被被量子效效应所抹抹平,而而且整个个宇宙正正是起始于此此。理论物物理学的的细节在在未来的的20年中中还会有有变化,但就观观念而言言,现在在已
9、经相相当完备备了。霍金的的生平是是非常富富有传奇奇性的,在科学学成就上上,他是是有史以以来最杰杰出的科科学家之之一,他的的贡献是是在他220年之之久被卢卢伽雷病病禁锢在在轮椅上上的情况况下做出出的,这这真正是是空前的。因为为他的贡贡献对于于人类的的观念有有深远的的影响,所以媒媒介早已已有许多多关于他他如何与与全身瘫痪作作搏斗的的描述。尽管如如此,译译者之一一于19979年年第一回回见到他他时的情情景至今今还历历历在目。那那是第一一次参加加剑桥霍霍金广义义相对论论小组的的讨论班班时,门门打开后后,忽然然脑后响响起一种非常常微弱的的电器的的声音,回头一一看,只只见一个个骨瘦如如柴的人人斜躺在在电动
10、轮轮椅上,他自己驱动动着电开开关。译译者尽量量保持礼礼貌而不不显出过过分吃惊惊,但是是他对首首次见到到他的人人对其残废程程度的吃吃惊早已已习惯。他要用用很大努努力才能能举起头头来。在在失声之之前,只只能用非非常微弱的变变形的语语言交谈谈,这种种语言只只有在陪陪他工作作、生活活几个月月后才能能通晓。他不能能写字,看书书必须依依赖于一一种翻书书页的机机器,读读文献时时必须让让人将每每一页摊摊平在一一张大办办公桌上,然然后他驱驱动轮椅椅如蚕吃吃桑叶般般地逐页页阅读。人们不不得不对对人类中中居然有有以这般般坚强意志追追求终极极真理的的灵魂从从内心产产生深深深的敬意意。从他他对译者者私事的的帮助可可以体
11、会会到,他是一位位富有人人情味的的人。每每天他必必须驱动动轮椅从从他的家家剑剑桥西路路5号,经经过美丽丽的剑河、古古老的国国王学院院驶到银银街的应应用数学学和理论论物理系系的办公公室。该该系为了了他的轮轮椅行走便利利特地修修了一段段斜坡。在富有有学术传传统的剑剑桥大学学,他目目前担任任着也许许是有史史以来最最为崇高高的教授授职务,那是牛顿顿和狄拉拉克担任任过的卢卢卡逊数数学教授授。本书译译者之一一曾受教教于霍金金达四年年之久,并在他他的指导导下完成成了博士士论文。此书即即是受霍金金之托而而译成中中文,以以供占人人类五分分之一的的人口了了解他的的学说。许许明贤吴忠忠超 baiidu感谢- 198
12、82年我我在哈佛佛作过洛洛伊伯(Loeeb)演演讲之后后,决定定尝试写写一本关关于空间间和时间间的通俗读物物。从像像史蒂芬芬温伯伯格最最初三分分钟那那么好的的,到那那些甚至至我都不不想点名名的差劲的,关于早早期宇宙宙和黑洞洞的书已已经出版版了可观观的数量量。然而而,我觉觉得它们们之中的的任何一本都都未真正正提到那那些导致致我研究究宇宙学学和量子子理论的的动机的的问题:宇宙从从何而来来?它为什么么,井怎怎么样开开始的?它会有有末日吗吗?如果果有的话话,会发发生什么么?这些些是我们们大家都感兴兴趣的问问题。但但是现代代科学变变得如此此之技术术化,以以至于仅仅有极少少数的专专家能掌掌握解释这些些问题
13、所所用到的的数学。不过关关于宇宙宙的起源源和命运运的基本本概念则则可以离离开数学学,以一种没没有受过过科学训训练的人人也能理理解的形形式来加加以陈述述。这就就是我在在这本书书里试图图要做的,是是否成功功则要由由读者判判断了。有人告告诉我,我放在在书中的的每一个个方程都都会使本本书的销销售量减减半,为为此我决决定一个个方程也不不用。然然而,在在最后我我确实用用了一个个方程,即爱因因斯坦著著名的方方程Emc2,我希望这个个方程不不会吓跑跑一半我我的潜在在读者。除了够够倒霉地地得了卢卢伽雷即即运动神神经细胞胞的病外外,我几几乎在其其他每个个方面都都是幸运运儿。我从从我的妻妻子筒、我的孩孩子罗伯伯特、
14、露露西和梯梯米那儿儿得到的的帮助和和支持,使我能能有一个相当当正常的的生活和和成功的的事业。我选择择了理论论物理是是又一大大幸,因因为它是是整个用用脑进行的。所以我我的瘫痪痪并没有有成为一一个严重重的障碍碍。我的的科学同同事无一一例外地地都是非非常乐于助人人的。在我生生涯的第第一个“经典”相期间间,我主主要的合合作者及及助手有有罗杰彭罗斯斯、罗伯伯特格罗罗许、布布兰登卡特和和乔治埃里斯斯。我对对他们给给予我的的帮助以以及我们们一起做做的工作深表表感谢。这一相相被概括括为我和和埃里斯斯合写于于19773年的的空间间时间的的大尺度度结构一书中。我并不不主张本本书的读读者去啃啃那本书书来获得得进一步
15、步的了解解:它是是高度技技术性的的,很难读通通。我希希望从写写了那本本书之后后我懂得得了用何何种写法法才能容容易被理理解。在我的的工作的的第二个个“量子子”相期期间,从从19774年起起我主要要的合作作者是盖盖瑞吉吉朋斯、当佩奇奇和詹姆姆哈特特尔。我我欠了他他们和我我的学生生们很多多情。他他们不仅仅在身体体上,而而且在理论上上都给了了我极大大的帮助助。保持持和我的的学生相相处在一一起是一一个巨大大的激励励,同时时我希望这能能帮助我我免于因因循守旧旧。就这本本书而言言,我从从我的一一个学生生布里安安维特特那儿得得到许多多帮助。19885年我我在完成了第一一稿后得得了肺炎炎。我不不得不接接受穿气气
16、管的手手术。这这个手术术使我丧丧失了说说话的能能力,从而使我我几乎无无法和人人交谈。我想可可能完成成不了这这本书了了。然而而,布里里安不仅仅帮助我我修改,还使使我学会会使用一一个叫做做“生活活中心”的通讯讯程序。这是由由加利福福尼亚太太阳谷峨峨而兹帕拉拉斯公司司的瓦特特沃尔尔托兹捐捐赠的,我可以以用它写写书和写写论文,并用语语言合成成器对人讲话话。这合合成器也也是由加加利福尼尼亚太阳阳谷的语语言及其其他公司司捐赠的的。语言言合成器器和一个小型型的个人人计算机机由大卫卫梅森森装在我我的轮椅椅上。这这个系统统使我有有了巨大大的变化化:实际上我我现在能能够通讯讯得比我我失声之之前还要要好。我从大大量
17、看过过最初稿稿的人那那儿得到到如何改改进此书书的建议议,特别别是我的的拜泰姆姆书社的的编辑彼得得古查查底送给给我厚厚厚的一迭迭关于他他觉得我我还没有有适当说说清楚的的地方的的评语和和疑问。我必必须承认认。当我我收到他他长长的的要修改改的地方方的清单单时相当当恼火。可是,他是完完全对的。我我相信在在他的酷酷使下,最终使使这本书书变得更更好。我非常常感谢我我的助手手柯林威廉斯斯、大卫卫托玛玛斯和雷雷蒙拉拉夫勒蒙蒙;我的的秘书朱朱迪费拉拉、安若尔夫夫、谢锐锐尔比比林顿和和舒马马赛以及及我的护护士班。若没有有龚维尔尔和凯尔斯学学院、科科学工程程研究协协会、赖赖佛荷尔尔姆、马马克阿瑟瑟、纳菲菲尔德及及若
18、尔夫夫斯密密斯基金会所所提供的的我的研研究和医医药费用用,所有有这一切切都是不不可能的的。对此此谨表谢谢意。史史蒂芬霍金119877年10月20日 baiidu导言-我们在在几乎对对世界毫毫无了解解的情形形下进行行日常生生活。我我们对于于使生命命得以实实现的阳阳光的产生生机制,对于将将我们束束缚在地地球上,否则我我们就会会以涡旋旋的轨道道被抛到到太空去去的重力,对对于我们们由之构构成并依依赖其稳稳定性的的原子思思考得很很少。除除了小孩孩(他们们知道太太少,会不知轻轻重地问问重要的的问题),我们们中很少少人会用用大量时时间惊讶讶自然界界为何这这个样子子;宇宙从何何而来或或它是否否总在这这儿;时时
19、间会不不会有朝朝一日倒倒流,并并因此导导致果先先于因;或者人类认认识是否否有一最最终的权权限。甚甚至我曾曾遇到一一些小孩孩,他们们想要知知道黑洞洞是什么么样的?物质质的最小小的部份份是什么么?为何何我们记记住过去去而不是是将来;如果早早先是紊紊乱的,则今天显然然是有序序的,这这究竟是是怎么回回事?为为何存在在一个宇宇宙?在我们们社会里里,父母母或老师师仍然依依惯例用用耸肩膀膀或借助助模糊回回想起的的宗教格格言去回回答这些问问题的大大部份。有一些些人则对对这一类类的问题题感到不不舒服,因为它它们如此此生动地地暴露了人类类理解的的局限性性。但是,哲学和和科学的的大部份份即是由由这种好好奇心所所驱动
20、的的。越来来越多的的成年人人愿意问问这类问题题,并且且他们偶偶尔得到到一些使使其惊奇奇的答案案。我们们这些离离开原子子和恒星星同样远远的人类,正正在扩大大自己探探索的视视野去拥拥抱这非非常小和和非常大大的对象象。 19774年初初,大约约在海盗盗空间飞飞船登陆陆火星之之前两年年,我参参加在英英国由伦伦敦皇家家学会主办的关关于探索索如何寻寻找天外外生命的的会议。在会议议中间休休息时,我注意意到在隔隔壁的大大厅里正正举行一一个更大大得多的的会议,出于好好奇心我进进去了。我很快快意识到到自己见见证了一一个古代代的仪式式,是一一个新会会员参加加皇家学学会这个个本行星星上最古古老的学学术组织织的授职职式
21、。前前排一位位在轮椅椅中的年年轻人正正非常缓缓慢地将他的的名字签签在一本本书上,而这本本书的最最前页是是伊萨克克牛顿顿的签名名。当他他最后签签好时,大厅厅里响起起了一阵阵响亮的的掌声。史蒂芬芬霍金金,甚至至在那时时就是一一位传说说中的人人物。现在霍霍金是剑剑桥大学学的卢卡卡逊数学学教授。这个职职务曾为为牛顿,后来又又为狄拉拉克,这这两位非常常大和非非常小的的世界的的有名的的探索者者担任过过。他是是他们的的毫不逊逊色的继继承人。这本霍金首首次为非非专家写写的书,会给外外行读者者以多种种类的酬酬劳。和和这本书书的广泛泛的内容容一样有趣的的是对作作者智力力工作的的浏览。物理、天文、宇宙学学和勇气气的
22、前沿沿被清晰晰地呈现现在本书之中中。这又是是一本关关于上帝帝或或许是关关于上帝帝不存在在的书。处处充充满了上上帝这个个字眼。霍金着手手回答爱爱因斯坦坦著名的的关于上上帝在创创生宇宙宙时有无无选择性性的问题题。正如如霍金明明白声称的,他企图图要去理理解上帝帝的精神神。这使使得迄今今所有努努力的结结论更加加出人意意外:一一个空间上无无边缘、时间上上无始无无终、并并且造物物主无所所事事的的宇宙。卡卡尔沙沙冈康奈尔尔大学绮色佳佳,纽约约州baiddu第一章我们的的宇宙图图象-一位著著名的科科学家(据说是是贝特郎郎罗素素)曾经经作过一一次关于于天文学学方面的的讲演。他描述了了地球如如何绕着着太阳运运动,
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