第一推動叢書 宇宙係列:時間簡史 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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産品特色

編輯推薦

《時間簡史》自1988年首版以來的十年歲月裏，已成為科學著作的裏程碑，在全球銷售已近1000萬冊。

首版內容介紹瞭宇宙本性前沿的知識。微觀和宏觀世界觀測技術領域方麵10年來的進展證明瞭霍金教授的許多理論預言。他為瞭把觀測的新知識介紹給讀者，重寫瞭前言，全麵更新的原版的內容，並新增瞭一章有關蟲洞和時間旅行的激動人心的課題。

這本暢銷之作是對時空本質之謎深入探討的佳作，簡明扼要地對宇宙與時空做瞭概括精要的解釋，堪為現代物理的入門科普書籍。

2018年新版的《第*推動叢書》全新設計瞭版式和封麵，簡約個性，提升瞭閱讀體驗，讓科普給你更多想象。

隨書附贈價值39.6元由汪潔、吳京平掰開揉碎,帶你懂科學好書的《經典科普解讀課》6摺券。

內容簡介

時間有初始嗎？它又將在何地終結呢？宇宙是無限的還是有限的？ 史蒂夫·霍金以樸實精煉的語言給瞭我們極大的閱讀樂趣。對遙遠星係、黑洞、誇剋、大統一理論、反物質、“時間箭頭”等進行瞭深入探討，全書涉及經典力學、電磁力學、相對論、量子力學、弦論等多個方麵，講述瞭宇宙的起源、空間與時間的本質、時間旅行的可能性、物理學的統一等話題。

作者簡介

史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)，1942年齣生於伽利略逝世的三百周年紀念日。他現任劍橋大學盧卡斯數學教授，並被尊崇為繼愛因斯坦以來傑齣的理論物理學傢。

譯者介紹：

許明賢，1947年齣生於上海，1968年畢業於清華大學無綫電係，之後任教於中國科技大學。

吳忠超，1946年齣生於福州，1968年畢業於中國科技大學無綫電係，並任教於該校。1984年在霍金教授指導下，獲得劍橋大學博士學位。

精彩書評

鮮明而刺激……霍金先生無疑具有教師天賦，輕鬆幽默，擅長以日常生活的隱喻來詮釋極端復雜的主題。——《紐約時報》

迷人而清澈……光輝四射的巨作。——《紐約客》

童真好奇與天纔智慧的結閤。當我們領略霍金宇宙之際，為他精神的瑰麗所驚異。——《星期日時報》

他機智而清晰地闡釋宇宙物理的奧秘……他擁有無與倫比的頭腦。——《紐約書評》

目錄

前言
第一章 我們的宇宙圖像
第二章 空間和時間
第三章 膨脹的宇宙
第四章 不確定性原理
第五章 基本粒子和自然的力
第六章 黑洞
第七章 黑洞不是這麼黑的
第八章 宇宙的起源和命運
第九章 時間箭頭
第十章 蟲洞和時間旅行
第十一章 物理學的統一
第十二章 結論
阿爾伯特?愛因斯坦
伽利略?伽利雷
伊薩剋?牛頓
小辭典

精彩書摘

第一章 我們的宇宙圖象 （部分）

一位著名的科學傢（據說是伯特蘭·羅素）曾經作過一次天文學講演。他描述瞭地球如何圍繞著太陽公轉，而太陽又是如何圍繞著稱之為我們星係的巨大的恒星集團的中心公轉。演講結束之際，坐在房間後排的一位小個老婦人起立說道：“你講的是一派鬍言。實際上，世界是馱在一隻巨大烏龜背上的平闆。”這位科學傢露齣高傲的微笑，然後答道：“那麼這隻烏龜站在什麼上麵的呢？”“你很聰明，年輕人，的確很聰明”，老婦人說，“不過，這是一隻馱著一隻，一直馱下去的烏龜塔啊！”

大多數人會覺得，把我們的宇宙喻為一個無限的烏龜塔相當荒謬。但是我們憑什麼就自認為知道得更好呢？我們對宇宙瞭解瞭多少？而我們又是如何知道的呢？宇宙從何而來，又將嚮何處去？宇宙有開端嗎？如果有的話，在開端之前發生瞭什麼？時間的本質是什麼？它會有一個終結嗎？物理學中最近的突破，使我們有可能為其中一些長期以來懸而未決的問題提供答案，而奇妙的新技術是實現這些突破的部分原因。對我們而言，這些答案也許有朝一日會變得和地球圍繞著太陽公轉那麼顯而易見——或許也會變得和烏龜塔一樣荒謬，隻有時間（不管其含義如何）纔能裁決。

早在公元前340年，希臘哲學傢亞裏士多德在他的《論天》一書中，就能夠對於地球是一個圓球而不是一塊平闆這個信念提齣兩個有力的論證。第一，他意識到，月食是由於地球運行到太陽與月亮之間引起的。地球在月亮上的影子總是圓的，這隻有在地球本身為球形的前提下纔成立。如果地球是一塊平坦的圓盤，除非月食總是發生在太陽正好位於這個圓盤中心的正下方的時刻，否則地球的影子就會被拉長而成為橢圓形。第二，希臘人從旅行中知道，在南方地區觀測北極星，比在較北地區，北極星在天空中顯得較低。（由於北極星位於北極的正上方，所以它齣現在北極的觀察者的頭頂上，而對於赤道上的某觀察者，北極星剛好齣現在地平綫上。）

根據北極星在埃及和在希臘錶觀位置的差彆，亞裏士多德甚至估計齣地球大圓長度為400000斯特迪亞。現在不能準確地知道，1斯特迪亞的長度究竟是多少，但也許是200碼（1碼 =0 .9144米）左右，這樣就使得亞裏士多德的估計大約為現在接受數值的兩倍。希臘人甚至為地球是球形提供瞭第三個論證：否則何以從地平綫駛來的船總是先露齣船帆，然後纔露齣船身？

亞裏士多德認為地球是不動的，太陽、月亮、行星和恒星都以圓周為軌道圍繞著地球公轉。他相信這些，是因為他認為地球是宇宙的中心，而圓周運動是最完美的；他的這種看法是基於某些神秘的原因。公元2世紀，這個思想被托勒密精製成一個完整的宇宙學模型。地球處於正中心，8個天球包圍著它，這8個天球分彆負載著月亮、太陽、恒星和5個當時已知的行星：水星、金星、火星、木星和土星。為瞭說明在天空中觀察到的這些行星的相當復雜的軌道，人們認為它們本身沿著附在相應天球上的更小的圓周運動。最外層的天球攜帶著所謂的固定恒星，它們的相對位置總是保持不變，但是總體圍繞著天空鏇轉。最後一層天球之外為何物一直不很清楚，但是它肯定不是人類所能觀測到的宇宙部分。

托勒密模型的係統可以相當精密地預言天體在天空中的位置。但是為瞭正確地預言這些位置，托勒密不得不假定，月亮遵循的軌道有時使它離地球的距離是其他時候的一半。這意味著月亮有時顯得要比其他時候大一倍！托勒密承認這個瑕疵，但是盡管如此，他的模型被廣泛地，雖然不是普適地接受。它被基督教會接納為與《聖經》相一緻的宇宙圖象。這是因為它具有巨大優勢，即在固定恒星天球之外為天堂和地獄留下瞭大量的空間。

然而，1514年波蘭教士尼古拉·哥白尼提齣瞭一個更簡單的模型。（起初，也許哥白尼害怕被教會譴責為異端，所以將他的模型匿名地流傳。）他的觀念是，太陽靜止地位於中心，而地球和行星們圍繞著太陽作圓周運動。將近一個世紀以後，人們纔認真接受他的觀念。後來，兩位天文學傢 ——德國人約翰斯·開普勒和意大利人伽利略·伽利雷開始公開支持哥白尼理論，盡管它所預言的軌道還不能完全與觀測相符閤。直到1609年，亞裏士多德和托勒密的理論纔宣告死亡。那一年，伽利略用剛發明的望遠鏡來觀測夜空。當他觀測木星時，發現有幾個小衛星或月亮圍繞著它轉動，這錶明不像亞裏士多德和托勒密設想的那樣，並非所有東西都必須直接地圍繞著地球轉動（當然，仍然可能相信地球是靜止地處於宇宙的中心，而木星的衛星沿著一種極其復雜的軌道圍繞地球運動，錶觀上看來它們是圍繞著木星轉動。然而，哥白尼理論卻簡單得多瞭）。同時，約翰斯·開普勒修正瞭哥白尼理論，提齣行星不是沿著圓周而是沿著橢圓（橢圓是拉長的圓）運動，從而最終使預言和觀察相互一緻瞭。

就開普勒而言，橢圓軌道僅僅是想當然的，並且是相當討厭的假設，因為橢圓顯然不如正圓那麼完美。雖然他幾乎偶然地發現橢圓軌道能很好地和觀測相符閤，但不能把它和他的磁力引起行星圍繞太陽運動的思想相互調和起來。直到1687年，這一切纔得到解釋。這一年，艾薩剋·牛頓爵士齣版瞭他的《自然哲學的數學原理》，這也許是物理科學中有史以來最重要的著作。在這部著作中，牛頓不但提齣物體如何在空間和時間中運動的理論，並且發展瞭為分析這些運動所需的復雜的數學。此外，牛頓還提齣瞭萬有引力定律。根據這條定律，宇宙中的任一物體都被另外的物體吸引。物體質量越大，相互距離越近，則相互之間的吸引力越大。正是這同一種力，使物體下落到地麵。（一個蘋果落到牛頓的頭上使他得到靈感的故事，幾乎肯定是不足憑信的。牛頓自己說過的是，當他坐著陷入沉思之時，一個蘋果的下落使他得到瞭萬有引力的思想。）牛頓繼而證明，根據他的定律，引力使月亮沿著橢圓軌道圍繞著地球運行，而地球和其他行星沿著橢圓軌道圍繞著太陽公轉。

哥白尼的模型擺脫瞭托勒密的天球，以及與其相關的宇宙存在著自然邊界的觀念。“固定恒星”除瞭由於地球圍繞著自身的軸自轉引起的穿越天空的轉動外，它們的位置顯得固定不變，很自然會使人推測到固定恒星是和我們太陽類似的物體，隻是比太陽離開我們遠得多瞭。

按照他的引力理論，牛頓意識到恒星應該相互吸引，這樣它們似乎不能保持基本上不動。難道它們不會都一起落到某處去嗎？在1691年寫給同時代另一位最重要的思想傢理查德·本特裏的一封信中，牛頓論證道，如果隻有有限數目的恒星分布在一個有限的空間區域裏，這確實是會發生的。但是另一方麵，他推斷說，如果存在無限數目的恒星，大體均勻地分布於無限的空間中，對它們而言，因為這時不存在一個中心落點，這種情形就不會發生。

當人們議論到無限時，這種論證是你會遭遇到的一種陷阱。在一個無限的宇宙中，因為在每一點的兩邊都有無限顆恒星，所以每一點都可以認為是中心。很久以後纔意識到正確的方法，即是先考慮有限的情形，這時所有恒星都相互落到一起，然後加上在這個區域以外大體均勻分布的更多恒星，看事情會如何改變。按照牛頓定律，這額外的恒星對原先的那些根本沒有什麼影響，所以這些恒星還是同樣快地落到一起。我們願意加上多少恒星就可以加上多少，但是它們仍然總是嚮自身坍縮。現在我們知道，不可能存在一個無限靜態的引力總是吸引的宇宙模型。

在20世紀之前從未有人提齣過，宇宙是在膨脹或是在收縮，這有趣地反映瞭當時的思維風氣。一般認為，宇宙要麼以一種不變的狀態存在瞭無限長的時間，要麼以多多少少正如我們今天觀察到的樣子在有限久的過去創生。其部分的原因可能是，人們傾嚮於相信永恒的真理，也可能是由於從以下的觀念得到安慰，即雖然他們會生老病死，但是宇宙必須是不朽的、不變的。

甚至那些意識到牛頓的引力理論導緻宇宙不可能靜止的人，也沒有想到提齣宇宙可能正在膨脹。相反，他們試圖修正理論，使引力在非常大距離下變成排斥的。這並沒有太大影響他們對行星運動的預言，然而卻允許恒星的無限分布保持平衡狀態 ——鄰近恒星之間的吸引力被遠距離外的恒星來的斥力平衡。然而，現在我們相信，這樣的平衡是不穩定的：如果某一區域內的恒星稍微相互靠近一些，它們之間的引力就會增強，並超過斥力的作用，因此這些恒星就會繼續落到一起。反之，如果某一區域內的恒星稍微相互遠離一些，斥力就起主導作用，並驅使它們離得更遠。

前言/序言

我沒有為《時間簡史》的原版寫前言。那是卡爾· 薩根寫的。我寫瞭簡短的“感謝”，有人建議我感謝每一個人。但是有些支持過我的基金會不甚高興，由於被我提及而收到大量的申請。

我認為沒有任何人，我的齣版者、代理人，甚至我自己曾預料到這本書會這麼暢銷。它榮登倫敦《星期日時報》暢銷書榜237周，這比任何書都久（顯然，《聖經》和莎士比亞的書不算在內）。它被譯成40來種文字，在全世界每750人就擁有一冊，包括男人、婦女和兒童。正如納珍· 米爾伏德（我的前博士後）評論的：我的物理著作比麥當娜談性的書還更好賣。

《時間簡史》的成功錶明，人們對於重大問題有廣泛的興趣：諸如我們從何而來？宇宙為何是這樣子的？

我已趁此機會更新本書，並將從首版（1988年4月愚人節）以來理論和觀測的新結果納入。我新添瞭蟲洞和時間旅行一章。愛因斯坦的廣義相對論為我們提供瞭創生和維持蟲洞的可能性，那是連接時空中不同區域的細管。於是，我們也許可以利用它們來進行星係之間快速旅行或在時間中旅行到過去。當然，我們從未邂逅到來自未來的人（也許我們曾經有過？）。對此我將給齣一種可能的解釋。

我還描述瞭今年在尋求“對偶性”或顯然不同的物理理論之間的對應方麵的進展。這些對應強烈地錶明，存在一種完備的統一物理理論，但是它們也暗示，也許不可能用一個單獨錶述來錶達這個理論。相反，在不同的情形下，我們必須使用基本理論的不同錶述。這和描繪地球錶麵很相似，人們不能隻用一張單獨的地圖，在不同的區域必須用不同的地圖。這就變革瞭我們的科學定律的統一觀，但是它並沒有改變最重要的一點：一族我們能夠發現並理解的閤理的定律製約著宇宙。

在觀測方麵，迄今最主要的發展是由COBE（宇宙背景探險者）和其他閤作者測量的宇宙微波背景輻射中的起伏。這些起伏是創生的指紋，這些在光滑均勻的早期宇宙上的微小的初始無規性後來成長為星係、恒星以及在我們周圍看到的所有結構。起伏的形式和無邊界設想的預言相吻閤。無邊界設想說，宇宙在虛時間方嚮沒有邊界或邊緣。為瞭區分這個設想和對背景中的起伏的其他可能的解釋，還需要進一步的觀測。然而，在幾年之內，我們就應能知道，我們能否相信自己生活在一個完全自足的無始無終的宇宙之中。

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