时间简史毕业论文
时间简史毕业论文
在赏读完一本名著以后,一定有不少感悟吧,此时需要认真思考读后感如何写了。在写读后感之前,可以先参考范文,下面是我为大家整理的关于时间简史读后感,欢迎大家分享。
读这么一本关于宇宙的书,想必是一个不那么明智的选择,但我还是怀着好奇的心理兴致勃勃的读起来。
,霍金先生的确是以为科学巨匠,他生动而机智地为我们讲述了宇宙的奥秘,讲述了人类对世界对宇宙的认识,从一块由乌龟驮着的平板到一个地球,从地球中心说到日心说,从上帝造万物到100亿年前的宇宙大爆炸。这些无不是人类进步的标志。
也许有一天,我会驾着宇宙飞船穿越虫洞来到另一区城,与外星生物好友握手,也许有一天,我们有能力超光速飞行,从而穿越广阔的宇宙到达它的边际。只要人类不断探索,掌握宇宙的法则,那么一切不可能都能变成可能。
虽然我没有完全读懂书中的内容,但它坚定了我探索科学的信念,人类生命的诞生,也许就是历史长河中的一滴水。但人类对宇宙的探索和影响也许就会像黑洞一样,永无止境。
黑洞、大爆炸、相对论、时空。这些词语不禁让我们对现代物理学产生了距离。我们没法直接了解他们的存在,人类自身的局限给宇宙这一古考又年轻的学科蒙上了神秘的面纱。
本书的作者霍金是一位富有传奇性的科学家,而他的贡献是在他20年之久被肌萎缩性侧索硬化症禁锢在轮椅上的情况下做出的。
他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,他又指出,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源于此。
读次书的目的不是单纯的研究现代物理学,而是寻找世界存在的真理。同艺术一样自然科学不是简单的描述和解释自然,他乃是自然和我们人类之间互相作用的一个组成部份。
由于暑假里韩老师让我们再看一本数学故事书,所以上个星期天,我就硬拉着爸爸到上海书城给我买书。我想:一直都十分热爱数学,而且又很喜欢看书的爸爸,一定能为我挑出一本适宜我看的书。果然,爸爸马上为我挑出了一本他中意的书——《时间简史》。
这本《时间简史》是由著名的史蒂芬·霍金所写的。当爸爸告诉我,他被尊崇为继爱因斯坦以来最杰出的理论物理学家时,我着实被吓了一大跳。我掂了掂手里的书,虽然很轻(只有100多页),但我想,里面包含的知识肯定远远超过了这个分量。
既然书名叫做《时间简史》,那么书中所写的一切自然是和时间有关的了。为了讲明时间,作者从宇宙开始写起,而后说到空间,而后又说到黑洞,而后再说到虫洞,最后才得到了结论。书中的语言都充满了知识性与专业性,让我感到懵懵懂懂的。虽然如此,但我似乎也了解到了时间。如果让我结合书中的话来谈谈时间,那我会说:时间确实可以是一种物质,因为万物皆是物质,如果时间不是物质,它也就失去了存在的意义,但很明显,它对于我们无比重要,我们也无法离开时间。用书中的一句深奥经典的话来概括时间:时间也许是不朽的,至少在我们这些生命短暂的物质看来,那确实是不朽的,它在特定的时间和空间内产生一个点,就这样无数个点连接在一起,变成线,变成面,就无限制地编织下去,直到宇宙的结束,如果那宇宙没有结束,也就继续不朽地编织下去,做那宇宙创造者的寿衣。
我觉得这本书不太适合我看,毕竟我还没有学过物理,对书中所说的一切都还不理解,但我知道,这是一本对我们人类来讲相当重要的书。我想:等我长大一点了之后,再读一遍这本书,到时候一定能掌握书中所说的知识。
坚强,是一个伟大的人所必须具有的品质,若想成就一番伟业,就需要一样东西,那就是不怕困难,不怕失败,永远坚强不屈的精神,而霍金就是拥有这种精神的人。
斯蒂芬·霍金教授写的《时间简史》出版于1988年,回答了宇宙是怎样诞生的,它从何而来,又向哪里去的问题。
书中认为我们现在生活的宇宙有自己的历史起点,它大约诞生于150亿年前,那时,宇宙只是一个点,不占有空间,也没有时间的概念。在这一点发生了大爆炸,时间和空间从此开始,物质开始形成。最初,宇宙的温度极高,随着时间的推移,空间越来越大,温度越来越低,宇宙中的能量与物质不断发生复杂的反应,逐渐形成星系,空间继续扩大,膨胀,直到今天,宇宙仍然在膨胀之中。
大约在距今50亿年前,太阳形成。大约在距今46亿年前,地球形成。
宇宙继续膨胀,将来也会膨胀,也许在膨胀到一定程度后,宇宙开始收缩,可能会收缩成一个点,一个不占有空间的点。到那时,时间结束。到底会不会这样,现在还说不定。
大爆炸之前是怎么回事,不知道。永远也无法知道。这就是大爆炸宇宙的理论基础。
我赞成斯蒂芬·霍金教授所说的前半部分:就是我们的小宇宙发生了大爆炸到空间随时间的增长而不断的膨胀直到今天。但是,对后半部分却有疑问。我想,我们的小宇宙会不断的膨胀下去,而不是一定程度后开始收缩,成为黑洞,进而再产生一次大爆炸。
我解释为:大宇宙中有很多黑洞的存在,他们是产生大爆炸的种子,这些黑洞不断的吸收大宇宙中的物质,不断的膨胀下去,直到达到了大爆炸的临界点就会产生大宇宙中的大爆炸。产生出和我们一样的小宇宙。这些黑洞不断的吸收大宇宙中的物质,有的就是来自于其它的黑洞大爆炸产生的.物质,如星系等等。就是说一个个黑洞不断的产生大爆炸,同时由于物质的聚合不断的产生黑洞。在这个过程中物质是交流的,霍金的理论说的是在这个过程中物质是不交流的,这就是霍金的错误所在。
当然这是我的个人意见,是对《时间简史》认真研读后,出于敬重的质疑。我想会有权威的解释来解释我的疑问让这本书的理论更加权威。
21岁时,霍金患上了肌肉萎缩性脊髓侧索硬化症。医生说他至多只能活两年半。这种打击之大可想而知!但是,面对死亡,他没有低头。他对自己说:“时间只有两年半,不算多,要努力做些有意义的事,让生命留下一点辉煌。”最终,他成功了,成为了伟大的天体物理学家。他的著作《时间简史——从大爆炸到黑洞》风行世界,而今年,我有幸地读到了这一本伟大著作!
书中,霍金解释了宇宙、空间、时间以及黑洞的概念以及一些其它的内容,比如不确定性原理,简单的说就是在测量一个天体的位置与速度时不可能同时准确测量,只能取其一。作者语言生动有趣而不乏深刻,字里行间都体现出了一位伟大物理学家的智慧与幽默。
通过这本书,我了解了许多我不知道的知识。例如什么是红移、蓝移,什么是类星体,以及许多关于爱因斯坦相对论的东西。当然更多的,是我对这位伟大物理学家的敬佩。对一个生活强者的敬佩!
望霍金能继续快乐地生活,而我也会努力,争取成为一名成功的人。
出于对科学家的喜爱和崇拜,我阅读了那本著名的《时间简史》,它的作者是大家都应该知道的爱因斯坦的同行——史蒂芬霍金。
一、对霍金——一代大师的榜样
自患异症,身不由己。却意志刚毅,才思迅捷,为此浩瀚之文,足可见其气之深广。此书绝非仅以理科专著自居,更溢人文情怀并与机智修辞。此举,实深刻记于我心,令我无能忘之。文中多有将深艰科学原理设喻为普通生活场景之实例,其构思之绝妙,设喻之恰分,使人叹绝,不禁复感于霍之迅捷才思。如有几例:霍将自旋为2(即旋转一圈两次重复自身)的粒子比喻为扑克牌中Q,仔细观察不难发现,Q正是旋转一圈后,两次回到自身。又如,霍将时间无序度的箭头成比作打桌球,打一杆后,原先有序的桌球,被分散为无序,而再打一杆使之重新回到有序的状态是极不可能的。由此而揭示出时间作为熵的热力学箭头。如此之例,不胜枚举。作者使一本原先注定对常人繁杂、枯燥、乏味的理论科学知识专著,变得如此丰富,多彩而有趣,实在值得称颂与敬佩。
二、对翻译——中国应试教育牺牲品
说实在话,这位清华大学毕业的同志,语文水平实在不怎么样,(当然其理科水平当然是冠绝中华的)。翻译的内容至少有好几处是按照英国人的语句而不是中国人的习惯去译。是比直译更为落后的硬译,这把原先并不复杂的内容译得反而看不懂,特别是在长句复句的翻译时,作者的语文功底就更为捉襟见肘了。
我并非想在此吹毛求庇,去挑剔译者的辛勤劳动,只是由此看到了应试教育培养的所谓的专业人才的缺陷。这使人都走上了独木桥,视野狭窄而最终寸步难行,有些人仅凭一张全国物理竞赛一等奖就大摇大摆地进入了清华园,但是真要写论文、写科研报告时,文笔上的粗陋就会使文章晦涩难懂,毫无价值。相比之下,霍金却可以称得上是个全才,不仅智慧卓群,视野开阔,其所作文章同样是想象丰富,用词准确,形象生动,这是我们中国人值得思考的。
三、对内容——回味中带着思考,思考后更是回味
读书使人明智,此言非虚。《时间简史》一书就是把读者引向宇宙的起点和万物的本源,从而引发我们对个人、对同伴、对事件、对社会、对生命、对世界、对意识等的思考,进而使我们在自身寻找本质。无意中便提高了思维的深度与广度。此书从宇宙图象说起,系统地介绍了时间、空间、量子、自然力、黑洞、虫洞等内容。我们在与作者一同思索中,堕入了科学的迷幻之网,似乎时而看见一丝亮光,也许那就是未来的可以认识的世界。
1、时间有初始吗?它又将在何地终结呢?宇宙是无限的还是有限的?
爱因斯坦在发现广义相对论以后,曾经竭力寻找一个理论,以使得令人讨厌量子论不再这么随意。我也曾经讨厌那种基于统计学的偶然性,那时候我相信世界是一部完美并且严格的机器,每件事物的存在都有其合理性。我对那些试图证明世界绝对准则的人和文章怀有很大的兴趣。霍金预言20xx年左右人类能够发现绝对真理——数学上的,所以我也想看看他写的这本通俗读物。
我喜欢时间这个概念。我认为人存活依靠的是大量的记忆,而这些记忆在时间上看上去是离散的,不连贯的。(显然,时间和空间都是物质——但物质被证明并不是无限可分的!我这个想法真可怕,我害怕会损害一切和空间时间有关的定理。因为那些定理中,时间和空间都是连续的,是理想的数学状态。好在霍金说,物质的不可分是因为我们能提供的能量不够大。)在数学意义上,我们走过的时间显然是无限个点连起的连续直线,但我们却只能存活在某些明确标出的点上。换句话说,那些被我们抛弃的点是时间的渣滓。每个人的坐标点不尽相同,但有些历史事件却显著地成为所有人或一群人存活的凭籍——那被茨威格形容为聚集在避雷针尖的电荷。在霍金的描述下,因果关系明显存在,但是被扩大到光速以内。这种宽容的宿命论带给人无穷的遐想。
2、是不是会在某一天,所有的理论都被证明为正确的?
时间作为一个活动的直线轴看上去和沉静的空间相异。其相异性在于——任何生物都倚赖时间,不论是一维、二维或者三维空间里的生物。对于宇宙的有限无界的概念,爱因斯坦早就构想过。他用了一个很简单的说法:能量应该守恒。如果宇宙是无限的话,能量会源源不断地流失,于是熵必然减少——这在他看来是不可能的,尽管热力学第二定理是一个非常局部的定理。唯一能够保证能量守恒的概念就是宇宙是有限的,并且是无界的。四方上下谓之宇,古往今来谓之宙,这是先哲对宇宙作出的精准描述。
其实时间作为一个坐标轴早就存在于每个人的心里了。我们不论干什么事情,总会看看时间。关键在于,时间并非一个孤立的、自在的直线。时间和空间有同一个出发点,也有同一个终点。这就好比我们的地球,在引力场的作用下空间弯曲,并形成一个球面——没有界限的球面。宇宙的无界也就是指我们生活在一个四维的时间——空间里,这是一个四维的球体,球面是无界的。可怜我无法想象一个四维的球究竟是什么样子的。
按霍金的说法,其实有十维。这让我浮想联翩。我想到古代神话:九重天+时间。另外,佛教说:三十六重天,十八层地狱。似乎与九有关的倍数都有很大的魔力。书里比较吸引我的令一个说法是“空间和时间变成动力量。当一个物体运动或一个力作用时,它影响空间和时间的曲率;反过来,空间——时间的结构影响了物体运动和力的作用方式。空间和时间不仅去影响,而且被发生在宇宙中的每一件事所影响。”这段话看起来,似乎说得和全息论是一个道理,但是前面的光锥理论明显和这个理论有矛盾。这使我很困惑。后来我才发现,光锥是从狭义相对论推出的;那段话是从广义相对论推出的。也就是说,从局部理论推出的定理也只适合于局部讨论。这本书提供的不是终极定理,而是对宇宙的一种科学意义上的看法。
炎炎夏日,一杯茶,一本书,是我不更的选择;漫漫书海,一缕思,一点想,是心恒定的决断。轻轻的翻开,时间、空间、自然、宇宙……随霍金一起,探索着,感悟着…… 恍惚间,眼前仿佛出现了一位老人,微笑着,安坐于轮椅,驱动着电开关,缓缓地向我驶来……眼里闪着智慧的光,幽邃、内敛,那……便是他吗?我惊呆了,这……是怎么办到的?对于我的神态,他似乎习以为常,依旧是那么从容,那抹笑,暖沁人心。
抬头,望着被迷雾包裹着的暗黑的天,耳边响起了温润的絮语,一点一点,迷雾被拨开,眼前,也现出了希望的光……宇宙图像的猜想,空间时间的辩证,膨胀的宇宙,不确定性原理,基本粒子和自然的力,黑洞的奥秘,宇宙的起源和命运,时间箭头的指向,虫洞和时间旅行……
他侃侃而谈,顺着他的话语,我飘入了宇宙,飘入了他脑中的宇宙,被繁星包围,如梦幻般。看到了宇宙最初的那个点,那爆炸的震撼瞬间,然后,一切趋于平静,慢慢地膨胀…… 在以太的世界里,一切都在运动;在黑洞的重围下,即便是光也无法逃脱。宇宙,就这样被他破解了,无懈可击。
我开始讶异,惊诧于宇宙的浩瀚神秘,继而升腾起的,是艳羡。三根手指的敲击,成就了如此的经典,付出的不仅仅是汗水,还有那份执着与坚韧。这,是追求,也是一种科学精神。
1975年,霍金提出霍金辐射理论。他认为黑洞向外发出极少量辐射,因此消失的黑洞可能进入了一个平行的宇宙。30年的研究,使他又有了新的发现:黑洞在某个时候可能会释放出它吸收的物质。面对新的结论,他没有隐瞒,而是将其发布。在他的心里,科学是唯一真理。这,是推翻,是批判。同样,也是一种科学精神。
……
执着追求,敢于批判。不错的,科学总是寻求发现和了解客观世界的新现象,研究和掌握新规律,总是在不懈地追求真理。科学是认真的、严谨的、实事求是的,同时,科学又是创造的。科学的最基本态度之一就是疑问,科学的最基本因素之一就是坚持。科学是其自身的主宰。
作为当代中学生,科学精神同样是我们不可或缺的力量。现在的我,刚刚步入高中的门槛,未来的路,还很长。在人生的旅途中,我曾迷惘过,也曾想过放弃。
“ 十六七岁,正是血气方刚的年纪,志在四方,当努力打拼才是……”不知何时,耳边响起了这样一句话。我猛然醒悟,我们是新生代,是自己的主宰,现在的社会,容不得迷惘虚度时光,自己怎能负了社会,负了时代的期待? 如今,与霍金相比,我所经历的那些又算什么,恐怕……连他的零头都还不到吧。他不曾放弃,造出了如此的奇迹,那我,又有什么资格谈放弃呢?!
庭前,花开花落;苍穹,云卷云舒……一切的一切,都有其存在的必然依据。那,便是科学。放下手中的书,星光在慢慢退却,霍金也与我渐行渐远。
远眺,那树,那天,那云……涵盖了所有。曾恼人的知了声,现在竟也成了一种享受。凝望,那落日带着余韵。一天即将逝去,我心所存的,不再是失意与惆怅,而是满怀希冀与向往。把握住夕阳,依旧很美;期待着朝晖,同样有望!
今天的我们是明日的朝阳,拥有着蓬勃的生机,科学的力量将成为永恒在心中储备,不断焕发出新的光彩。眼前又展开一条路来,这条路,依旧坎坷,依旧曲折。唯一不同的,有了科学力量的相伴……
逆时,顾名思义就是时间倒流。
超时,顾名思义就是时间跳跃。
逆时和超时,在大家看来,无非是两个新名词,不用提去实现了。但是,假设在宇宙中有虫洞存在,两者就可能实现。
超时空旅行,也就是从A时点瞬间跳跃至B时点,不用再经过A、B之间的时段。看过《哆啦A梦》的朋友可能会联想起哆啦A梦的航时机,乘坐航时机可以到达未来或从前的世界。那么,如何进行超时空旅行呢?
超时空旅行有个前提条件:假设100是光速,就是要把宇宙飞船加速度达到99.99,还差0.01就到100。当近光速行驶一段时间后,就会到达将来的一个时段。譬如,小明从8点钟开始进行超时空旅行,会在9点钟到达。小军从9点钟开始进行超时空旅行,会在10点钟到达。当然,你不只有一个小时可以越过,有二、三、四、五、六个小时,甚至一年也可以越过。而且,在未来的世界里,你可以见到另一个你,另一个你的妈妈、爸爸呢!
逆时空旅行,是从B时点瞬间返回到A时点。它的前提条件是要超越光速。这似乎无法达到。现在,有家公司制造的火箭能加速到99.99,但仍未达到位居第一的光速。唯一的办法,就是寻找宇宙中具备弯曲空间条件的虫洞。何谓弯曲空间呢?就是能将时空弯曲的物质,缩短了A、B之间的距离为弯曲空间。假设地球与比邻星之间的距离是200光年,那么如果虫洞存在的话,它可以为地球与比邻星之间提供已经缩短了的捷径:可能是150、100光年,甚至更近的距离。当飞船通过虫洞飞速行驶时,它一定能打破光速堡垒,回到从前。而且同超时空旅行一样,能看见当时你的家人和当时的你。遗憾的是,至今科学家没有在宇宙中找到半个虫洞。
我相信,在未来,一定有更多惊人的发现和发明,一定有更多的机器会超过《哆啦A梦》中所描述的!
昨天晚上终于把它看完了,云里雾里,很多地方不知所云,正如霍金所说的那样:“在牛顿时代,一个受教育的人至少能够在梗概上掌握人类知识。但从那以后,科学发展的节奏使之不再可能。因为理论总是被改变以解释新的观察结果,它们从未被消化或者简化到使常人能够理解。”嘿嘿,由此得出,自己只不过是个常人罢了。
拿到这本书已经两个月了,说实话,我不太愿意翻开它,虽说是普及版,但过于深奥的内容,作为一位科学专职的我来说,实在有点惭愧。
本书的作者是史蒂芬?霍金,我们知道霍金他一生的经历和他的科学贡献同样是一个奇迹,他20岁时即被诊断出患有渐冻症,医生甚至预言他当时还只有两年的寿命,然而他却创造了奇迹。的俗称,主要类型是肌萎缩性脊髓侧索硬化症,因为特征性表现是肌肉逐渐萎缩和无力,身体如同被逐渐冻住一样,故俗称“渐冻症”。由于目前没有特效药,而与癌症、艾滋病等疾病并列为世界五大顽症。)
正如霍金所说,这是一本不仅让青少年,而且让所有人都能理解的书。他删去了《时间简史》中过于高深的部分,重写了相对论和弯曲空间这两章,但是由于自己认知水平有限,不得不一字一句地慢慢理解,可仍然还是有不少地方弄不明白。
我们都知道这是一本普及科学知识为目的的科学著作,看了这本书后,这本书教会我们如何正确的看待这个世界和生活中形形色色的事情。我们可以用科学的眼光看待事物,而不是遇到难懂的事物就盲目的相信迷信之类的邪说。任何事情的存在都有其存在的意义.看待事物要用科学的眼光,同样对待学习我们也要用科学的方法.怎么说呢,科学史上的每一个重大发现无不都是科学家们大胆假设小心论证而发现的,因此在学习方面我们也应该贯彻这种思想方法,不仅是在学习计划的制定上而且也应该在学习方法的应用上.我们要把霍金的这种精神用到自己工作学习上,作为一名学生,要不断地充实自己的知识。一个周全的严密的学习计划对于学习的时间安排是十分合理的,能达到事半功倍的效果,不是有句谚语,"凡事预则立不预则废".而好的学习方法,将有助你的听课,自学,以及课后的复习,预习,这些对于大学生而言是相当重要的.更重要的是,如果我们能养成这样一种好的习惯,对于将来工作会有相当大的帮助.今后的社会是一个快速发展,信息广泛交流的人才展示平台,而严密的思维逻辑以及科学的做事方法便是其中的两件法宝,可以帮你在茫茫人海中脱颖而出,在人生的舞台上尽情地展现自我,实现自我的人生价值。
霍金,这样一位终年坐在轮椅上的人,依靠一个电脑发声合成器,以正常人十分之一的速度与人“交谈”,但他却同其他科学家一样,用自己的经历告诉他人:执著的探索精神是生命的最大动力。在我心中,除了这本著作所带来的洗涤与震撼外,剩下的只是对这颗伟大心灵的崇拜与敬仰!
霍金写的著名的论文有哪些。?
时间简史,万物简史。《时间简史续编》 是宇宙学无可争议的权威,霍金的研究成就和生平一直吸引着广大的读者,《时间简史续篇》是为想更多了解霍金教授生命及其学说的读者而编的。该书以睿智真挚的私人访谈形式,叙述了霍金教授 《时间简史》 的生平历程和研究工作,展现了在巨大的理论架构后面真实的人性。该书本来就不是一部寻常的口述历史,而是对二十世纪人类最伟大的头脑之一的极为感人又迷人的画像和描述。对于非专业读者,本书无疑是他们绞尽脑汁都无法真正理解的,只能当科幻小说看。《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》,是由霍金1976-1992年间所写文章和演讲稿共13篇结集而成。讨论了虚拟空间、有黑洞引起的婴儿宇宙的诞生以及科学家寻求完全统一理论的努力,并对自由意志、生活价值和人的生存方式及进化原理作出了独到的见解。 时间简史中,霍金念念不忘的就是大统一理论,这是爱因斯坦未竟的梦想。霍金在本书中坦言,不能用单独的美妙的公式描述和预测宇宙的每一件事情,因为量子理论的测不准原理决定了宇宙是不确定性和确定性统一的。在本书中,霍金通过地图模型来说明宇宙的多样性可能需要一族理论来进行描述。 《时空本性》80年前广义相对论就以完整的数学形式表达出来,量子(他个人认为这只是研究理论物理目前的最小单位)理论的基本原理在70年前也已出现,然而这两种整个物理学中最精确、最成功的理论能被统一在单独的量子引力中吗?世界上最著名的两位物理学家就此问题展开一场极端与极端的辩论。本书是基于霍金和彭罗斯在剑桥大学的6次演讲和最后辩论而成。 《未来的魅力》本书以史蒂芬·威廉·霍金预测宇宙今后十亿年前景开头,以唐·库比特最后的审判的领悟为结尾,介绍了预言的发展历程,及我们今天预测未来的方法。该书文字通俗易懂,作者在阐述自己观点的同时,还穿插解答了一些饶有有趣的问题。 《果壳中的宇宙》该书是霍金教授继《时间简史》后最重要的著作。霍金教授在这本书中,再次把我们带到理论物理的最前沿,在霍金教授的世界里,真理和幻想有时只是一线之差。霍金教授用通俗的语言解释提示我们对宇宙的展开充分的想象,并以他独特的热情,邀请我们一起展开一场非凡的时空之旅。《时间简史——从宇宙空间大爆炸到黑洞》(1988年撰写)这本书是霍金的代表作。作者想象丰富,构思奇妙,语言优美,字字珠玑,更让人咋惊,"世界"之外,未来之变,是这样的神奇和美妙。这本书至今累计发行量已达2500万册,被译成近40种语言。 在这本书中,霍金将试图勾勒出我们心目中的宇宙历史——从大爆炸到黑洞,并有机结合各类宗教学理论。在第一讲里,他将简要地回顾过去关于宇宙的构想,并说明我们是如何得到目前的图像的。这或许可以称之为宇宙史的历史。 第二讲将解释牛顿和爱因斯坦的两种引力理论何以得出这样的结论——宇宙不可能是绝对静止的,它不得不或是膨胀,或是收缩。而这又意味着,在前200亿年到前100亿年之间,必定有某一时刻,那时宇宙的密度为无穷大或是脱离了某个空间,这就产生了所谓的大爆炸。它极可能就是宇宙的开端。 第三讲将谈谈黑洞。黑洞是当某个巨大的星球,或者更大的天体,受其自身引力吸引而自行塌缩(塌陷并紧缩)时形成的(另一种猜测:黑洞是脱离了某个集合空间中的某一元素)。综合感性的哲学理论,“任何事物在时间和空间的洗礼下必将从一个极端走向另一个极端”,这可能正是白洞产生的原因。根据爱因斯坦的广义及狭义相对论,宇宙中可能存在无数黑(白)洞,(也可能我们存在的世界正是黑(白)洞的某一分支)。而有关他们的历史,可能是某一领域的终结,也或许只是一个新的开始,因为知识领略得越多,越发现自己知道的只不过是冰山一角。广(狭)义相对论是经典理论(因为这个世界不存在绝对的理想状态),包括量子力学的不确定原理。 第四讲将讲述量子力学如何允许能量从黑洞泄漏出来。黑(白)洞并不像人们所描绘的那样可怕。 第五讲将把量子力学思想应用于大爆炸和宇宙的起源。这就得出了这样的设想:时空可能在范围(维)上有限,但没有边缘。这或许类似于地球表面,但它多了两维。 第六讲将说明这个新的边界条件如何能用现有的知识结构解释这个问题:尽管物理学定律是时(空)间对称的,但根据化学理论中的微观粒子守恒,任何物质(包括真空状态等),即使是“最”稳定的,也会在本质上发生“相对微小”的变化(具体解释请见化学领域的微观粒子(带电粒子的绕核“行星”运转)。 最后,第七讲将讲述我们正如何试图找寻一种统一的理论,如何能把involve量子力学、引力(etc.)的物理学及其他学科(“包括”很智慧地谈到“人”有不灭灵魂的宗教学)真正大一统地联系成一“片”知识的“海洋”。如果我们做到了这一点,我们也许就能真正理解了宇宙(involve natural power),以及我们在其中的位置。 该书不是一部寻常的口述历史,而是对二十世纪人类最伟大的头脑之一的极为interesting的theories和discriptions。对于非专业读者,本书无疑是他们享受人类文明成果的机会和滋生宝贵灵感的源泉。《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》,是 史蒂芬·霍金与第一任妻子珍·王尔德 由霍金1976—1992年间所写文章和演讲稿共13篇结集而成。讨论了虚时(空)间、有黑(白)洞引起的初始宇宙,维的诞生以及科学家寻求完全统一理论的努力,并对自由意志、生活价值和死亡作出了独到的见解。在三年工作量并不巨大的学习之后,他获得了一等自然科学荣誉学位,之后进入剑桥大学研究宇宙学,当时牛津大学还没有宇宙学这个专业,于是他试图努力开创。尽管他希望能够跟当时在剑桥的弗雷德·霍伊尔(Fred Hoyle)身边做研究,但是他的导师却是丹尼斯·西艾玛(Dens Scama)。在获得博士学位之后,他成为一名研究员,后来成为冈维尔和凯厄斯学院(Gonvlle and Caius College)的教授。 1992年耗资350万英镑的同名电影问世。霍金坚信关于宇宙的起源和生命的基本理念可以不用数学来表达,世人应当可以通过电影——这一视听媒介来了解他那深奥莫测的学说。本书是关于探索时间本质和宇宙最前沿的通俗读物,是一本当代有关宇宙科学思想最重要的经典著做,它改变了人类对宇宙的观念。《时间简史》作为宇宙学无可争议的权威,霍金的研究成就和生平一直吸引着广大的读者,《时间简史续编》是为向更多了解霍金教授生命及其学说的读者而编的。该书以坦白真挚的私人访谈形式,叙述了霍金教授的生平历程和研究工作,展现了在巨大的理论架构后面真实的“人”。 《乔治开启宇宙的秘密钥匙》中文版发行于2008年年初,这本书由史蒂芬·霍金、其女儿露西·霍金、其学生克里斯托弗·加尔法德所著,是史蒂芬·霍金的“儿童”时期“科普三部曲”之一,这本书当中论黑洞以及很多部分都简述了霍金的新想法,这本书在国内外好评如潮。 新纪录片《跟随霍金进入宇宙》10年4月25日在美国探索频道播出。2004年-斯蒂芬·威廉·霍金的霍金悖论与信息守恒 2004年7月21日,在爱尔兰都柏林举行的“第17届国际广义相对论和万有引力大会”上,霍金的态度来了个180度转弯,表示自己原来的观点错了,信息应该守恒。宣布了他对宇宙黑洞的最新研究结果:黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认为的那样,对其周遭的一切“完全吞食”,事实上被吸入黑洞深处的物质的某些信息实际上可能会在某个时候释放出来:信息守恒。原因是先前把黑洞想得太理想化了,把黑洞热辐射也想得太理想化了。不过,霍金一直没有给出严格的证明来支持自己的新观点。索恩表示此事不能由霍金一个人说了算,他仍坚持信息不守恒的看法。普瑞斯基则表示没有听懂霍金的演讲,不明白自己为什么赢了。目前,这一牵扯到量子论基础的敏感问题还远未解决。 黑洞理论的研究已经超出了黑洞本身,它不仅通过信息疑难触及了量子论的重要基石——幺正性,而且掀开了探讨时间性质的新篇章。 20世纪60年代到80年代,黑洞研究取得了重大进展。最初人们认为黑洞是一颗死亡了的星体,什么东西都可以掉进去,但任何东西都跑不出来。1974年霍金证明黑洞有温度、有辐射。霍金辐射的发现使黑洞和霍金本人都变得家喻户晓。 20世纪80年代以后,黑洞研究的重点逐渐从温度转向信息佯谬。人们早已知道,黑洞外部观测者会失去形成黑洞以及后来落入黑洞的物质的几乎全部信息,这就是“无毛定理”。著名的“霍金辐射”理论.所谓“毛”是指“信息”。黑洞只剩下总质量、总电荷和总角动量3根“毛”可以被外界探知。人们最初认为,虽然外部观测者不能探知黑洞内部物质的信息,但这些信息并没有从宇宙中消失,只不过隐藏在了黑洞的内部。霍金辐射发现之后,人们知道黑洞中的物质最后将全部转化为热辐射,而热辐射几乎不带出任何信息。这样,形成和落入黑洞的物质的信息将从宇宙中消失,信息不再守恒,不仅重子数守恒、轻子数守恒等定律不再成立,量子论的幺正性也将受到破坏。面对如此严重的理论困难,物理学家展开了激烈的争论。理论物理学家大都相信信息守恒,坚信幺正性这一量子论的基石不会被破坏。总之,信息应该守恒。以霍金和索恩为代表的相对论专家则认为信息不一定守恒,幺正性完全有可能被破坏。为此,霍金和索恩与坚信信息守恒的普瑞斯基打赌。 "这种理论从诞生之初就遇到了麻烦:它同很多科学家坚持的"信息守恒定律"互为矛盾.这一度被人们称为"黑洞悖论". 如同19世纪的科学家断定了能量守恒定律一样,20世纪的许多科学家提出了信息守恒一说——假如这个说法成立,那么"信息守恒定律"无疑将成为科学界最为重要的定律,也许比物质,能量守恒定律的意义更为深远.霍金的黑洞理论引起的激烈争执就是"信息"在黑洞中是否能够保存,守恒."
读《时间简史》 第三章膨胀的宇宙有感|探索魅力无穷大
离我们最近的恒星叫做比邻星,距离我们四光年,大约二十三万英里。(太阳的距离仅八公分)。恒星集中在银河系,也叫螺旋星系。这一点在,公元1750年天文家威廉·赫歇尔爵士,对恒星进行编目得到证实,但该思想在20世纪才被人接受。1924年现代宇宙图像才被奠定。
美国天文家,埃德温·哈勃证明,我们的星系不是唯一的星系,由许多星系组成。哈勃通过间接的手段,测量它们的距离——视亮度。视亮度包括两个方面:光度和距离。太阳是银河系的1000亿个恒星之一,局部集团只是形成我们宇宙中最大已知结构的几千个集团和星系团之一。
我们生活在一个宽度约为10万光年并慢慢旋转的星系中;在它的螺旋臂上的恒星周围绕着它的中心转一圈大约花费几亿年。恒星距离我们如此遥远,绝大多数恒星只有一个特征可观测,光的颜色。
牛顿发现太阳光通过棱镜的三角形状的玻璃就会被分解成彩虹一样的光。用一台望远镜聚焦在一个单独的恒星或星系上,便可观测到不同的光谱。任何不透明的炙热的物体发出的光,有一个只依赖于它的温度的特征光谱,也就是热谱,可从恒星的光得知其温度。每一种化学元素可以吸收非常独特的颜色族系,将它们和恒星光谱中失去的颜色相比较。通过恒星热谱中,某些特定颜色的丢失,就可以来确定恒星大气中存在哪些元素,哪种化学元素。
20世纪20年代,天文学家在开始观察其他星系中的恒星光谱时,发现奇异的现象:它们和我们的银河系一样,具有吸收的特征线族,只是所有这些线族都向光谱的红端移动了同样的相对量。
多普勒效应可以解释这一现象,光是电磁场的起伏和波动构成的。按照波长从短至长可以分为:伽马射线、x射线、紫外线、可见光波段、红外线、微波、无线电波。例如,一个恒星,以固定的波长发出光波,本应该我们接受到的波长和发射波长一致(星系的引力场没有强到影响它的波长)。
假定该恒星光源开始向我们移动,当光源发出第二个波峰时,他就会离我们近一些。这两个波峰之间的距离比恒星静止时,我们接收到波长会较短(光谱向蓝端移动)。假定光源离开我们运动,我们接收波的波长将较长(光谱向红端移动)。这是多普勒效应的频率和速度变化规律,同样适用于声波和电磁波。
交通警察利用多普勒效应的原理,测量电波脉冲车上反射回来的波长,来测车速。
爱因斯坦一九一五年发表广义相对论时,还在为宇宙是静止的,引入常数来修正自己的理论。哈勃为星系距离进行观察编目,观察它们的光谱。1929年发表结论,星系离开我们的速度和距离成正比。星系越远,他离开我们运动的越快。宇宙星系不是静止,而是在膨胀!这是20世纪最伟大的智力革命之一。我们的科学就是这样不断发展进步的!
俄国物理学家数学家亚力山大·佛里德曼有假设一,无论在任何地方进行观测,宇宙看起来都是一样的。
1965年,美国贝尔电话实验室,物理学家,阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊用微波探测器接收到比预想还要大的噪声——来自宇宙。1992年,宇宙背景探险者(COBE),在不同方向探测宇宙,都有微小变化。
普林斯顿大学,罗伯特·狄克、詹姆士·皮帕尔斯,研究乔治·伽莫夫,二人的一个见解认为,早期宇宙一定是非常密集的白热的。现在仍然能看见宇宙的白热,因为从它的非常的部分来的光,刚好现在才到我们这,然而宇宙的膨胀,把红光移得如此厉害。现在只能做微波辐射被我们观察到。同时彭齐亚斯和威尔逊听到他们的工作,并意识到自己已经找到了它,为此1978年被授予诺贝尔奖。
弗里德曼的第二个假设:所有星系都相互直接离开,就如在气球上画上好多斑点,被吹胀。任何两个星系互相离开的速度和它们之间的距离成正比,这也预言了哈勃的观测。
直到1935年,为响应哈勃的宇宙均匀膨胀的发现。美国,物理学家霍瓦德·罗伯逊,英国的数学家,阿瑟·瓦尔克,发现了类似的模型。弗的工作才被西方普遍知道。
满足弗的两个假设共有三种模型:第一,是弗找到的,宇宙膨胀的足够慢,不同星系之间的吸引力使膨胀减慢,并最终停止,然后,星系开始相互靠近,而宇宙收缩。
第二类模型:宇宙膨胀的如此之快,引力虽能使之缓慢却永远不能使之停止。第三种模型:宇宙的膨胀快到足以刚好避免坍缩。
宇宙在每年10亿年里膨胀5%~10%,然而在我们以及其他星系里应该包含大量的暗物质,那是我们不能直接看到的,但由于它的引力对星系中轨道的影响,我们知道它必定存在,所以对宇宙的平均密度测量的更准确。
宇宙已经至少膨胀了100亿年,即便宇宙将要坍缩,至少要再过这么久才有可能。这不是我们过度忧虑,到那时,除我们已到太阳系以外开拓了殖民地,否则人类早就随着太阳消灭而死亡殆尽!
约100至200亿年前,宇宙中邻近星系间距离为0,大爆炸那一刻之前,密度和空间曲率无限大,这就是数学中的一个奇点例子。
1948年奥地利赫曼·邦迪和托马斯·戈尔德,还有英国的弗雷德·霍伊尔,当星系相互离开时,由正在连续产生的新物质在他们中间,不断形成新的星系,即使产生率极低(大约每年每立方千米个粒子),这就是稳态理论。
20世纪50到60年代马丁·赖尔、邦迪、戈尔德、霍伊尔研究从空间来的射电源,得出弱源比强源多。有两个解释,第一、单位空间体积内普通的源,似乎在近处比远处稀少,我们处于宇宙的一个巨大区域的中心。第二、宇宙在射电波向我们发射的过去的那一刻,具有比现在更密集的源。
关于奇点理论的几个观点。
第一、弗里德曼认为,约100至200亿年前,宇宙中邻近星系间距离为0,大爆炸那一刻之前,密度和空间曲率无限大。
第二、1948年赫曼·邦迪、托马斯·戈尔德、弗雷德·霍伊尔星系相互离开时,由正在连续产生的新物质在他们中的间隙不断形成新的星系。
第三、马丁·赖尔领导研究从外太空来的射电源,弱源比强源多。
第四、1965年彭齐亚斯和威尔逊的微波背景辐射,宇宙在过去必定密集得多。
第五、1963年欧格尼·利弗席兹,艾萨克·哈拉尼可夫,宇宙不仅直接相互离开,还有一定斜向速度,星系从来没有必要恰好在同一处,只不过非常靠近而已。宇宙不是来自于大爆炸奇点,而是来自于更早的收缩相。利弗席兹和哈拉尼克夫也认为,实际上并没有大爆炸。
第六、1965年英国数学家、物理家罗杰彭罗斯,坍缩的恒星在自己的引力作用下,陷入到一个区域之中,恒星中的所有物质将被压缩到一个零体积的区域里,密度和曲率得到一个奇点,包含在一个叫做黑洞的时空区域中。
1970年,那时的史蒂芬·霍金发展了一个新的数学技巧,当时正是一个寻求,完成博士论文的研究生,两年前被诊断为肌萎缩性侧索硬化症,也叫卢伽雷病,运动神经细胞病。医生告诉他活不过两年,但他依然顽强生活,积极追求美好生活,与简·瓦尔德订婚。霍金和彭罗斯合作完成毕业论文。假定广义相对论是正确的,而且宇宙包含着我们观测到的这么多物质,则过去一定有过一个大爆炸奇点,完成这一巨大历史时刻!
在第三章中,我们看到,在不到半个世纪的时间里,人们几千年来形成的宇宙观在不断慢慢转变,从哈勃发现宇宙在膨胀到霍金和彭罗斯,在数学定理角度论证奇点。人们从极其巨大范围的理论理解宇宙,转变极其微小范围的理解。从用广义相对论到用量子理论来探索宇宙。人们为了眺望最远方,不断突破自我,激发自己的潜能,让我感受着大师们不断探索宇宙的决心,体味着科学的魅力!
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