时间简史(插图版) 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子版 mobi 在线

本书在原版的基础上增加了240多幅彩色插图，包括卫星图像和照片。这些都应归功于诸如哈勃空间望远镜和电脑三维和四维实体成像等技术进步之赐。详细的插图说明使读者能体验到星系际太空的广漠、黑洞的奇妙性质，以及物质和反物质碰撞的粒子物理的微观世界。

作为一本飨以读者宇宙学的*新理解的经典著作，《时间简史》插图本是探索时间和空间核心秘密的引人入胜的故事。

前言

**章 我们的宇宙图像

第二章 空间和时间

第三章 膨胀的宇宙

第四章 不确定性原理

第五章 基本粒子和自然的力

第六章 黑洞

第七章 黑洞不是这么黑的

第八章 宇宙的起源和命运

第九章 时间箭头

第十章 虫洞和时间旅行

第十一章 物理学的统一

第十二章 结论

阿尔伯特·爱因期坦

伽利略·伽利雷

艾萨克·牛顿

史蒂芬·霍金（Stephen Hawking, 1942- ），现任剑桥大学卢卡斯数学教授。他广被推崇为继爱因斯坦后最杰出的理论物理学家。霍金的主要著作有《时间简史》、《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》和《果壳中的宇宙》。

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我们生存在一个奇妙无比的宇宙中。只有凭借非凡的想象力才能鉴赏其年龄、尺度、狂暴甚至美丽。在这个极其广袤的宇宙中，我们人类所处的地位似乎微不足道。因此我们试图理解这一切的含义，并且了解我们在宇宙中的角色。几十年前，一位**的科学家(有人认为是伯特兰·罗素)作了一次天文学讲演。他描述地球如何围绕太阳公转，而太阳又如何围绕着一个巨大的恒星集团的中心公转，我们把这个集团称做银河系。讲演结束之际，坐在屋子后排的一位小个子老妇人站起来说道：“你讲的是一派胡言，实际上，世界是驮在一只巨大乌龟背上的平板。”这位科学家露出高傲的微笑，然后答道：“那么这只乌龟站在什么上面呢?”“你很聪明，年轻人，的确很聪明，”老妇人说，“不过，这是一只驮着一只，一直驮下去的乌龟塔啊!” 当今大多数人会觉得，把我们的宇宙喻为一个无限乌龟塔的图象相当荒谬。但是我们凭什么就自认为了解得*好呢?暂时忘却你所知道的——或者认为你所知道的有关空问的知识。然后抬头凝视夜空。你对所有那些光点做何解释呢?它们是微小的火焰吗?它们究竟是什么?真是难以想象，因为这远远地超出了我们的日常经验。如果你是一位定期的观星者，你也许见到过，在晨昏时刻徘徊于地平线附近的闪烁光点。它是一颗行星，即水星，但是它和我们自己所在的这颗行星毫不相像。水星的**相当于该行星年的2／3。太阳出来时，水星表面温度高达400摄氏度，而在深夜它几乎降到一200摄氏度。尽管水星和我们地球的差别如此之大，但*不可思议的是一个典型的恒星，恒星是一个每秒燃尽几十亿磅(1磅=454克)物质的巨大火炉，而它的核心温度达到几千万摄氏度。 行星和恒星究竟离我们多么遥远?这是另一桩难以想象的事。古代中国人建筑石塔以便*近地观测星空。以为恒星和行星比它们在实际上离我们*近得多是很自然的事——在日常生活中，我们毕竟没有和巨大空间距离打交道的经验。它们离我们的距离是如此之遥远，用我们测量大多数长度的办法，即用英尺或者英里去度量，是没有什么意义的。取而代之，我们使用光年，那是光在一年中行进的距离。一束光在一秒钟内行进186000英里(1英里：1.6093千米)，这样，一光年便是一个非常长的距离。除了我们的太阳，*近的恒星叫做比邻星，大约在4光年之外。这是那么遥远，甚至利用当今正在设计的*高速的宇宙飞船，也需要花费大约10000年才能到达那里。 古人曾努力尝试理解宇宙，但是他们还没有发展出我们所知道的数学和科学。**我们拥有强有力的工具：诸如数学和科学方法的智力工具，以及电脑和望远镜等技术工具。科学家借助这些工具把大量关于空间的知识拼凑在一起。但是关于宇宙，我们究竟知道什么，并且我们何以得到这些知识呢?宇宙从何处来?它又向何处去?宇宙有一个开端吗?如果有的话，在此之前发生了什么?时间的本质是什么?它会到达一个终点吗?我们能在时间中返回到过去吗?物理学中*新的突破，使我们有可能为其中一些悬而未决的问题提供答案，而新技术是实现这些突破的部分原因。对我们而言，这些答案有朝一日会变得和地球围绕太阳公转那么显而易见——或许变得和乌龟塔一样荒谬，只有时间(不管其含义如何)才能裁决。P1-3

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在一个无限的宇宙，每一点都可以认为是中心，因为在它的每一边都有无限颗恒星。

不管多少回实验的结果和某一理论相一致，你永远不可能断定下一次结果不会和它矛盾。

我们现在关于物体运动的观念来自于伽利略和牛顿。

伽利略的测量指出，不管物体的重量是多少，其速度增加的速率是一样的。

除了他的运动定律，牛顿还发现了描述引力的定律：任何两个物体都相互吸引，其引力大小与每个物体的质量成正比。

牛顿引力定律还告诉我们，物体之间的距离越远，则引力越小。（人与人之间的吸引是不是也如此？）

我们必须接受的观念是：时间不能完全脱离和独立于空间，而必须和空间结合在一起形成所谓的空间——时间的客体。

我们看到的从很远星系来的光是在几百万年之前发出的，在我们看到的最远的物体的情况下，光是在80亿年前发出的。这样当我们看宇宙时，我们是在看它的过去。

没有东西走得比光更快。

牛顿理论说，物体之间的吸引力依赖于它们之间的距离。这意味着，如果我们移动一个物体，另一物体所受的力就会立即改变。（奥修说，当你伤害了一朵花儿，你就伤害了一颗星星。）

在相对论中并没有一个唯一的绝对时间，相反地，每个人都有他自己的时间测度，这依赖于他在何处并如何运动。

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。

从爱因斯坦广义相对论可推断出，宇宙必须有个开端，并可能有个终结。

如果在一个清澈的、无月亮的夜晚仰望星空，能看到的最亮的星体最可能是金星、火星、木星和土星这几颗行星，还有巨大数目的类似太阳、但离开我们远得多的恒星。

美国天文学家埃得温·哈勃证明了，我们的星系不是唯一的星系。事实上，还存在许多其他的星系，在它们之间是巨大的空虚的太空。

现在我们知道，我们的星系只是用现代望远镜可以看到的几千亿个星系中的一个，每个星系本身都包含有几千亿颗恒星。

黑洞就是由这种恒星的坍缩和围绕它们的强大的引力场...

我们将永远不能完全肯定，我们是否确实找到了正确的理论，因为理论不能被证明。

如果宇宙是无限而且静止的则每一道光线都会终结于一个恒星上，使得夜空和太阳一样明亮

正常情况下实粒子总是具有正能量，所以具有负能量的那一个粒子注定是短命的虚粒子。它必须找到它的伴侣并与之相湮灭。……但是黑洞里的引力是如此之强，甚至在那儿一个实粒子的能量都会是负的。

当他被问及：”上帝在他创造宇宙之前做了什么？“奥古斯丁并没有这样回答：”他正为诘问这类问题的人准备地狱。” 而是说时间是上帝创造的宇宙的一个性质，在宇宙开端之前不存在。

不管观察者运动多块，他们应测量到一样的光速。这简单的观念有一些非凡的结论，如质量和能量等价/没有任何东西可能行进得比光还快。

由于能量和质量的等价，物体由于它的运动具有的能量应该加到它的质量上去。换言之，要加速它更为困难。这个效应只有当物体以接近于光速的速度运动时才有实际的意义。例如，以10%光速运动的物体的质量只比原先增加了0.5%，而以90%光速运动的物体，其质量变得比正常质量的两倍还多。当一个物体接近光速时，它的质量上升得越来越快，这样它需要越来越多的能量才能进一步加速上去。实际上它永远不可能达到光速，因为那时质量会变成无限大，而根据质量能量等价原理，这就需要无限大的能量才能做到。由于这个原因，相对论限制了物体运动的速度：任何正常的物体永远以低于光速的速度运动，只有光或其他没有内禀质量的波才能以光速运动。

由于光速一致且空间不是绝对的（即光行进的距离不一致），因此光行进花费的时间不一致。相对论终结了绝对时间的观念，每个观察者都一定有他自己的时间测度，不同观察者携带的同样的种的读数不必要一致。

相对论迫使我们从根本上改变了我们的时间和空间观念。时间不能完全脱离和独立于空间，而必须和空间结合在一起形成所谓的时空的客体。

一个事件是在特定时刻和在空间中特定的一点发生的某件事。人们可以用四个数或坐标来制定它。坐标系的选择是任意的，人们可以使用任何三个定义好的空间坐标和任何时间测度。在相对论中，在时间和空间坐标之间没有真正的差别。

从一个事件散开的光在四维时空里形成了一个三维的圆锥，这个圆锥成为时间的将来光锥。以同样的方法可以画出另一个成为过去光锥的圆锥，它表示所有可以用一个光脉冲传播到该事件的事件集合。对于给定的事件P，人们可以将宇宙中的其他事件分成三类。从事件P出发由一个粒子或者波以等于或小于光速的速度行进能到达的哪些事件成为属于P的将来。它们处于从事件P发射的膨胀的光球面...

书籍介绍

《时间简史》讲述是探索时间和空间核心秘密的故事，是关于宇宙本性的最前沿知识，包括我们的宇宙图像、空间和时间、膨胀的宇宙不确定性原理、基本粒子和自然的力、黑洞、黑洞不是这么黑、时间箭头等内容。第一版中的许多理论预言，后来在对微观或宏观宇宙世界观测中得到证实。

自1988年首版以来，《时间简史》已成为全球科学著作的里程碑。它被翻译成40种文字，销售了近1000万册。此版更新了内容，把许多观测揭示的新知识，以及霍金最新的研究纳入，并配以250幅照片和电脑制作的三维和四维空间图。