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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。
我认为;斯蒂芬・霍金教授所说的前半部分是对的,后半部分是不对的。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,是对的。但是我们的小宇宙不会膨胀到一定程度后开始收缩,直到又收缩到一个点成为黑洞,进而再产生一次我们的小宇宙的大爆炸。我们的小宇宙会不断的膨胀下去!我认为;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。注;大宇宙――指广义的宇宙。小宇宙――指狭义的宇宙。斯蒂芬・霍金教授所说的宇宙就是指我们所在的小宇宙,它是指一个黑洞大爆炸后产生的空间范围。
我利用假期简读了这本《时间简史》。这本书读的人可能不多,但我相信只要读过这本书的人就一定有这样的一种感觉:
全书共十二章,通过简单易懂的语言讲述了关于宇宙本性的最前沿的知识,让我们似乎是局外人的人洞悉了字宙的奥秘,包括:我们的字宙图像、空间和时间、膨胀的字宙、不确定性原理、黑洞、宇宙的起源和命运等内容,深入浅出地跟我们讲述了遥远星系、黑洞、粒子、反物质等知识并对宇宙的起源、空间和时间以及相对论等古老命题进行了阐述。
通过阅读,让我觉得自身的渺小,宇宙的奇妙,人类的生命力……“在一个无限的宇宙,每一个点都可以认为是中心,因为在它的每一边都有无限颗恒星。”每一句话都值得我深思,本以为自己眼前的生活就是全世界,其实我们只是万物中渺小的一微粒而已。看清自己的所在,看清自己的本心,看清自己的未来,这才是这本书真正给我的启发。霍金的思想让我感叹科学的无穷力量,让我们能够打开思维,放眼观望一切。我们看到的字宙之所以成为现在的样子,其实是因为我们的存在。空间和时间不仅去影响而且被发生在宇宙中的每件事所影响。也影响着我们自身的今后一切。所以通过了解黑洞、了解奇点、了解我们的星系不是唯一的星系。
通过阅读、通过学习,普及天体物理的知识,让我对宇宙的神秘产生了浓厚的兴趣,更惊讶于多少次的必然与偶然、才有了太阳系,オ有了地球、才有了孕育人类生命都可场所。霍金教授的思想与智慧令我敬佩,让我深深感受到那耀眼的光芒。
从识字以来,我读过很多书:《西游记》《俄罗斯童话》《上下五千年》……然而,现在五年级的我有些不满足于这些书了,开始对《前世今生》《时间简史》一类讲述哲理、科学的书兴趣盎然。虽然初看上去,这些书枯燥无味,但是细细品味,却常常引发我无限的思考与遐想。下面,来说说我读《时间简史》的故事吧。
第一遍读《时间简史》时,我只抱着试试看的心情,大都是跳读,略去了那些艰涩难懂的部分,只看有趣的内容。但即使这样,仍觉得无聊,先后也只是翻了两页,便束之高搁了。
直到有一天,无聊的我,抱着好奇的心,再次打开了那本黑色封面的《时间简史》,低下头,静心地品味起来。我随手握起铅笔,点点划划,慢慢记下自己的疑问,一跃而出的灵感……咦!什么时候那些黑白的文字渐渐生动了起来?慢慢地,我被带入了一个科学的世界:与亚里士多德观赏水、火、土、木几颗星星的变化;与托勒密一起钻研宇宙中心的秘密;与哥白尼、伽利略一起用真理、事实来推翻错误的理论……一页一页,我认识了伟大的发明家爱因斯坦,坚持真理的伽利略,发现地心引力的牛顿;我了解了反粒子、对偶性、小圆周、光子的概念……与此同时,我也提出了不少疑问:宇宙的中心到底是什么?是不是每颗行星的小圆周都是一样的?在恒星光谱中,什么颜色代表最热,什么颜色代表最冷?行星与恒星各是怎么形成的?……一堆数不清的疑问,让我不断地查电脑,翻阅其它工具书,甚至用打破沙锅问到底的精神,像唐僧念经一样在爸妈耳边不停地问,问到二老大声喝斥也浑然未醒。无尽的问题萦绕在我的脑海,挥之不去。我对《时间简史》的兴趣也更加浓厚了。看到后面,不少先前的疑问迎刃而解,那种豁然开朗的滋味让我欲罢不能。
有时候我也会自己去做试验。我尝试和伽俐略一样,从楼上同时扔下两个质量相差很大的瓶子,看看它们是否同时落地;当看到书上说:“飞船在太空中直线飞行,路径影子投到地球上的二维影相就显明是弯曲着”时,我也尝试着用铅笔在地球仪上测试;读到“视差”这一段时,我也试过坐在车上看远处一点也不动的太阳……那时的我,竟也感受点儿“科学疯子”的味道。
在读完《时间简史》后,更多的书成为了我的阅读目标:《果壳中的宇宙》《玛雅历法》《自然哲学的数学原理》……感谢《时间简史》为我打开了科学探索的大门!有时候,我也想过,以小学的水平来读这一类书,是不是太困难,太“不求甚解”了呢?因此,我开始放慢速度读,一点一点“煮”着读,思考研究着读。
这几本书便成了我无声的老师,将知识一点一点地送给我,引领我走向神秘的科学世界。虽然深奥难懂,但是依旧情有独钟。
《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。
霍金在《时间简史》中介绍了20世纪物理学的基础知识,涵盖范围很广,从相对论到量子力学,从宇宙膨胀到基本粒子,从黑洞到虫洞,霍金都有所涉及。更重要的是,霍金还介绍了“奇点定理”和“霍金辐射”这两个自己最重要的学术贡献,以及试图解决宇宙起源问题的“无边界宇宙模型”。
一、奇点定理
霍金和彭罗斯利用严谨的数学方法证明了,如果广义相对论是正确的,而且宇宙中的确有我们观测到的那么多物质,那宇宙一定诞生于一个奇点之中。
1.宇宙不是静态的,而是在不断地膨胀
埃德温・哈勃等科学家发现,宇宙中的绝大部分星系都在远离地球而去,而且离地球越远的恒星,离开地球的速度也越快。这意味着,宇宙就像是气球一样,在不断地膨胀。
2.“奇点定理”意味着在广义相对论框架内,宇宙必然有一开端。“奇点”是体积无限小、弯曲程度无限大、密度无限大、引力无限大的点。宇宙就诞生于“奇点”之中。
二、无边界宇宙模型
在描述宇宙历史的模型中,“宇宙大爆炸”模型是当前的主流理论,但这一理论目前无法解决宇宙起源问题。霍金因此把量子力学和相对论结合起来,提出了“无边界宇宙模型”,试图解决这一问题。
1.宇宙大爆炸模型无法解决宇宙起源问题
在宇宙大爆炸模型中,宇宙诞生于“奇点”。物质、空间和时间,都是大爆炸之后才出现的。大爆炸之前的任何事件,对于我们来说都没有任何意义,或者说根本就不存在。也就是说,宇宙时空并不是无限的,而是有一个边界和开端。包括广义相对论在内的所有物理定律,都会在奇点处失效,因此人类无法直接研究奇点。
这就为上帝的存在留下了空间。
2.在“无边界宇宙模型”中,宇宙没有起源和开端
在“无边界宇宙模型”中,宇宙是“有限无界”的,没有边界和奇点。霍金认为,这个宇宙是完全自给自足的,不受任何外来事物影响,没有创生和消灭的时刻,它就是存在本身,不需要上帝来创造它。“无边界宇宙模型”里的宇宙,是一个空间和时间交织在一起所组成的四维宇宙。在这个宇宙中,时空就像是地球的表面,在范围上是有限的,但却没有形成边界,也没有形成奇点。科学规律在任何一个时空点上都适用,不会发生崩溃。
三、霍金辐射
“霍金辐射”也就是“黑洞辐射”。霍金利用量子力学中的“不确定性原理”提出,黑洞也会发出辐射,并不是完全黑的。
1.黑洞形成
当恒星的内部燃料耗尽之后,在自身的引力作用下,就可能坍塌成黑洞。黑洞质量大,体积小,引力极高,任何物质,包括光在内,只要进入某个临界区域,就永远不可能逃出黑洞。
黑洞吸引一切的性质,跟热力学第二定律产生了冲突。所有有温度的物体,都应该发出辐射和粒子,但如果连光都逃不出黑洞的引力,黑洞怎么能发出辐射呢?
2.霍金利用“不确定性”原理提出了“黑洞辐射”
霍金提出,黑洞的边缘在一刻不停地产生成对的粒子,其中带有负能量的粒子会被吸到黑洞里去,但还有一些带正能量的粒子,可以从黑洞的边缘逃脱。在外界看来,就好像是黑洞在不断地向外发射粒子,这就是黑洞辐射,也叫“霍金辐射”。
在“不确定性原理”的限制下,即使是看似毫无一物的虚空,在微观上也是波澜起伏的。会不断地产生成对的粒子和反粒子,再碰撞到一起发生湮灭。黑洞的确会发射出粒子,但这些粒子,并不是从黑洞里面跑出来的,而是从黑洞边缘的空虚的空间里,无中生有变出来的。
相信大多人看到这里会觉得很荒谬,但我们凭什么就自认为了解得更多呢?终其一生,爱因斯坦致力于和平的努力可能成效甚微――肯定不受欢迎。然而,1952年他得到担任以色列总统的提议,他对犹太复国主义事业的畅言无忌的支持得到了充分的承认。但他谢绝了。他说他认为自己在政治上过于天真。可是,也许他真正的理由却并非如此,再次引用他自己的话:“方程对我而言更重要些,因为政治是为当前,而方程却是永恒的东西。”
智者之所以称为智者,是能够认清自己,知己其所能,其所不能。在太阳熄灭这一事件。我们只能在8分钟之后才知道这一事件,这是光从太阳到达我们所花费的时间。只有到那时候,地球上的事件才在太阳熄灭这一事件的将来光锥之内。类似地,我们也不知道这一时刻发生在宇宙中更远处的事:我们看到的从很远星系来的光是在几百万年之前发出的,至于我们看到的最远物体,光是在大约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。
看不见的,不等于不存在;看见的,或许早就不存在了。
霍金先生在今年3月14日离开人世,但是他的思想成果永留人间。《时间简史》是一部非常成功的科普书,迄今已经发行了2500万册。早就知道《时间简史》,但是自以为这是一部比较难懂的作品,所以一直都没看。最近,喜欢上了物理科普作品,翻开了《时间简史》。
《时间简史》并非是一部很难看懂的作品,霍金先生将深奥的物理学知识写的生动易懂,读完此书像做了一次奇妙的旅行,新奇震撼。我的视野一下变得开阔,开拓到宇宙的视野。我们对于宇宙充满好奇,宇宙究竟是怎样的?探索宇宙本身就是非常新奇的一件事,而《时间简史》正是带我们进行一次宇宙探索之旅。
当然,我们会因此书而重新认识时间。我们可能认为生命是有限的,而时间是无限的。往回追溯,我们所知古代、蛮荒时期、恐龙时代......似乎可以无限追溯无法穷尽,而往后时间也不知有无尽头。,经过科学家的不断探索,霍金和彭罗斯证明了时间有一个开端--宇宙大爆炸,而时间也相应的会有一个终结。人类是看不到终结的时候,但是,终结的状态却可以预言,终结点应该和宇宙大爆炸时点类似。所以,我们只要探索出时间的开端,也就能预言时间的终结;两大哲学问题,从哪里来?到哪里去?也就能回答了。
读这本书的收获不仅仅是知道了物理知识,还开拓了眼界,以及了解科学家们探索世界的思维方式。当我们站在宇宙的视野审视自身时,渺小不足以形容,无限小也许更合适;因此,我们会懂得谦卑,相比于宇宙,也许我们身边发生的那些鸡毛蒜皮的小事真的不足为道。有些时候有些问题我们无法理解,也许是我们所站的高度不够。
人类探索世界是一个连续的过程,虽然,牛顿,爱因斯坦个体的伟大,但是他们也是建立在前人研究的基础上,思考发现。科学的探索,读后感是在寻求某一理论能够准确的描述我们现实大量的观测,也能对未来的观测结果做出明确的预言。牛顿、爱因斯坦等科学家,就是因为现有的理论无法解释某些观测了,而去寻求新的更合适的理论以解释观测。这也给我们一个启示,当现有理论和实际观测有所不符时,我们要有质疑理论的勇气,不要因为某一理论是大神,而不敢质疑。
看《时间简史》收获的绝对不仅仅是获得了一些物理科普知识,而是一次有趣、奇妙的思维旅行。虽然,我看的是中文版,但是其文字充满阅读愉悦感,我想英文原版的文字应该更有魅力!
史蒂芬・霍金那本畅销世界的《时间简史》以成为科学着述的里程碑。这不仅归因于作者迷人的表达方式,还归因于他讨论的令人敬畏的主题:空间和时间的本性,上帝在创生中的作用,宇宙的历史和将来。但是,在它问世后的岁月里,有些读者一直不断地向霍金教授诉说,在这本书中某些最重要的概念理解起来非常困难。
《时间简史》里试图把宇宙描述成一个有限但无边界的空间,它是完全自足的,没有开始也没有结束,它就是存在。对时间则有如下描述,“无序度或熵随着时间增加是一个所谓的时间箭头的例子。时间箭头将过去和未来区别开来,使时间有了方向。至少有三种时间箭头:第一个,是热力学时间箭头,即是在这个时间方向上无序度或熵增加;然后是心理学时间箭头,这就是我们感觉时间流逝的方向,在这个方向上我们可以记忆过去而不是未来;最后,是宇宙学时间箭头,在这个方向上宇宙在膨胀,而不是在收缩。”
在我的理解范围内,时间是一种过于复杂的概念。可以抽象地把它说成是伴随在我们身边的一种物质,尽管它无从捕捉,却又确实存在。也可以实化成身边的一切物质,也许你发现不了,但他们确实在被时间改变。明知肯定有东西在周围影响我们的生活,却终究看不清究竟是什么。而时间是自身存在的,至少我现在这么认为,虽然目前没有时光机。
这让我想到了爱因斯坦的理论,当物体的速度达到光速的时候就能穿越时空。如果这是真的,有一天有人证实时间是由某种物质发出的话,我们就可以有时光机穿梭将来和过去。一切的一切都联系着时间,当没有了时间,物质是否就失去了它的本质意义呢?也许物质存在于时间之中只是我们自己选择的一种方式,或别的什么为我们制定的。没有时间的世界是一个没有连续性的平衡世界,因为时间与空间是一个整体,是坐标轴上的弦,失去了其中一根,假设是X 轴,那么Y 轴也就没有意义了。
我们生活在一个由特定的时间所控制的世界。一切都由永远不停止的却又有着严格规律运作的时间主宰。也许它突然在一瞬间停止,调皮地玩弄我们,而我们却也一无所知,当时间开启之后,继续自己的生活。它也许是不朽的,至少在我们这些生命短暂的物质看来,与璀璨的宇宙发展史相比,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,那就是人类所无法涉及的永恒。
在宇宙大爆炸的理论,文中提到宇宙大爆炸发生1 秒种后温度降为100 亿度,那么爆炸前的温度是多少呢?在网上查找相关资料相结合后知道宇宙大爆炸前的温度为10 的32 次方绝对温度。这是经近代高能物理学家所证明的温度。虽然这庞大的数字,特殊的单位我都无法理解,但我感受到自己是多么的渺小。
其实宇宙大爆炸理论的发现是一位普通的医生。有一晚,他在家中看星空,突然想到了一个问题,如果根据万有引力定律,那么天空的星星应该互相吸引而越来越近,可是为什么人们却没发现星星都聚在一起的现象呢? 于是他提出,一定有一种作用力在抵消星球间的引力,于是,这就是宇宙在膨胀扩散理论的第一位提出者。
当大爆炸前,宇宙是一个高度均匀恒温的原始火球,那么这就是一个无序的状态,这和热力学第二定律又是反的了。根据研究发现,宇宙在大爆炸后在10 的负23 次方每秒,这一瞬间的时间,宇宙就膨胀了10 倍,那么这个宇宙膨胀的速度有多快呢? 大概是10 的31 次方米/ 秒,这是什么概念? 根据爱因斯坦的相对论,光速是不可超的,除非是在静止的状态,质量为0 的光子,才可能达到光速,光速是多少?1 秒种30 万公里,那么就是3 乘10 的8 次方米每秒,这是光速,而宇宙膨胀的速度远远的亿万倍地超过光速。在大爆炸开始10 的35 次方米每秒以内的事情根本没办法知道。
再来说宇宙大爆炸的速度,这个速度既不能快,也不能慢,如果慢的话,所有星球就会被万有引力拉回来,整个宇宙大爆炸要精调到10 的55 次方分之一才可能达到爆炸所需要的速度。
只有真正懂行的天文学家才知道对神的敬畏,所以很多的天文学家告诉我们,神有两本书启示我们,一本是圣经,一本是大自然。两者之间绝不会相互矛盾。天文学家是很骄傲的,因为他们是研究天文的,所以要让他们相信上帝是很难的,可是现在随着宇宙大爆炸理论的研究,使越来越多的天文学家的信仰发生了变化,有的科学家你明显地看到是从无神论变成有神论。
读完《时间简史》,获益匪浅。虽然霍金先生深入简出地表达其对时空以及宇宙的看法,但许多抽象的概念我还是没有弄懂,更不敢不懂装懂歪曲原意,所以在这里就谈谈我看完该书后对时间的认识吧。
我们这个世界,或者说宇宙,是在某条时间弦的,而其他的X Y Z 轴等我们都不知道,因为人类只有看见三维的能力,最多只能感觉到四维,而宇宙起码在四维以上。