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公元前4世纪,孔子在泗水边望着流淌的河水,长叹:“那逝去的时间不就像这奔腾不息的河水吗?”表面是慨叹岁月如流,实际是以此勉励学生珍惜时间。古往今来叫做宙,宙是时间。佛经里讲世界,世指过去、现在、将来,也就是时间。
日常生活中,时间是分、秒、小时、日、月、年。这些只是度量时间的尺度,不是时间本身。人们曾经相信,时间是由无数瞬间组成的。瞬间与瞬间之间彼此连接,不可分割。并且以均匀的速度彼此连接。就这样从过去到未来延伸。如果画在纸上,就是一条箭头指向前方的直线,这是牛顿的绝对时间。而爱因斯坦的相对论,打破了绝对时间的概念。他用光速不变重新审定了时间的概念。没有不变的时间,没有绝对不变的同时性。最著名的例子是双胞胎的故事。如果双胞胎中的一个以光速在宇宙空间旅行。若干年后,等他回来时,他的同胞兄弟已垂垂老矣,而他还是年轻时的样子。这正是因为每一位观察者都拥有他自己的时间。这种时间是用他携带的时钟来测量的。记得以前看过一本科幻小说,一对不小心进入宇宙飞船的兄妹在经历了一系列的神奇旅行后,回到家的时候,发现自己的时间比地球上的时间晚了一个季节。
因为在他们的旅行中经过一个黑洞,为了摆脱黑洞,飞船的速度一瞬间达到光速。
宇宙的起源果然是非常奇妙的,就像《道德经》所言,可谓“玄之又玄,众妙之门”啊。奇点也好,暴涨理论也罢,都是从观察到的现象的角度尽量解释大爆炸及之后的宇宙如何发展。当然,也会有人择理论,认为宇宙之所以如此发展,是由于我们的存在。
种种理论,都能够解释一些现象,却还是无法对于宇宙之所以有起源作出最准确的解释,所以有造物主拨动了大爆炸的齿轮似乎也不是一句玩笑话啊。大爆炸后的1秒钟,温度降低到约为100亿度,这大约是太阳中心温度的1千倍,亦即氢弹爆炸达到的温度。这是第一次了解到氢弹爆炸能够达到如此的温度。铁的熔点不过1500多摄氏度,熔点最高的材料碳化钽铪合金也只是3990摄氏度,100亿度真的是一个人类无法想象,无法描述的温度――你甚至找不到什么词语去形容它。不过现在我知道了,原来人类已经能够造出爆炸可达10亿度的武器了,想不到究竟什么物质能阻挡一颗氢弹的近距离爆炸。想一想人类还是脆弱的。小到疾病的困扰,大到武器的袭击,每一样都可以夺走人类的生命。
不过从某种意义上来讲,人类也是强大的,可以造出毁灭地球的武器,也可以看到光年之外的星系。《时间简史》不仅仅给我带来了物理意义上的思考,还有生命层次的启迪。智慧这种看不到摸不着的存在,竟也可以反映在几条染色体上,并且经历了30亿年的从粒子到生命体的演变。我相信以后一定会有基因改造人出现,只是不知道那时候人类是否已经冲出了太阳系。
当下为宇宙起源争论不休,或许若干世纪之后,人类也能亲手制造一个宇宙――就像吹泡泡一样简单。
由英国物理学家斯蒂芬・霍金创作的科学巨著《时间简史》,包括黑洞、宇宙的起源和命运、宇宙图像、空间和时间、宇宙膨胀、不确定性原理等内容,为了能让科普的效果最佳化,霍金以尽可能浅显易懂的语言地介绍了远星系、粒子、黑洞、反物质等相关知识,并阐述了宇宙的起源、空间和时间以及相对论等经典命题。
在读过这本书之后,发现虽然霍金虽然已经尽可能地用深入浅出的语言描述,让更多的人可以容易理解,但是也有很多地方读起来比较难于理解,而且会发现学过的大学物理可以在很大程度上为理解他的一些问题奠定坚实的基础,对我们理解这本书有极大的益处。
读完《时间简史》后,我印象最深的有以下三个方面:第一,奇点理论。在这个理论中,认为在宇宙大爆炸之前,整个宇宙是浓缩成一个点的,而这个点,就称之为奇点。它被认为是这个宇宙的开端。而这个奇点正是霍金和另一位科学家罗杰・彭罗斯利用数学计算得出的,他们两人创立了现代宇宙论的数学结构理论。第二方面是无边界宇宙模型。结合了广义相对论和量子力学,霍金提出了有限无边界宇宙。这个模型我们应该怎么理解?
以地球为例,它是有限的,可是当我们在地球上一直向一个方向前进,却永远也走不到尽头,这就是无边界的的体现。第三个,黑洞是有辐射的。一个物体质量越大,引力也就越大。一般一个恒星在衰老之后,由于引力而收缩到一个体积很小,但是引力很大的状态时,就形成了黑洞。不过,有温度的物质就会发射粒子,可是黑洞引力非常大,粒子怎么逃脱呢?关于这个矛盾的问题,霍金认为,黑洞也是有辐射的,不过辐射不是从黑洞里面发射出来的,而是从黑洞的边缘,边缘空虚的空间。这里产生的负离子会被黑洞吸收,但是一些运气比较好的正离子可以逃出黑洞。处于外面的我们,就会发现黑洞有辐射。这个辐射也被称之为霍金辐射。
这些科学理论,极大地丰富了我的课外精神生活,也增加了我对科学的兴趣,相信在《时间简史》的感召下,有更多的人会变得热爱科学,热爱探索。