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这个寒假我看了一本名为《时间简史》的著作,它的作者就是人们熟知的全世界最聪明的人――残疾科学家史蒂芬・霍金。
这整本书讲的全是关于宇宙的知识,而且还涉及了时间。它最大的特点在书后,还介绍了几位著名科学家:爱因斯坦、伽利略和牛顿这些在宇宙学方面有很大贡献的伟人。整本书告诉我们宇宙的图像、宇宙和时间的关系。其中最吸引人的是黑洞的奥秘。黑洞就是由质量大、密度高而且拥有能让光线都逃不出去的强大引力场。
看完了整本书,我觉得科学是十分重要的。人们的生活离不开科学,因为科学能是人类生活更加幸福、美好。没有科学就没有快捷方便的交通,没有科学就没有四季恒温的房间,没有科学就没有有趣好玩的游戏……现在的牌子上写的都是“中国梦,我的梦”,这些“梦”的基础就是科学。
记得书上的总序里有一句话“没有科学的‘教育’,只是培养信仰,而不是教育。没有受过科学教育的人,只能称为受过训练,而非是教育。”我认为一点儿不错。如果受教育是使人得到知识的公交车的话,受科学教育就是使人得到知识的私家车了。
霍金自强不息,勇于探索,敢于大胆推理,他的这种科学精神很值得我们学习。我推荐大家看《时间简史》,相信大家会和我有一样的感受。
一般认为,爱因斯坦的广义相对论是用于描述宇宙演化的正确的理论。在经典广义相对论的框架里,霍金和彭罗斯证明了,在很一般的条件下,空间-时间一定存在奇点,最著名的奇点即是黑洞里的奇点以及宇宙大爆炸处的奇点。在奇点处,所有定律以及可预见性都失效。奇点可以看成空间时间的边缘或边界。只有给定了奇点处的边界条件,才能由爱因斯坦方程得到宇宙的演化。由于边界条件只能由宇宙外的造物主所给定,所以宇宙的命运就操纵在造物主的手中。这就是从牛顿时代起一直困扰人类智慧的第一推动力的问题。
如果空间-时间没有边界,则就不必劳驾上帝进行第一推动了。这只有在量子引力论中才能做到。霍金认为宇宙的量子态是处于一种基态,空间-时间可看成一有限无界的四维面,正如地球的表面一样,只不过多了两个维数而已。宇宙中的所有结构都可归结于量子力学的测不准原理所允许的最小起伏。从一些简单的模型计算可得出和天文观测相一致的推论,如星系、恒星等等的成团结构,大尺度的各向同性和均匀性,空间-时间的平性,即空间-时间基本上是平坦的,并因此才使得星系乃至生命的发展成为可能,还有时间的方向箭头等等。霍金的量子宇宙论的意义在于它真正使宇宙论成为一门成熟的科学,它是一个自足的理论,即在原则上,单凭科学定律我们便可以将宇宙中的一切都预言出来。
在这部书中,霍金带领读者遨游外层空间奇异领域,对遥远星系、黑洞、夸克、“带味”粒子和“自旋”粒子、反物质、“时间箭头”等进行了深入浅出的介绍,并对宇宙是什么样的、空间和时间以及相对论等古老问题做了阐述,使读者初步了解狭义相对论以及时间、宇宙的起源等宇宙学的奥妙。
读过霍老的专著之后,却让我思维开阔万千。霍老的宇宙观从时间开始,辞海中的宇宙是所有时间和空间的总和。但霍金认为,时间是与物体的运动速度相关的,相对论早有论述。时间与宇宙的开始有关,宇宙开始之前的时间对我们的认识没有意义。宇宙开始于一个奇点。空间和时间始于大爆炸,其后宇宙一直在持续膨胀。宇宙膨胀的主要证据来源于哈勃的天体观察,红移现象证明恒星正在离我们远去。而且,离我们越远的天体,离开我们的速度也越快。
传统的宇宙观认为宇宙是静态的,牛顿的万有引力是静态宇宙的核心理论,认为物体的运动和位置是可以根据物理规律来预测的。但是万有引力必然导致天体的坍塌。从万有引力必然得出膨胀宇宙的结论。但是,从牛顿到爱因斯坦,静态的宇宙观束缚了他们的思想。无限的世界超出了我们的认识范围。霍金认为,人类的认识是有限的,并且不能超越我们这个“宇宙”。从宇宙大爆炸的奇点出发,在光速的范围内产生了一个四维的时间、空间椎体。人类的认识不能超越这个椎体,因为不能超越光速。这个椎体就是我们的宇宙。从哲学意义上看,霍金的宇宙观也对人们的思想冲击甚大。为何先进的思想都是从西方传入我国,这与经济的发展密不可分。“穷文富武”,没有一定的经济条件,开展开学研究是不可能的。法布尔、达尔文的例子都很好说明。我国的经济发展了,产生了富裕阶层。未来30年内,我国肯定可以产生影响世界的科学家。
这学期有幸拜读了霍金的《时间简史》一书,书中对时间的本质、宇宙的由来作出了权威性的总结,虽然有很多内容仅仅是假说,但这又是有一定的科学依据才能大胆提出来的假说。霍金的理论和构想已经成为科学领域的里程碑。
虽然这本书页数不多,但我读来依然吃力,阅读过程中脑海中一直萦绕着许多问题:宇宙到底有没有过大爆炸?宇宙到底是否曾经是个无限小的点?宇宙是无限的还是有尽头的?人类是否真的能发明出时光机回到过去或是到未来?人类最远能到达宇宙的什么地方?黑洞到底是什么样的?物质的最小部分又是什么?
也许有人现在就可以给出一个十分满意的答案,可谁又能知道,你给出的答案可能仅仅在当时的情境下被人们所认可,随着科技的发展和人类的进步,将会有更多的人站出来,告诉你不是这样的。也许我们现在看宇宙的视角,正是井底之蛙的“蛙”的视角,若干年后发现原来宇宙并不像想象中的那样,此时你可能会有所思:到底什么オ是真理?没有人能给你一个满意的答案,一切都要交给时间。
这本书想要完全看懂它需要的知识储备绝不止一座山。而我只是在读罢后有些许感悟而已。人类在浩瀚的宇宙银河和庞大的历史长河中是那么的渺小与无力。古人有:“寄蜉蝣于天地,渺沧海之一粟”的诗句,面对宇宙的无穷和生命个体的有穷,古人尚且如此,我们又何必因为一些小事而大伤脑筋。
今天我们探索宇宙,归根结底无非是在奇迹与寻常中实现着我们作为茫茫宇宙中的个体所特有的意义。就让我们在思考中朝向真理而不懈奋进,也许那会是无止境般的漫长,但我们仍铭记时空无尽、生命不息。
初读此书,不得不赞叹史蒂芬教授那如丝般缜密的逻辑性,你会发现字里行间无不显示出他过人的才智,他能够把相对论当作孩子手中的乒乓球来形象地描述相对论中时间与空间是无法分离的这一物理规则。我在阅读中学到了好多以前不明白的,比如宇宙诞生的过程,以及地球的一些知识。
此刻生活的宇宙有自我的历史起点,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,物质开始构成。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,逐渐构成星系,空间继续扩大,大约在距今50亿年前,太阳构成。大约在距今46亿年前,地球构成。因为地球,才有人类,才有我们生活的世界。
记得整本书里面,我印象最深的是:再重复一下,由于时间和空间是相关的,一个和逆时旅行紧密相关的问题是你能否进行得比光还快,这一点也许不会使你惊讶。很容易看出,时间旅行意味着超光速旅行,在你旅程的最终阶段做逆时旅行,就能够使你的整个旅行,在你期望的时间内完成,而这样你就能以不受限制的速度行进!可是,正如我们将要看到的,倒过来也是成立的,如果你能以不受限制的速度前进,你也就能够逆时旅行。其中一者成立而另一种不成立是不可能的。
无可挑剔的逻辑在字里行间展露锋芒,无死角的思维在史蒂芬的笔下尽情跃动,让人无法相信这本书竟然是由仅有三根手指能活动的残疾人霍金教授写出的呢?
没错,作者虽然几乎全身残疾,但在思想和学的领域上,着实是一名伟人!
经过阅读《时间简史》,普及天体物理的知识,让我对宇宙的神秘产生了浓厚发兴趣,更惊讶于那是多少次的必然与偶然,才有了太阳系,才有了地球,才有了孕育人类生命的场所。这样的夜色下,总是令我的思考走向深远,可是,就如同无法洞穿那无穷的宇宙一样,我无法想象,霍金教授,是运用了怎能样的力量才能完成这“时间”的书写!他的书中的资料令我神往,他的精神更令我敬佩!
自古以来,咱们头顶的天空究竟有什么奥秘这一难题一向困扰着人们。关于世界起源有我国的盘古开天辟地之说等,西方世界则认为是上帝创造了这个世界。于是乎,在欧美能够看到遍布大街小巷的教堂,大多数人都虔诚地信仰着上帝。但是很可惜呀,哈勃望远镜把地球周围200亿光年范围内的空间都检查了一遍,却丝毫没有上帝的影子。尽管这两种看法很明显都是错误的,但它也反映出人类爱思考的一面,实在想不出来时,就编一个盘古,上帝之类的出来,自圆其说。
霍金在这本书中试图用一种通俗易懂的阐述方式来解释高深的物理知识,以到达让大多数人都能看懂的目的。尽管如此,这本书看起来还是有必须难度的,如果你没有必须的物理基础的话,那就更加难以明白了。其实阻碍咱们明白的最大原因还是咱们平时生活在宏观低速的环境中,无法明白在宇观或微观下的物质及其户外状态。就如同爱因斯坦的相对论一样,它在物质的户外速度接近光速时才有好处,但咱们在生活中根本不可能接触到这类状况,因此除非有超强的想象潜质与抽象分析潜质,想要明白其实很难。因此我将从一个业余的角度来看这本书,仅仅是出于爱好与好奇关于宇宙的起源,霍金教授坚持他的宇宙大爆炸观点。即宇宙原来是一个体积无限小的奇点,因而它的密度无限大。它突然就爆发了,四散开来,同时爆炸产生的温度极高,从此宇宙就一向持续膨胀,直到此刻,而爆炸的那一刻就是时间的开始。在膨胀的过程中,有些气体,灰尘渐渐冷却聚集在一齐,构成各种各样的星球,宇宙的样貌渐渐清晰了起来。那里有个麻烦的地方,那就是大爆炸是时间的开始,那么在大爆炸“之前”,那个奇点算什么,没有时间跨度么?或许用“之前”有些不适宜,毕竟在开始之前能有什么呢?!但是开始又是从哪来的呢,这仿佛陷入了一个死循环,无论你说什么是源头,你都能够怀疑这个源头的来源,结束这种无休止的怀疑的最好方法就是坚信一个最早的,没有“在那之前”。因此很多人就坚信上帝,霍金呢,坚信那个“奇点”,可我呢,我不知道,上帝那么多人信,估计没什么可信度,大爆炸理论也只是猜想,没有被证实。事实证明,没有信仰的确是件很痛苦的事,脑中一片混沌,无法被拯救。
上方那个问题的确很折磨人,霍金教授自我也说的含含糊糊,一笔带过了,我也略过吧。下方讲的是时间与空间、物质的关联。在大一上的马克思主义哲学原理课中,马克思简单的说了下户外是物质的根本属性,而时间与空间则是物质户外的表现,时间具有一维性。霍金和一大批物理学家却有不一样的观点。首先,物质与空间的关联就很微妙――物质是扭曲的空间。可空间是什么呢?难道是真空?真空但是意味着什么都没有――虚无。这一点目前科学界仍在作发奋,他们试图发现一种构成物质的最基本的东西,基本到不可再分割。可惜在夸克这儿遇到了点障碍,正因夸克已经是一种猜想了,几十年来一向都还未被证实。由于实验器材条件的限制,以及理论上的一些缺陷,对微观粒子的观测一向都有障碍,无法精确测得其户外状态。这样一来,科学家们就只能很郁闷地整天苦思冥想,试图发现一种全新的理论,但在这几十年里,一向没有什么实质性的进展。
这本书中最引人思考的地方还是它的时空观。在相对论中,绝对空间与绝对时间都不存在。此刻大部分人都已能理解绝对户外的观点,也就是说静止是相对的,没有绝对静止。正因缺乏绝对的静止的标准,咱们无法确定在不一样时间发生的事情是否处于同一空间位置上,很多人也许会认为这很简单――同一地点很好确定。但平常人所说的同一地点是指在目前这个星球上的相对地点,把咱们置身于宇宙之中,咱们的位置每时每刻都在变化着,永远没有重叠的两点。正因地球本身正一刻不停地做着户外,这一点是很容易明白的。但时间也变成相对的,就让人很难懂了。在咱们的日常生活中,时间的流逝似乎是一成不变的,按照它自我固有的规律行走,不受咱们的影响。正正因如此,咱们总是用时间来记录已经发生过的事,把时间当做一个固定的标尺,咱们在这样一个统一的标尺下进行交流才不会有困难。但爱因斯坦的相对论却无情的指出不存在什么绝对时间,时间只但是是物质户外的附属品。咱们通常所说的时间似乎没有方向,虚无缥缈,看不见抓不到。在相对论中,时间是一维的,它的方向就是宇宙膨胀的方向,咱们的宇宙目前仍然在做膨胀户外。