《平行宇宙(新版)》堪與《時(shí)間簡(jiǎn)史》媲美,門(mén)外漢都能讀懂的世界科學(xué)名著。 在學(xué)者的陪同下,作一次奇妙的宇宙漫游,他的見(jiàn)解可將我們的想象力推向極限。 本書(shū)簡(jiǎn)介: 《平行宇宙(新版)》本書(shū)三部分,第一部分宇宙,描述了宇宙誕生時(shí)的情景、大爆炸理論、目前主流的宇宙膨脹理論和平行宇宙概念。第二部分多元宇宙,描述了多元宇宙的空間維度與時(shí)間旅行、平行量子宇宙、弦理論和M理論。第三部分遁入超空間,描述了當(dāng)我們的宇宙瀕臨死亡進(jìn)入大凍結(jié)時(shí),如何借助超空間逃往與我們宇宙平行的其他宇宙,將人類文明傳承下來(lái)。 作者簡(jiǎn)介: [美]加來(lái)道雄博士,弦理論創(chuàng)始人之一,世界著名理論物理學(xué)家,紐約城市大學(xué)理論物理學(xué)教授,世界著名科學(xué)暢銷書(shū)作者,家喻戶曉的科學(xué)紀(jì)錄頻道主持人,所著七本書(shū)均暢銷全世界。 譯者簡(jiǎn)介:伍義生,中國(guó)譯協(xié)資深翻譯家。 目錄: 第一部分宇宙 第1章宇宙誕生時(shí)的情景 第2章荒謬的宇宙 第3章大爆炸 第4章膨脹和平行宇宙 第二部分多元宇宙 第5章空間入口和時(shí)間旅行 第6章平行量子宇宙 第7章M理論:所有弦理論之母 第8章設(shè)計(jì)者宇宙? 第9章尋找來(lái)自第11維度的回聲 第三部分遁入超空間 第10章萬(wàn)物之終結(jié) 第11章逃離宇宙 第12章超越多元宇宙第一部分宇宙 第1章宇宙誕生時(shí)的情景 第2章荒謬的宇宙 第3章大爆炸 第4章膨脹和平行宇宙 第二部分多元宇宙 第5章空間入口和時(shí)間旅行 第6章平行量子宇宙 第7章M理論:所有弦理論之母 第8章設(shè)計(jì)者宇宙? 第9章尋找來(lái)自第11維度的回聲 第三部分遁入超空間 第10章萬(wàn)物之終結(jié) 第11章逃離宇宙 第12章超越多元宇宙 前言宇宙學(xué)是研究宇宙整體的科學(xué),包括宇宙的誕生和它的最終命運(yùn)。毫不奇怪的是,它經(jīng)歷了緩慢的和痛苦的演變,這種演變常常被宗教的教條和迷信所籠罩。 宇宙學(xué)的第一次革命是在17世紀(jì)引進(jìn)望遠(yuǎn)鏡時(shí)產(chǎn)生的。在偉大的天文學(xué)家尼古勞斯?哥白尼(NicolausCopernicus)和約翰尼斯?開(kāi)普勒(JohannesKepler)工作的基礎(chǔ)上,伽利略?加利列伊(GalileoGalilei)借助于望遠(yuǎn)鏡的幫助展示了天空的壯觀,首次為天空的認(rèn)真的科學(xué)研究打下了基礎(chǔ)。宇宙學(xué)的這個(gè)第一階段的進(jìn)展在艾薩克?牛頓(IsaacNewton)的工作中達(dá)到了頂點(diǎn),他最終確定了控制天體運(yùn)動(dòng)的基本定律。天體的規(guī)律現(xiàn)在不再是魔法和神秘的,而是受可以計(jì)算和可以復(fù)制的力支配的。 宇宙學(xué)的第二次革命是在20世紀(jì)引進(jìn)大型望遠(yuǎn)鏡產(chǎn)生的。例如威爾遜山上的一架望遠(yuǎn)鏡有一面巨大的直徑達(dá)100英寸(254米)的反射鏡。在20世紀(jì)20年代,埃德溫?哈勃(EdwinHubble)利用這架巨大的望遠(yuǎn)鏡推翻了幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)有關(guān)宇宙是靜態(tài)的和永恒的教條。他證明天空中的星系正以巨大的速度離地球而去,即宇宙在膨脹。這就證實(shí)了愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的結(jié)果,它說(shuō)空間時(shí)間的構(gòu)造不是平的和線性的,而是動(dòng)態(tài)的和彎曲的。這就給出了宇宙起源的第一個(gè)似乎可信的解釋,即宇宙開(kāi)始于“大爆炸”,大爆炸將星星和星系飛快地向外送到宇宙空間。由于喬治?伽莫夫(GeorgeGamow)有關(guān)大爆炸和弗雷德?霍伊爾(FredHoyle)有關(guān)元素起源的先驅(qū)工作,已經(jīng)出現(xiàn)了一個(gè)概括宇宙演化的框架。 現(xiàn)在正在進(jìn)行第三次革命。大約只有5年時(shí)間。它是由一連串新的高技術(shù)儀器,如空間衛(wèi)星、激光、引力波探測(cè)器、X射線望遠(yuǎn)鏡和高速超級(jí)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的。我們現(xiàn)在有了關(guān)宇宙學(xué)是研究宇宙整體的科學(xué),包括宇宙的誕生和它的最終命運(yùn)。毫不奇怪的是,它經(jīng)歷了緩慢的和痛苦的演變,這種演變常常被宗教的教條和迷信所籠罩。 宇宙學(xué)的第一次革命是在17世紀(jì)引進(jìn)望遠(yuǎn)鏡時(shí)產(chǎn)生的。在偉大的天文學(xué)家尼古勞斯?哥白尼(NicolausCopernicus)和約翰尼斯?開(kāi)普勒(JohannesKepler)工作的基礎(chǔ)上,伽利略?加利列伊(GalileoGalilei)借助于望遠(yuǎn)鏡的幫助展示了天空的壯觀,首次為天空的認(rèn)真的科學(xué)研究打下了基礎(chǔ)。宇宙學(xué)的這個(gè)第一階段的進(jìn)展在艾薩克?牛頓(IsaacNewton)的工作中達(dá)到了頂點(diǎn),他最終確定了控制天體運(yùn)動(dòng)的基本定律。天體的規(guī)律現(xiàn)在不再是魔法和神秘的,而是受可以計(jì)算和可以復(fù)制的力支配的。 宇宙學(xué)的第二次革命是在20世紀(jì)引進(jìn)大型望遠(yuǎn)鏡產(chǎn)生的。例如威爾遜山上的一架望遠(yuǎn)鏡有一面巨大的直徑達(dá)100英寸(254米)的反射鏡。在20世紀(jì)20年代,埃德溫?哈勃(EdwinHubble)利用這架巨大的望遠(yuǎn)鏡推翻了幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)有關(guān)宇宙是靜態(tài)的和永恒的教條。他證明天空中的星系正以巨大的速度離地球而去,即宇宙在膨脹。這就證實(shí)了愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的結(jié)果,它說(shuō)空間時(shí)間的構(gòu)造不是平的和線性的,而是動(dòng)態(tài)的和彎曲的。這就給出了宇宙起源的第一個(gè)似乎可信的解釋,即宇宙開(kāi)始于“大爆炸”,大爆炸將星星和星系飛快地向外送到宇宙空間。由于喬治?伽莫夫(GeorgeGamow)有關(guān)大爆炸和弗雷德?霍伊爾(FredHoyle)有關(guān)元素起源的先驅(qū)工作,已經(jīng)出現(xiàn)了一個(gè)概括宇宙演化的框架。 現(xiàn)在正在進(jìn)行第三次革命。大約只有5年時(shí)間。它是由一連串新的高技術(shù)儀器,如空間衛(wèi)星、激光、引力波探測(cè)器、X射線望遠(yuǎn)鏡和高速超級(jí)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的。我們現(xiàn)在有了關(guān)于宇宙性質(zhì)的最權(quán)威的數(shù)據(jù),包括它的年齡、它的組成,甚至它的將來(lái)和最終的死亡。 現(xiàn)在,宇宙學(xué)家認(rèn)識(shí)到宇宙正以跑開(kāi)的模式在膨脹,無(wú)限制地膨脹,速度越來(lái)越快,隨著時(shí)間越長(zhǎng)宇宙變得越來(lái)越冷。如果這樣繼續(xù)下去,我們將面臨大凍結(jié)的前景,那時(shí)宇宙將陷入黑暗和寒冷,所有的智能生命都將死亡。 這本書(shū)是寫(xiě)這個(gè)第三次大革命的。這本書(shū)不同于我早先的關(guān)于物理學(xué)的、書(shū)名為《超越愛(ài)因斯坦》(BeyondEinstein)和《超空間》(Hyperspace)的書(shū),那兩本書(shū)是向公眾介紹高維度和超弦理論的。在《平行宇宙》(ParallelWorlds)中注意的問(wèn)題不是空間時(shí)間,而是在過(guò)去幾年時(shí)間內(nèi)展現(xiàn)的宇宙學(xué)的革命性的發(fā)展。這些發(fā)展是根據(jù)從世界各個(gè)實(shí)驗(yàn)室和最外層空間得到的新證據(jù)和理論物理的新突破。我的意圖是不需要任何以前的物理學(xué)和宇宙學(xué)的背景,就能讓讀者了解這些發(fā)展。 書(shū)的第一部分集中在對(duì)宇宙的研究上,總結(jié)宇宙學(xué)早期階段的進(jìn)展,最后講“膨脹”理論,它給了我們到今天為止的大爆炸理論的最完善的表述。書(shū)的第二部分特別集中在多元宇宙理論的出現(xiàn),即世界由多個(gè)宇宙組成,我們的宇宙只是其中之一。討論蟲(chóng)洞、空間和時(shí)間彎曲的可能性,以及高維空間可能會(huì)怎樣連接它們。超弦理論和M理論使我們?cè)诔綈?ài)因斯坦原始理論的道路上走出重要的一步。它們給我們進(jìn)一步的證據(jù),說(shuō)明我們的宇宙只不過(guò)是眾多宇宙中的一個(gè)。書(shū)的第三部分討論大凍結(jié),現(xiàn)在科學(xué)家都把它看做是我們宇宙的結(jié)局。我也給出一個(gè)認(rèn)真的,盡管是推測(cè)的一種可能性。在1萬(wàn)億年后,遙遠(yuǎn)將來(lái)的高級(jí)文明也許能利用物理定律離開(kāi)我們的宇宙,進(jìn)入另一個(gè)更友好的宇宙,開(kāi)始重新誕生的過(guò)程,或在時(shí)間上回到宇宙溫暖的時(shí)期。 隨著我們今天收到的大量的新數(shù)據(jù),隨著新的工具,如能夠掃描天空的空間衛(wèi)星,隨著新的城市大小的原子對(duì)撞機(jī)接近完成,物理學(xué)家感到正在進(jìn)入一個(gè)宇宙學(xué)的黃金時(shí)代。簡(jiǎn)而言之,對(duì)物理學(xué)家來(lái)說(shuō),對(duì)于一位宇宙起源和命運(yùn)的探索者來(lái)說(shuō),一個(gè)偉大的時(shí)代即將來(lái)臨。 在《平行宇宙》一書(shū)中,加來(lái)道雄博士以其無(wú)與倫比的解說(shuō)才能,講述了現(xiàn)代物理學(xué)得出的一種最令人難以置信、最激動(dòng)人心的可能性,即,可能存在著廣闊無(wú)垠的宇宙之網(wǎng),里面排列著許多宇宙,也許是無(wú)窮多個(gè)宇宙,而我們這一宇宙只不過(guò)是其中之一。他運(yùn)用生動(dòng)巧妙的類比,幽默的語(yǔ)言,耐心地向讀者介紹有關(guān)平行宇宙的種種話題,從量子力學(xué)、宇宙學(xué),到最新出現(xiàn)的M理論,一路娓娓道來(lái)。讀讀這本書(shū)吧,在學(xué)者的陪同下,作一次奇妙的宇宙漫游,他的見(jiàn)解可將我們的想象力推向極限。 ——布賴恩·格林(BrianGreene),哥倫比亞大學(xué)理論粒子物理教授,《宇宙結(jié)構(gòu)》和《優(yōu)雅宇宙》的作者。 “喜歡宇宙論、時(shí)間旅行、弦理論和10維或11維宇宙的讀者可能不會(huì)找到比加來(lái)道雄博士更好的引導(dǎo)者了,他既是一位親身從事這方面研究的學(xué)者,同時(shí)又善于以引人入勝的方式,深入淺出地講解這一難以琢磨的復(fù)雜問(wèn)題,非常難能可貴! ——唐納德·戈德史密斯(DonaldGoldsmith),《逃亡的宇宙》和《宇宙的連接》的作者。 “可讀性極高,讓你輕松涉足在宇宙學(xué)前沿而樂(lè)不可支! ——馬丁·里斯(MartinRees),《我們的宇宙棲息地》和《我們的最后結(jié)局》的作者。在《平行宇宙》一書(shū)中,加來(lái)道雄博士以其無(wú)與倫比的解說(shuō)才能,講述了現(xiàn)代物理學(xué)得出的一種最令人難以置信、最激動(dòng)人心的可能性,即,可能存在著廣闊無(wú)垠的宇宙之網(wǎng),里面排列著許多宇宙,也許是無(wú)窮多個(gè)宇宙,而我們這一宇宙只不過(guò)是其中之一。他運(yùn)用生動(dòng)巧妙的類比,幽默的語(yǔ)言,耐心地向讀者介紹有關(guān)平行宇宙的種種話題,從量子力學(xué)、宇宙學(xué),到最新出現(xiàn)的M理論,一路娓娓道來(lái)。讀讀這本書(shū)吧,在學(xué)者的陪同下,作一次奇妙的宇宙漫游,他的見(jiàn)解可將我們的想象力推向極限。 ——布賴恩·格林(BrianGreene),哥倫比亞大學(xué)理論粒子物理教授,《宇宙結(jié)構(gòu)》和《優(yōu)雅宇宙》的作者。 “喜歡宇宙論、時(shí)間旅行、弦理論和10維或11維宇宙的讀者可能不會(huì)找到比加來(lái)道雄博士更好的引導(dǎo)者了,他既是一位親身從事這方面研究的學(xué)者,同時(shí)又善于以引人入勝的方式,深入淺出地講解這一難以琢磨的復(fù)雜問(wèn)題,非常難能可貴! ——唐納德·戈德史密斯(DonaldGoldsmith),《逃亡的宇宙》和《宇宙的連接》的作者。 “可讀性極高,讓你輕松涉足在宇宙學(xué)前沿而樂(lè)不可支! ——馬丁·里斯(MartinRees),《我們的宇宙棲息地》和《我們的最后結(jié)局》的作者。 “穿越宇宙,突破宇宙,目不暇接,五光十色。加來(lái)道雄博士,世界上最優(yōu)秀的科學(xué)作家之一,指點(diǎn)你透過(guò)物理世界的尋常表象,看到隱藏其下的奇妙世界:不可思議的暗物質(zhì)及暗能量,空間中隱藏著的高維度,振動(dòng)著的弦及其微小的環(huán),宇宙就是靠它們才得以維系。根據(jù)加來(lái)道雄博士的看法,現(xiàn)實(shí)世界其實(shí)撲朔迷離,絲毫不亞于最離奇的科幻小說(shuō)! ——保羅·戴維斯(PaulDavies),澳大利亞悉尼Macquarie大學(xué)太空生物學(xué)中心,《現(xiàn)在建造一架時(shí)間機(jī)器》的作者。 “加來(lái)道雄博士的又一力作。在《平行宇宙》中,他巧妙地將物理學(xué)的前緣變得如同一座游樂(lè)園,使你能一邊享受樂(lè)趣,一邊又學(xué)到了愛(ài)因斯坦的相對(duì)論、量子力學(xué)、宇宙學(xué)和弦理論。但是本書(shū)的真正精髓在于,它告訴你加來(lái)道雄是如何運(yùn)用這些強(qiáng)大的工具,來(lái)探究多宇宙是否存在,以及,在我們對(duì)上帝以及生命的意義進(jìn)行認(rèn)知的過(guò)程中,它們能給我們以怎樣的哲學(xué)啟迪! ——尼爾·德格拉斯·泰森(NeildeGrasseTyson),天體物理學(xué)家和紐約城海登天文館主任,《起源:宇宙演變的140億年》一書(shū)的合著者。 第1章宇宙誕生時(shí)的情景 詩(shī)人只想把他的頭腦放入天空抒發(fā)情懷。邏輯學(xué)家卻想把天空放入他的頭腦探尋秘密。結(jié)果分裂的是他的頭腦。 ——GK切斯特(GKChesterson) 當(dāng)我是一個(gè)孩子的時(shí)候,我內(nèi)心的信仰有沖突。我的雙親是在佛教的傳統(tǒng)下長(zhǎng)大的。但我每周去主日學(xué)校上課,我喜歡這里講的有關(guān)鯨魚(yú)、方舟、鹽柱、肋骨和蘋(píng)果的圣經(jīng)故事。這些古老的寓言讓我著迷,這些內(nèi)容是我最喜歡主日學(xué)校的地方。對(duì)我來(lái)說(shuō),有關(guān)大洪水、燃燒的叢林和逝去的流水,比起佛教的圣歌和沉思冥想更讓我激動(dòng)不已。事實(shí)上,這些古代的有關(guān)英雄事跡和悲劇的傳說(shuō)給我上了一堂生動(dòng)的道德和倫理課,這些教育伴隨了我的一生。 在主日學(xué)校里,有一天我們學(xué)習(xí)“創(chuàng)始”。讀到上帝在天上雷鳴般地說(shuō):“讓世界充滿光明!”這些話語(yǔ)聽(tīng)起來(lái)比有關(guān)“涅槃”的沉思冥想更為生動(dòng)。出于好奇,我問(wèn)我的主日學(xué)校老師:“上帝有母親嗎?”平時(shí)她回答問(wèn)題總是很果斷,每次都給我深刻的道德教育。然而,這一次她被問(wèn)住了,她遲疑地說(shuō)上帝大概沒(méi)有母親吧。我問(wèn)她:“那么上帝是從哪來(lái)的呢?”她咕噥著說(shuō),關(guān)于這個(gè)問(wèn)題她要問(wèn)問(wèn)牧師。 我當(dāng)時(shí)沒(méi)有認(rèn)識(shí)到我意外地觸及到一個(gè)重大的神學(xué)問(wèn)題。我迷惑了,因?yàn)樵诜鸾讨懈緵](méi)有上帝,只有無(wú)始無(wú)終的永恒的宇宙。后來(lái),當(dāng)我研究有關(guān)世界的神話時(shí),我知道了在宗教上有兩種類型的宇宙論:一種理論是上帝在一瞬間創(chuàng)造了宇宙,另一種理論是宇宙過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)都永遠(yuǎn)如此。 我想,兩種理論不可能都是對(duì)的。 后來(lái),我開(kāi)始發(fā)現(xiàn)這些共同的主題貫穿在很多其他的文化中。例如,在中國(guó)的神學(xué)中,開(kāi)始時(shí)有一個(gè)宇宙蛋。幼兒上帝盤(pán)古幾乎是永久地居住在這個(gè)漂浮在無(wú)形的混沌海上的蛋中。當(dāng)他最終孵化出世后,他長(zhǎng)得無(wú)比地大,每天長(zhǎng)10英尺多(3米多),蛋殼的上半部分變成了天,下半部分變成了地。一萬(wàn)八千年后,他死了,誕生了我們的世界,他的血變成了河,他的眼變成了太陽(yáng)和月亮,他的聲音變成了雷。 盤(pán)古神話以各種方式反映了一個(gè)在其他宗教和古代神學(xué)中所建立的主題,即宇宙是從無(wú)到有創(chuàng)造的。在希臘神學(xué)中,宇宙起源于混沌狀態(tài)。事實(shí)上,混沌一詞來(lái)源于希臘意思為“深淵”這個(gè)詞。這個(gè)毫無(wú)特色的空洞通常被描繪為一個(gè)海洋,在巴比倫和日本的神學(xué)中就是這樣描繪的。這個(gè)主題也出現(xiàn)在古埃及神學(xué)中,太陽(yáng)神Ra(拉。被畫(huà)成鷹頭而戴太陽(yáng)之冠的古埃及人的主神!g者注)是從漂浮的蛋中出現(xiàn)的。在玻利尼西亞神學(xué)中,宇宙蛋被一個(gè)椰子殼代替。瑪雅人相信的故事又有一些變化,宇宙誕生,但五千年后最終死亡,然后又一次一次復(fù)興,誕生和毀滅無(wú)休止地循環(huán)。 這些從無(wú)到有的神話是與佛教的宇宙論及某種形式的印度教截然不同的。在這些神學(xué)中,宇宙是永恒的,無(wú)始無(wú)終的。存在的級(jí)別有很多,最高的是“涅槃”,它是永恒的,只有通過(guò)沉思冥想才能達(dá)到。在印度佛教的教義中寫(xiě)道:“如果上帝創(chuàng)造了世界,在創(chuàng)造世界之前他在哪里呢?……要知道世界不是創(chuàng)造的,就像時(shí)間那樣沒(méi)有開(kāi)始和終結(jié)! 這些神學(xué)明顯地互相矛盾,不能明確地說(shuō)出誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)。它們是相互排斥的:宇宙或者有開(kāi)始,或者沒(méi)有,顯然沒(méi)有折中的余地。 然而今天似乎出現(xiàn)了一個(gè)解決方案,這是由全新的科學(xué)世界的發(fā)展,由新一代的翱翔在外層空間的強(qiáng)大科學(xué)儀器所得出的結(jié)果。古代神學(xué)依賴的是講故事的人的智慧解釋世界的起源。今天,科學(xué)家則利用一組衛(wèi)星、激光、重力波探測(cè)器、干涉儀、高速超級(jí)計(jì)算機(jī)和因特網(wǎng),革新我們對(duì)宇宙的理解,給我們有關(guān)宇宙起源的更加引人注目的描述。 從科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)逐漸得出的是兩種相互對(duì)立的神學(xué)的合成?茖W(xué)家推測(cè),“起源”也許在無(wú)止境的“涅槃”海洋中重復(fù)發(fā)生。在這個(gè)新的圖片中,我們的宇宙可以比做漂浮在巨大“海洋”上的一個(gè)氣泡,在這個(gè)“海洋”上不斷有新的氣泡形成。根據(jù)這個(gè)理論,宇宙像開(kāi)水中形成的氣泡,在不斷地產(chǎn)生,漂浮在一個(gè)更大的舞臺(tái)上,即一個(gè)11維的超空間“涅槃”上。越來(lái)越多的物理學(xué)家認(rèn)為我們的宇宙的確是從一次火災(zāi)中,從一個(gè)大爆炸中產(chǎn)生的,但它也與其他宇宙的永恒的海洋并存。如果我們是對(duì)的,大爆炸甚至就在你讀這本書(shū)時(shí)正在發(fā)生。 全世界的物理學(xué)家和天文學(xué)家現(xiàn)在都在推測(cè)這些并行的世界會(huì)是什么樣子,服從什么規(guī)律,它們?cè)鯓诱Q生,最終如何死去。大概這些世界是荒無(wú)人跡的,沒(méi)有生命的基本要素;蛘咭苍S它們只是看上去像我們的宇宙,被一個(gè)單一的使這些宇宙脫離我們宇宙的量子事件所分開(kāi)。一些物理學(xué)家推測(cè),也許有一天,隨著我們生存的宇宙變老和變冷,生命難以繼續(xù)維持,我們將不得不離開(kāi)它,逃到另一個(gè)宇宙中去。 驅(qū)動(dòng)這些新理論的動(dòng)力是從空間衛(wèi)星拍照宇宙創(chuàng)建時(shí)留下的殘跡所得到的大量的數(shù)據(jù)。最顯著的是,科學(xué)家現(xiàn)在將零點(diǎn)定在大爆炸發(fā)生后僅380000年后所發(fā)生的事情。那時(shí),宇宙創(chuàng)建時(shí)的余暉首次充滿了宇宙。這種從宇宙創(chuàng)建時(shí)所產(chǎn)生的輻射的最引人注目的描述大概是從WMAP衛(wèi)星的新儀器得來(lái)的。 ……
|