《宇宙簡史》是引進(jìn)自英國的一本宇宙學(xué)啟蒙著作，作者霍金以他迷人的表述方式討論了宇宙的歷史和將來、時(shí)間和空間的本性、黑洞等令人敬畏的主題，他敏銳的直覺和堅(jiān)定的推理直接挑戰(zhàn)已被廣泛認(rèn)同的傳統(tǒng)量子力學(xué)、大爆炸理論，甚至愛因斯坦的相對論，在探尋時(shí)間和空間核心可望而不可即的秘密這一未竟之業(yè)中，《宇宙簡史》將引導(dǎo)世界各地喜歡仰望星空、探尋宇宙秘密的人開啟宇宙啟蒙的課程。本書介紹了宇宙歷史，包括關(guān)于宇宙的構(gòu)想、膨脹著的宇宙、黑洞、黑洞不太黑、宇宙的起源與歸宿、時(shí)間的方向、萬有理論等七個(gè)部分，比以往的著述更清晰、更簡潔。這些內(nèi)容不僅閃耀著霍金智慧的光華，而且體現(xiàn)出他特有的機(jī)智。
《宇宙簡史》既是一本有分量的理論物理學(xué)著作，也是一本通俗的宇宙啟蒙讀物。如果說青少年讀者閱讀《時(shí)間簡史》和《果殼中的宇宙》還嫌太專深，本書則是理想的青少年科普讀物。霍金的大腦具有超常的能力，并且具有天才教師的天賦--寬厚的幽默和以采自日常生活的類比解釋高度復(fù)雜命題的能力，能夠以明晰和機(jī)智完美結(jié)合的方式揭示天體物理的復(fù)雜現(xiàn)象。它讓你遨游到外層空間奇異領(lǐng)域，對遙遠(yuǎn)星系、黑洞、粒子、反物質(zhì)、"時(shí)間箭頭"等進(jìn)行思考，對于在青少年中普及宇宙和物理學(xué)知識有很好的推動(dòng)作用。它首次讓青少年朋友感覺到物理學(xué)和宇宙學(xué)極其激動(dòng)人心，它就像星球航行，勇敢地向未被征服的領(lǐng)域前進(jìn)。同時(shí)他告訴青少年讀者，如果想進(jìn)入空間，就進(jìn)入物理學(xué)。另外對喜用言語表達(dá)甚于方程式表達(dá)的讀者而言，這是一本里程碑式的佳作。它是一本對知識無限追求之作，是對時(shí)空本質(zhì)之謎不懈探討之作，有很高的學(xué)術(shù)價(jià)值。
本書簡介：
霍金思想在物理界有獨(dú)特的貢獻(xiàn)和價(jià)值，他推動(dòng)了理論物理學(xué)的進(jìn)步，并為我們展示了迷人的宇宙，拉近了我們與星空的距離。"我即使被關(guān)在果殼之中，仍自以為無限空間之王。"霍金詩意地濃縮了他的學(xué)說和思想，隨同他的《宇宙簡史》，帶給青少年朋友對空間的無限遐想和對科學(xué)的無限追求。霍金從人類關(guān)于宇宙的構(gòu)想的歷史談起，到2000多年后哈勃之發(fā)現(xiàn)宇宙在膨脹，包括宇宙起源的理論（如大爆炸）以及黑洞和時(shí)空的本質(zhì)。末尾，他擺出了現(xiàn)代物理學(xué)沒有解決的問題，尤其是如何將所有的局部理論整合成一個(gè)"統(tǒng)一的萬有理論"的問題。霍金說："現(xiàn)在我很高興，我們尋求知識的努力永遠(yuǎn)都不會到達(dá)終點(diǎn)，我們始終都有獲得新發(fā)現(xiàn)的挑戰(zhàn)。沒有這種挑戰(zhàn)，我們就會停滯。"本書濃縮了霍金的諸多學(xué)術(shù)思想，是霍金科學(xué)觀點(diǎn)的精華。
作者簡介：
史蒂芬．霍金作為劍橋大學(xué)盧卡斯數(shù)學(xué)教授，擔(dān)任的是牛頓的教席。他是名列《紐約時(shí)報(bào)》暢銷書榜的《時(shí)間簡史》和《果殼中的宇宙》的作者。霍金被譽(yù)為自愛因斯坦以來世界最著名的科學(xué)思想家和最杰出的理論物理學(xué)家，黑洞理論和“大爆炸”理論的創(chuàng)立人，出生于伽利略逝世的三百周年紀(jì)念日，現(xiàn)年72歲。他因患肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥，長年禁錮在一張輪椅上。雖然他無法書寫，甚至不能清楚地說話，但他的思想超越了相對論、量子力學(xué)、大爆炸理論而邁入創(chuàng)造宇宙的“幾何之舞”�；艚鹚枷霝橄矚g仰望星空、探尋宇宙秘密的人提供了一次最好的宇宙學(xué)啟蒙教育。
目錄：
開場白
第一講關(guān)于宇宙的構(gòu)想
第二講膨脹著的宇宙
第三講黑洞
第四講黑洞不太黑
第五講宇宙的起源與歸宿
第六講時(shí)間的方向
第七講萬有理論
鳴謝“霍金以明晰而充滿機(jī)智的方式來解釋宇宙物理的復(fù)雜現(xiàn)象……他擁有無與倫比的頭腦�！�
——《紐約書評》
“霍金教授克服了巨大的身體缺陷而成為世界物理學(xué)界的超新星。他不能書寫，甚至不能清楚地說話，但他超越了相對論、量子力學(xué)、大爆炸等理論而邁入創(chuàng)造宇宙的‘幾何之舞’……他的思想帶領(lǐng)我們遨游廣袤的時(shí)空，解開宇宙之謎。”
——蒂莫系．弗里斯，《名利場》
“這是一本極富吸引力的書，迷人清澈，散發(fā)著智慧的光芒�！�
——《紐約客》
“霍金先生無疑具有教師天賦，用深入淺出和幽默的能力，將高度復(fù)雜的命題與我們?nèi)粘５纳钸M(jìn)行類比，讀來活潑生動(dòng)而又極具刺激�！�
——《紐約時(shí)報(bào)》
第1講關(guān)于宇宙的構(gòu)想
遠(yuǎn)在公元前340年，亞里士多德（Aristotle）在他的著作《天論》（OntheHeavens）中就已然提出兩個(gè)有力的論據(jù)，以支持地球是圓球而不是平板的信念。第一，他認(rèn)為月食是因地球運(yùn)行到太陽與月亮之間而引起的。地球在月亮上的陰影總是圓的，這只有當(dāng)?shù)厍虺是蛐螘r(shí)才有可能。如果地球是一個(gè)扁平的圓盤，它的影子就會被拉長而成橢圓形，這樣月食總是當(dāng)太陽在這圓盤中心的正上方時(shí)發(fā)生。
第二，古希臘人已從旅行中得知，在南方看見的北極星在天空的位置，要比在北方看見的低些。亞里士多德甚至根據(jù)北極星在埃及和希臘的視位之差，得出地球周長的估計(jì)值為40萬斯特迪亞。斯特迪亞是古希臘的長度單位，它所相當(dāng)?shù)拇_切長度現(xiàn)在已經(jīng)無從得知，只知道它大約合200碼。如果是這樣的話，亞里士多德的這個(gè)估計(jì)值就大約是現(xiàn)在公認(rèn)數(shù)值的兩倍。
古希臘人還有第三個(gè)論據(jù)支持地球必定是球形的，那就是為什么人們首先看到出現(xiàn)在地平線上的船的帆，然后才看到船身。亞里士多德認(rèn)為，地球是靜止的，而太陽、月亮、行星和恒星都在環(huán)繞地球的圓形軌道上運(yùn)行。他堅(jiān)信這一點(diǎn)，因?yàn)槌鲇谏衩氐脑颍X得地球是宇宙的中心，而圓周運(yùn)動(dòng)是最為完美的。
他的構(gòu)想在公元1世紀(jì)被托勒密（Ptolemy）加工成為一個(gè)完整的宇宙模型。地球位于中心，環(huán)繞著它的是八個(gè)天球，它們承載著月亮、太陽、恒星和當(dāng)時(shí)所知的五顆行星：水星、金星、火星、木星和土星。這些行星各自沿其所在天球上較小的圓形軌道運(yùn)行，這樣才能解釋觀測到的它們在天空中相當(dāng)復(fù)雜的軌跡。最外面的天球上是所謂的不動(dòng)的恒星，它們總是互相保持不變的相對位置，但它們一起在天空旋轉(zhuǎn)。在最外面的天球之外有什么，則始終沒能說清楚，但那肯定不是人類可觀測的宇宙的一部分。
托勒密的模型，為預(yù)測天體在天空中的位置，提供了一個(gè)相當(dāng)精確的系統(tǒng)。但是，為了準(zhǔn)確預(yù)測它們的位置，托勒密不得不作出一個(gè)假設(shè)：月亮運(yùn)行的軌道在某些時(shí)候與地球的距離，是其他時(shí)候的兩倍。而這意味著，月亮有時(shí)候看起來要比通�？吹降拇髢杀丁Ｍ欣彰苊靼走@是一個(gè)缺陷，不過他的模型雖然不是無人非議，卻畢竟為大多數(shù)人所接受。它也被天主教會采納為與《圣經(jīng)》相符的、對宇宙的描述。它最大的優(yōu)點(diǎn)是，它把恒星天球之外的空間留給了天堂和地獄。
然而，1514年，波蘭僧侶尼古拉·哥白尼（NicholasCopernicus）提出了一個(gè)簡單得多的模型。起初，為了避免被指陸為異端邪說，哥白尼匿名發(fā)表了他的模型。他的構(gòu)想是這樣的：太陽靜止地居于中心，地球和其他行星在環(huán)繞太陽的圓形軌道上運(yùn)行。對哥白尼來說可悲的是，幾乎一個(gè)世紀(jì)之后，他的構(gòu)想才得到認(rèn)真的對待。這時(shí)有兩位天文學(xué)家--德國的約翰尼斯·開普勒（JohannesKepler）和意大利伽利列奧·伽利略（GalileoGalilei）--開始公開支持哥白尼理論，雖然它預(yù)測的軌道與觀測到的汗完全相符。1609年，亞里士多德-托勒密理論的末日降臨了。這一年伽利略開始用剛剛發(fā)明的望遠(yuǎn)鏡觀測夜空。
當(dāng)伽利略觀測木星時(shí)，他發(fā)現(xiàn)它被若干個(gè)小衛(wèi)星，或者說是它的月亮包圍著，它們環(huán)繞著它運(yùn)轉(zhuǎn)。這意味著，并非如亞里亡多德和托勒密所設(shè)想的那樣，所有天體都必須直接環(huán)繞地球運(yùn)行。當(dāng)然，盡管看到的是木星的衛(wèi)星繞著木星轉(zhuǎn)，但他認(rèn)為地球靜止地居于宇宙中心，而這些衛(wèi)星沿著極其復(fù)雜的軌道繞地球運(yùn)行，仍然是可能的。不過，哥白尼的理論要簡單得多。
與此同時(shí)，開普勒修正了哥白尼的理論，他指出行星不是沿圓周軌道運(yùn)行，而是沿橢圓軌道運(yùn)行。這樣，預(yù)測終于與觀測吻合了。就開普勒而言，橢圓軌道只是一個(gè)特定的假設(shè)--而且由于橢圓顯然不如圓完美，因此這是一個(gè)相當(dāng)討厭的假設(shè)。雖然橢圓軌道與觀測非常一致，但他無法將這個(gè)近乎偶然的發(fā)現(xiàn)與他的行星被磁力驅(qū)使環(huán)繞太陽運(yùn)行的思想統(tǒng)一起來。
很久以后，直到1687年，牛頓（Newton）出版了他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（PrincipiaMathematicaNaturalisCausae），才給出了一種解釋。這本書可能是迄今為止出版的最重要的一部自然科學(xué)著作。在書中，牛頓不僅提出了物體如何在空間和時(shí)間中運(yùn)動(dòng)的理論，而且推演出分析這些運(yùn)動(dòng)所需的數(shù)學(xué)。此外，牛頓還作為公設(shè)，提出了萬有引力定律。該定律指出，宇宙中每個(gè)物體都受到其他各個(gè)物體的吸引，物體的質(zhì)量越大，互相越接近，則其引力越強(qiáng)。這種引力與使得物體墜落到地上的力是同一種力。牛頓曾被蘋果擊中腦袋的故事多半是子虛烏有。牛頓自己一直只是說，引力的概念，是他處于沉思狀態(tài)時(shí)，由于一個(gè)蘋果落下而產(chǎn)生的。
根據(jù)萬有引力定律，牛頓進(jìn)一步證明，引力使得月亮沿著橢圓軌道環(huán)繞地球運(yùn)行，而且使得地球和各行星沿著橢圓軌道環(huán)繞太陽運(yùn)行。哥白尼模型擺脫了托勒密的天球，與此同時(shí)也拋棄了宇宙有固有邊界的思想。當(dāng)?shù)厍蚶@著太陽轉(zhuǎn)吋，那些不動(dòng)的恒星的相對位置看起來沒有改變。因此，很自然地會得出這樣的假設(shè)：這些恒星是與我們的太陽類似、但遙遠(yuǎn)得多的星體。但是這就產(chǎn)生了一個(gè)難題。牛頓明白按照他的引力理論，恒星必定會相互吸引，因此它們不可能基本保持不動(dòng)。那么它們會不會在某一時(shí)刻都墜落到一起來呢？
牛頓在他1691年給當(dāng)時(shí)的另一位思想領(lǐng)袖理查德·本特利（RichardBentley）的信中指出，如果只有有限多顆恒星的話，這種情況確實(shí)會發(fā)生。但是他推斷，另一方面，如果有無限多顆恒星大體均勻地分布在無限的空間，則這種情況就不會發(fā)生，因?yàn)椴淮嬖谧屗鼈儔嬄涞揭黄鸬娜魏沃行狞c(diǎn)。這個(gè)論據(jù)是人們在討論無限時(shí)可能遇到的陷阱的一個(gè)例子。
在一個(gè)無限的宇宙中，每個(gè)點(diǎn)都可以當(dāng)作中心，因?yàn)槊總�(gè)點(diǎn)的每一側(cè)都有無限多顆恒星。直到許多年之后才明白，正確的思路是考慮有限的情況，這時(shí)恒星都往里相向墜落。接著再問：如果在這個(gè)區(qū)域之外大體均勻地添加更多的恒星，情況會如何變化？根據(jù)牛頓定律，增加的恒星對于原來的恒星根本不會產(chǎn)生什么影響，因此這些恒星還是那樣快地往里墜落。我們可以隨心所欲地添加更多的恒星，但它們?nèi)詫⒁蝗缂韧赝锵嘞驂嬄洹，F(xiàn)在我們終于知道，不可能存在這樣一個(gè)無限的靜態(tài)宇宙模型，在其中引力始終是吸引的。
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