近代或现代著名的跟天文学有关的著作有？

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中文名:?探索宇宙的神奇奥秘

作者:?李竞分类:?科普

出版社:?上海科学技术文献出版社

发行时间:?2011年2月

内容介绍：

本书是CCTV教科文行动天文篇节目的文字本，从对宇宙最浅显的认识开始，详细介绍了恒星、行星、天体运动规律、天文科技、天文奇观、黑洞之谜、火星探索、载人航天等宇宙科学的方方面面的知识，本书为人们了解宇宙、认识宇宙提供了一个富有趣味的科普入门读物。

中文名:?物理天文学前沿

作者:?F·霍伊尔

J·纳里卡译者:?何香涛

出版社:?湖南科学技术出版社

发行时间:?2005年02月

地区:?大陆

语言:?简体中文内容介绍：

物理学和天文学之间一直存在的根本性的联系，它促使两位当今世界顶尖的天体物理学家合作，从物理学观点出发，来阐述天文学的前沿问题。非数学方法的论述，使艰深的前沿课题变得让普通读者也能够接受。如果你也想了解当前物理和天文学得最新知识，本书是你的不二之选。加上作者又是杰出的科普作家，无怪乎该书的许多章节都写得深入浅出，精彩纷呈。

作者介绍：

F?霍伊尔，英国著名天文学家，宇宙稳恒态学说创始人。

霍伊尔1915年出生于英国约克郡宾利。青年时期的霍伊尔思维独特，经常藐视各种规章制度。在当地文法学校毕业后，霍伊尔进入了剑桥大学伊曼努埃尔学院学习。1936年毕业后攻读硕士研究生，1939年成为圣约翰大学的特别研究生，同年获得硕士学位。当时他已经具备获得博士学位的必要条件，但他从未有这念头。第二次世界大战爆发后，霍伊尔被征入海军部研制雷达。1945年霍伊尔获聘为剑桥大学的数学讲师。1957年当选英国皇家学会会员。1958年担任天文及实验哲学普鲁明教授。1967年霍伊尔创建了剑桥大学的理论天文研究所，并成为首任所长。1970年霍伊尔担任英国皇家学会副会长。1971年至1973年担任英国皇家天文学会会长。1972年获封爵士。次年，与校方维持长期的紧张关系，霍伊尔遂辞去剑桥大学的一切职务，成为独立科学家。

果壳?宇宙?

作者: (英)史蒂芬·霍金 译者:吴忠超?

出版社：湖南科学技术出版社

版次：2002年2月

特殊说明：大16开，全书全部为彩色铜版纸印刷。内容简介

告诉你我们的宇宙，告诉你我们的未来...

相对论和量子论是20世纪最伟大的科学成就。尤其是前者，他完全是人类智慧的伟大构筑。所以在《果壳中的宇宙》的第一章相对论简史中主要是关于爱因斯坦的生平。量子论则是实验观测的被动产物，它的含义迄今还解释不清。在广义相对论中，时空不再是一个被动的背景，而是宇宙演化的主动参与者。物质分布使时空弯曲。现在再去侈谈宇宙之外的空间和时间，对这些概念进行所谓的思辨，只能是倒退到圣奥古斯丁之前。牛顿的时空观是一个虚幻，而虚幻的唯一功能是对软弱者的安慰。?

爱因斯坦的引力论是将万有引力归结为时空的曲率。那么时空能否被弯曲得这么厉害，以至于人们可以返回到过去改变历史呢？严格的科学计算指出，这是不可能的。?

那么关于预言将来的能力呢？现在看来它至少在三个层次上受到限制。第一，是动力学系统的混沌行为，使得拉普拉斯意义上的决定性在实际上是不可能实现的。第二，在量子力学中状态是由波函数描述的，海森堡的不确定性原理使得经典意义上的决定性被减半。第三，不平凡的时空拓扑，使波函数被密度矩阵所取代，就在这里引进了热力学意义上的随机性。?

宇宙的未来是怎样的呢？如果我们承认科学定律的普适性和无穷威力，则不管人类的雄心有多大，毕竟要受环境和人口问题的限制，我们不能和这些限制作无望和愚昧的搏斗。人类只能采用一种明智和节制欲望的生活方式。?

从《时间简史》首版以来的十年间，相对论家、宇宙学家和粒子物理学家通力合作，在寻找宇宙最核心的万物理论上取得长足进展。但和人们以往期望不同的是，我们可能不再具有统一理论的唯一表述，这正如不能用一张地图描绘整个地球表面一样。这种所谓的M－理论把超引力和五种弦理论在一个单独的理论框架中统一起来。超弦理论是在不同情形下对自然的方便的近似。但是M－理论的整体概况还是不很清楚。?

我们的宇宙很可能是高维空间中的一个四维膜，我们的宇宙果壳也就更加神奇了。困扰天体物理学家多年的暗物质很可能是影子星系的贯穿高维空间到达我们星系的引力效应，引力的近距效应和牛顿定律有偏差等等。四维膜之外的高维空间的行为如何是个饶有兴趣的问题。但是只要它们对膜世界具有相同的效应，对于它们的区别就没有意义。?

量子宇宙学家就相信无中生有的场景而言是彻底的无神论者，就科学的方法论而言是不可救药的实证主义者，而就沉迷于宇宙和理论的美而言，又是泛神论者。?

此书也许是第一部以十几种文字在全球同步发行的科学著作。?

宇宙?新视野?C·C·皮特森

出版社：湖南科学技术出版社

丛书名：第一推动丛书内容简介

自从引进数码摄像和数据采集技术以来，宇宙观测技术突飞猛进。现今，天文学家能够极为方便地充分利用地面上和太空中各种各样的望远镜和遥感仪器，研究宇宙中的几乎所有事物。1995年，本书作者出版了《哈勃视野》，介绍哈勃空间望远镜取得的科学成果，引起了轰动，成为国际畅销书；随后，他们在1998年又极成功地出版了《哈勃视野》的第二版。因此，本书 ——《宇宙新视野》——的出版就显得顺理成章了。本书展现了用现今世界上著名的天文观测设备看到的宇宙，这些设备包括哈勃空间望远镜、钱德拉 x射线天文台、甚大望远镜、孪生的凯克(双子座)望远镜等以及太阳系探测器。?

本书图文并茂，以直观通俗的方式对宇宙进行了探索。最新、最令人惊叹的图像展示了美妙宇宙的壮丽景色，轻松的文字清楚地阐述了所有的天文学主题。通过本书，读者可以了解有关我们的太阳系、恒星世界、星云、星系世界和宇宙结构的各种惊奇发现。同时，本书也介绍了一些令人惊叹的未来天文台。相信书中精美珍贵的会引起广大读者对无限星空的强烈兴趣。

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作者简介

C·C·皮特森，科学新闻记者和天文教材创作家。?

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媒体推荐

书评

本书是一本多波段展示宇宙容貌的“影集”。欣赏这些精美的照片，不仅会使我们对各种天体发出由衷的赞叹，还会引发我们思考它们是如何产生的、它们是由什么物质构成的、它们在宇宙中处于什么地位。趁着这个机会，在观看之际，我们展开想象的翅膀，神游于遥远的行星或星团。这种穿越时空的心神远游，激发我们探索许多问题：这些天体如何产生，它们那里正在发生什么，它们的未来将会怎样，等等。通过这本书让您领略天文学的要旨，使您了解这些宇宙景象的意义。每一幅都有它的内容——您思考您之所见，因为宇宙展示的景象是您理解宇宙的重要部分。

《时间简史—从大爆炸到黑洞》作者：(英)史蒂芬·霍金/翻译：许明贤/吴忠超(完结).

史蒂芬·霍金是倘代最重邀的广义相对论家和宇宙论家，他在黑洞的研究衷娶德了杰出成就，在量子引力论和量子宇宙论研究方面也又很大进展，是本逝纪继爱因斯坦后最杰出的理论物理学，是享又国际盛誉的伟人。他在剑桥大学任牛顿、狄拉克层担任过的卢卡逊数学讲座教授之职，这是又史已来最崇高的教授职务。一然尔他的贡献是长达20年披禁锢在轮椅上做出的，他德了奇怪的卢伽雷病。他已顽僵的毅力与瘫痪做斗争，他的精神和成就令逝人惊叹、折服。

中文名:?伽利略的钟摆：从时间的节律到物质的制造

作者:?译者:?图书

分类:?科技

出版社:?外语教学与研究出版社

发行时间:?2007年04月01日

图书简介：

《伽利略的钟摆:从时间的节律到物质的制造》是一本关于时间节律的书，它讲述了这种节律最终是如何被伽利略的钟摆所调整的，讲述了钟摆的这种摆动对我们任职上述节律的影响力，以及这种摆动后来是如何被发现存在于许多其他自然现象之中的。《伽利略的钟摆:从时间的节律到物质的制造》讲述的是大自然中最简单、但也是最基础的物理系统的故事，你也可以从该书中了解到这种无理系统是如何与时间节律以及我们的真实物质存在紧密地联系在一起的。

中文名:?神秘的宇宙：从大爆炸到毁灭

作者:?译者(德)弗里切(Fritzsc)

出版社:?宇航出版社

发行时间:?1992年05月

本书描述了宇宙从大爆炸到毁灭的全部过程，介绍了现代科学有关宇宙的最新学说以及人类在这一过程中所进行的不懈的探索和取得的巨大成就

中文名:?时间和宇宙

作者:?译者:?图书

分类:?科普

出版社:?中国宇航出版社

发行时间:?2004年01月01日

图书简介：

我们每个人都知道现在是什么时间。可时间到底是什么呢？你能对别人解释清楚时间的含义吗？你知道宇宙大爆炸之前时间吗？还有相对论、黑洞与时间有什么关系呢？噍，不太容易，对不对？不过没关系，这本书会告诉你答案。在这本书里，我们将开始一次奇妙的旅行，去探求时间的真正含义。旅途中，你会到达宇宙的尽头，并会有意想不到的发现。让我们开始吧……

中文名:?时空本性

作者:?史蒂芬·霍金

罗杰·彭罗斯译者:?杜欣欣

吴忠超图书

版本:?扫描版

出版社:?湖南科学技术出版社

发行时间:?1997年07月

地区:?大陆

语言:?简体中文内容简介：

爱因斯坦曾说关于宇宙的最不可理解的事是它是可以理解的。他是正确的吗？量子场论和广义相对论这两种最精确最成功的理论可以被统一在量子引力中吗？史蒂芬·霍金和罗杰·彭罗斯就此问题展开了一场辩论。剑桥三一学院院长，前英国皇家学会会长迈克尔·阿蒂雅认为，这是继爱因斯坦和玻尔辩论之后20世纪最重要的论争。

在某种意义上，今天的辩论可视为六十多年前那场著名的旷日持久的辩论的继续。在这里彭罗斯担任爱因斯坦的角色，而霍金充任玻尔的角色。尽管论争的问题不同了，但同过去一样，在这里哲学的观点和论证的技巧相互纠缠，创造的灵感如泉涌喷薄，闪烁着人类智慧的光芒。?

中文名:?爱因斯坦的宇宙

作者:?图书

分类:?科技

出版社:?湖南科学技术出版社

发行时间:?2006年06月01日

图书介绍：

《爱因斯坦的宇宙》使我们以全新的角度，更清楚地了解爱因斯坦赠予

我们的遗产。本书不仅叙述了相对论发现的历史，而照还交待了这一理论最

近在理论和实验方面的进展。后者是许多科普书未曾交待的。加糙雄在书中

阐述了爱因斯坦的观点——包括他的科学观、政治观等。本书行文流畅，文

笔清晰

中文名:?恒星与行星的诞生

作者:?约翰·巴利

波·瑞普斯译者:?萧耐园图书

分类:?科普

出版社:?湖南科学技术出版社

发行时间:?2009年01月

地区:?大陆

语言:?简体中文内容简介：

恒星形成是宇宙的基本过程，它使星系可见并使宇宙中正常物质的演化有规律可循。恒星把在大爆炸中产生的原初的氢和氦熔炼成较重的元素。短寿命的大质量恒星产生强烈的辐射，在超新星灾变性爆发中死亡，并调节着周围形成的恒星的星云；与此同时，行星在小质量恒星周围形成，为生命进化提供长期稳定的环境。要了解我们的起源，就必须考察恒星。

《恒星与行星的诞生》中不仅有大量的精美和最新资料，还介绍有关恒星和行星形成的新进展。书中讨论了暗星云中孤立恒星的产生、星团和星云的形成、星际气体和尘埃的“生态学”以及可能产生黑洞的剧烈星暴，并把星系演化的过程与地球上生命的起源联系起来。

作者简介：

约翰·巴利，美国科罗拉多大学天体物理学和行星科学系教授。曾在加利福尼亚大学贝克菜分校学习，并于1980年在马萨诸塞大学获得理学博士学位。1980～1991年。在位于新泽西州的AT&T贝尔实验室的无线电物理研究实验室担任研究人员，1991年转赴科罗拉多大学。

中文名:?千亿个太阳：恒星的诞生、演变和衰亡

作者:?鲁道夫·基彭哈恩译者:?沈良照

出版社:?湖南科学技术出版社

发行时间:?1996年08月

地区:?大陆

语言:?简体中文

内容简介：

本书介绍了恒星能源、结构和演化，射电脉冲星、密近双星质量转移、致密X射线以及地外文明的知识。全书基本上撇开了数学公式，运用了许多生动比喻，叙述了许多著者亲身经历的故事，是一本颇有特色的科普佳作。?

作者简介：

鲁道夫?基彭哈恩， 德国天体物理学家，1965-1974年任哥延根大学天文学与天体物理学教授，后任马克斯?普朗克天体物理研究所所长。他的著作还有《等离子体物理基础》、《来自宇宙边缘的光线 》。

前言

绪论

1.恒星的漫长生命

2.天体物理学家最有用的关系图

3.恒星――天上的核电站

4.恒性和恒星模型

5.太阳演化史

6.较大质量恒星演化史

7.演化后期的恒星

8.脉冲星不是脉动力体

9.恒星窃取恒星的物质

10.X射线星

11.恒星的结局

12.恒星是怎样诞生的

13.行星和它们的居民

附录A 恒星的视向速度

附录B 宇宙中的距离是怎样测量的

附录C 称恒星的重量

后记(1996)

中文名:?伟大的超越

作者:?保罗·哈尔彭译者:?刘政图书

分类:?科普

出版社:?湖南科技出版社

书号:?9787535751591

发行时间:?2008年04月

地区:?大陆

语言:?简体中文内容简介：

《伟大的超越》为“宇宙系列”之一，是从柏拉图的洞穴到人类思想和科学知识最遥远之处的非凡旅途。《伟大的超越》内容包括：几何的威力；多维空间的景象；克莱因的量子奥德赛；爱因斯坦的两难；规范弱力和强力；被弦紧束的超空间包裹等。?

作者简介：

保罗·哈尔彭博士，是费城科学大学物理与数学系教授。鉴于他在宇宙学方面的卓越研究并最终出版《伟大的超越》，他被授予John Simon Guggenheim纪念奖。Halpern曾经出版过《时间之旅》、《宇宙的虫洞》和《盘环的巨蛇》。

中文名:?无限远的边缘：宇宙中的特大质量黑洞

作者:?弗尔维奥·梅利亚译者:?萧耐园图书

分类:?科普

出版社:?湖南科学技术出版社

发行时间:?2006年11月

地区:?大陆

语言:?简体中文

内容简介：

过去黑洞被认为是自然界最具破坏性的力量。现在，随着一系列逐步深入的惊人发现，特大质量黑洞在天体一览表中的位置经历了重大变迁。天文学正在揭示这类天体在宇宙早期结构的形成中所起的重要作用：催生了恒星的爆发性形成、行星甚至生命。它们可能贡献了大爆炸之后产生的多达全部辐射的一半，并有2亿个隐藏在可观测宇宙的广阔视野之内。这些对时空结构的巨大扰动在我们的起源和终极命运上有什么意义，弗尔维奥·梅利亚用优美的文笔和直白的方式传达了上述问题令人神往的答案。

序言

1 宇宙中最剧烈的天体

在现实世界边缘的灯塔

类星体的寄主星系

“正常”星系的活动核

2 称量特大质量天体

等离子体的吸积

解读来自下落气体的信号

银河系中心

3 黑洞的时空

不可超越的引力

看不见的维数

物质无法抗拒完全坍缩

黑洞的时空

旋转的黑洞

4 特大质量黑洞的形成

最初的种子

星系的类型

特大质量黑洞的普查

星系碰撞

仙女星系与银河系的碰撞

中等质量的黑洞

5 等离子体的相对论性喷射

拍摄特大质量黑洞的像

来自特大质量黑洞的喷流

比光的运动更快

6 宇宙中的特大质量黑洞

哈勃深空探测

钱德拉深空探测

宇宙辉光

未来的方向

宇宙本身是一个大黑洞吗

终极命运

译注

参考文献

索引

中文名:?图说宇宙：空间探测的最新发现

作者:?莱曼·普林嘉译者:?萧耐园图书

分类:?科普

出版社:?湖南科学技术出版社

发行时间:?2008年07月

地区:?大陆

语言:?简体中文?内容简介：

《图说宇宙:空间探测的最新发现》通过许多前所未见的最华美的图像把它们展现得一览无遗。借助耸峙在高山之巅的大型望远镜和诸如哈勃空间望远镜等环绕在地球轨道上的强光力天文台。今天的空间研究欣欣向荣。

作者简介：

莱曼·普林嘉，伦敦大学学院(UCL)天文学和天体物理学著名学者。其研究领域是银河系内的大质量恒星。曾获比利时皇家学院的“鲍尔一克里斯蒂安飞行研究奖”和伦敦大学学院的教学奖，曾出版《了解宇宙》一书并撰写了一系列天文科普书籍。

中文名:?看不见的世界：碰撞的宇宙、膜、弦及其他

作者:?斯蒂芬·韦伯译者:?胡俊伟图书

分类:?科普

出版社:?湖南科学技术出版社

发行时间:?2007年12月

地区:?大陆

语言:?简体中文内容简介：

《看不见的世界：碰撞的宇宙膜弦及其他》中，斯蒂芬·韦伯详细地研究了最新理论的奥妙之处。在介绍了广义相对论与量子力学——20世纪物理学的两大基础——之后，韦伯解释了这两种理论根本上的矛盾之处。在接下来几章令人惊奇的内容之后，韦伯将我们引向了物理学家们为解决这一矛盾而提出的种种古怪诡异的见解——从难以置信的小粒子到大得足以盖住宇宙的膜，最后作者把我们带到了理解力的全新领域。

这些还处于研究中、奇怪又美妙的想法到了韦伯的手里，便变得既通俗易懂又迷人有趣。韦伯带给读者的并不仅仅是有关物理学家现在如何看待宇宙的内容，还有在新的宇宙图像慢慢浮现时科学家们所感受到的敬畏与激动之情。

作者简介：

斯蒂芬·韦伯为英国开放大学（Open University，通过电视、函授或因特网教学）的学与教计划工作（Learning&Teaching Solutions，LTS）。他的上一部著作是《外星人在哪？》。?

中文名:?时间之箭：揭开时间最大奥秘之科学旅程

作者:?彼得·柯文尼

罗杰·海菲尔德译者:?江涛

向守平图书

分类:?科普

出版社:?湖南科学技术出版社

发行时间:?1995年10月

地区:?大陆

语言:?简体中文内容简介：

《时间之箭》论证了现代科学理论关于时间的最普遍观点。时间就像一只箭，射向未知的前方，把过去永远留在后面。作者回顾了3个世纪的科学史，大胆地对牛顿力学、爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论、量子力学以及最近的混沌理论进行了重新解释。?

作者简介：

彼得·柯文尼博士，在威尔斯大学担任物理化学教授，曾是牛津凯博学院的研究员。曾经和诺贝尔化学奖得主伊里亚?曾里高金教授一起从事研究工作。现居北威尔斯的可温湾。　

罗杰·海菲尔德博士，伦敦通讯日报的科学编辑。曾当选1987年最佳年度医学报道记者，1988年最佳年度科学报道记者以及1989年最佳年度专业报道记者。现居伦敦格林威治。

中文名:?复杂：诞生于秩序与混沌边缘的科学

作者:?米歇尔·沃尔德罗普译者:?陈玲图书

分类:?科普

出版社:?三联书店

发行时间:?1997年04月

地区:?大陆

语言:?简体中文内容简介：

这部书叙述一群美国科学家如何开创“21世纪的科学”的故事，对正在形成的科学的复杂体系做了深入浅出的描述。介绍了“一场新的启蒙运动”。故事是，美国的一些不同领域的科学家们越来越无法忍受自牛顿以来一直主导科学的线性和还原的思想束缚。他们在各自领域发现，这个世界是一个相互关联和相互进化的世界，并非线性发展的，并非现有科学可以解释清楚的。他们认为这个世界上不仅存在着混沌，也存在着结构和秩序，他们逐渐将自己的新发现和新观点聚集起来，共同努力形成对整个自然界，对人类社会的一个全新的认识。

中文名:?黑洞与时间弯曲

作者:?基普.S.索恩译者:?李泳图书

分类:?科普

出版社:?湖南科学技术出版社

发行时间:?2000年04月

地区:?大陆

语言:?简体中文内容简介：

这本书讲的是我们在空间和时间上的革命及其重要结果，有些现在还不明朗。它也是一个迷人的故事，作者曾亲历过为认识黑洞这一也许是宇宙间最神秘事物的奋斗和成功。1915年，爱因斯坦提出一个理论，把时间和空间结合为一种叫“时空”的东西，它不是平直的，而是被其中的物质和能量弯曲（或卷曲）了。在我们邻近，时空几乎是平直的，在正常情况下不会出现曲率带来的差异。但在宇宙更远的地方，时空弯曲的某些结果比爱因斯坦认识的更加惊人。一个结果是，恒星可能在自身作用下坍缩，使周围空间弯曲从而将自己同宇宙其他部分分裂开来。如何证明这个结果，如何发现坍缩在空间下的黑洞的奇异性质，正是本书的主题。

出版社: 武汉大学出版社?

作者：赵江南

发行时间: 2003年05月目录:

第一章 绪论

1.1 天文学研究的对象、方法和意义

1.2 现代天文学的起源及发展简述

1.3 时间和历法

1.4 天文学和哲学关系略论

1.5 天文望远镜

1.6 我国天文研究现状简介

第二章 太阳系

2.1 太阳

2.2 地球和月球

2.3 太阳系的其他天体

2.4 太阳系的起源和演化

第三章 恒星

3.1 恒星参数的测定

3.2 恒星光谱及其相关性质

3.3 变星和新星

3.4 恒星集团

3.5 星云和星际物质

3.6 恒星的起源和演化

3.7 恒星起源与演化中的哲学思想

第四章 星系

4.1 银河系

4.2 河外星系

4.3 正常星系和特殊星系

第五章 特殊天体

5.1 白矮星和黑矮星

5.2 中子星和脉冲星

5.3 黑洞和白洞

第六章 宇宙论

6.1 两种不同的时空观

6.2 3K宇宙微波背景辐射

6.3 宇宙的形状和年龄

6.4 宇宙学的其他模型

6.5 宇宙的暴胀模型

6.6 宇宙中的其他问题

6.7 霍金宇宙观众简介

6.8 宇宙中的哲学问题

附录一 常用天文常数

附录二 88个星座名称

附录三 有关天文学的诺贝尔物理学奖

附录四 关于本书数据的一点说明

大家好，欢迎收看本期的解读，我是海豚湾的森林。这次我们继续解读霍金，我做了一个解读霍金的专题，一是感谢他为人类做出的卓越贡献，二是对他的逝世表示深度惋惜。

首先我们先来了解一下他。史蒂芬·霍金于1942年1月8日出生在英国牛津，1959年进入牛津大学学习物理学，1962年进入剑桥大学攻读博士学位。1963年被诊断肌肉萎缩性侧索硬化症，从此坐上轮椅。1965年和简·王尔德结婚。霍金一生研究物理学，被评为物理学教授，他的很多论文和作品获得各项物理学奖。1985年首次访问中国并做了演讲。1988年出版《时间简史》，这部作品畅销几千万册，至今仍然排在科普书类榜首。他对天体物理学的研究对于我们人类认识宇宙有着开创者的作用，他的成就足以支撑人类对高阶文明的探索。他生前担任的是牛津大学卢卡斯教席，而这一教席曾经由牛顿担任过。遗憾的是霍金于2018年3月14日与世长辞，他的离去会使我们探索宇宙的时间延长，我们缅怀这位伟大的物理学家。他的作品我会一一解读。

这次我解读的书是《果壳中的宇宙》，这本书是霍金的第二本著作，是《时间简史》的延伸阅读，对一些内容进行深化阐释。

可是这本书为什么叫“果壳”中的宇宙呢？它对《时间简史》又做了哪些深度研究呢？听我慢慢道来。为了方便理解，我把这本书分成三个部分：

一、相对论及其赋予时间以形状；

二、果壳中的宇宙；

三、时间之弦的多重奏。

在这里我继续重申一下，霍金的这几本书都是有一定阅读门槛的，需要理解一些基本的天体物理学知识，对于天文迷来说比较容易理解。

一、相对论及其赋予时间以形状

对于20世纪人类最伟大的成就无非是相对论和量子力学的发现，从根本上推动人类的文明。相对论的提出者是阿尔伯特·爱因斯坦，他于1879年出生在德国，随后跟随父母辗转多地，在中晚年定居于美国。

19世纪末的科学家们为了方便速度和相对运动而想象出宇宙空间中充满了“以太”这种介质，并称以太是绝对静止的，认为光线和射电波在以太中传播，就像声波在空气中或者水中传播一样。我们都知道一个物理常识，假设有两辆汽车相对行驶，这两辆车的相对速度是它们各自速度的代数和；如果它们以相同的方向行驶那么它们的相对速度就是各自速度的差。可是对于光线来说却不是这样的，无论你是顺着或者逆着光线运动，光对于你的速度是恒定的。甚至有的科学家还提出物体通过以太运动时会收缩，时间会变慢。

而爱因斯坦在1905年写的论文中指出，如果人们不能检测出他是否穿越空间的运动，则以太观念纯属多余。他指出光速和物体运动无关，并在所有方向上都相同，这就需要抛弃一个观念，即存在一个所有钟表都测量的称为时间的普适的量，相反地，每个人都有他自己个人的时间。自然定律对于所有自由运动的观察者应该显得相同。相对论的观点过了很久才被广泛接受。而相对论的一个非常重要的推论是质量和能量的关系。爱因斯坦提出了著名公式：E＝mc?（这个公式是本书和《时间简史》中唯一出现的公式）。美国人利用这个公式研发出了原子弹，导致曼哈顿计划最终于1945年在日本的广岛和长崎投放了两颗原子弹。

虽然相对论和制约电磁学的定律配合得天衣无缝，但却与牛顿的引力定律不相协调。牛顿的引力定律是说如果在某个区域改变物质分布，那么在其周围的引力场就会瞬间察觉到，牛顿认为时间和空间是独立存在的，并且存在绝对或者普适的时间。所以爱因斯坦的相对论这时称为“狭义相对论”，包含两方面假设，一是狭义相对性原理，二是光速是恒定不变的。

直到1912年，爱因斯坦突然灵感奔涌，意识到如果时空几何是弯曲的，不像现在假设的那样平坦，可以把引力和时空联系起来。这个新理论称为“广义相对论”，它把空间和时间从一个事件在其中发生的被动的背景转变成宇宙动力学的主动参与者。

爱因斯坦依然相信宇宙是静态的，从而在他的方程里添加了一项“宇宙常数”。因为根据万有引力定律，所有物质都有相互吸引效应，而与之平衡的就是宇宙常数提供的排斥效应，达到平衡来维持宇宙的静态。当哈勃发现宇宙其实是在膨胀，并且膨胀的速率越来越快。爱因斯坦称宇宙常数是他一生当中所犯的最大的错误。（按照当时的年代来说宇宙常数的效应确实多余，但是按照现在的科学成果显示，宇宙常数还真的存在，因为我们都发现宇宙一直在膨胀，这个膨胀的作用力是谁提供的呢？直到现在还没有答案，我们取了个名称叫“暗能量”，这其实就是一个宇宙常数）。发现宇宙是膨胀的事实后，反推这个膨胀大约在137亿年前宇宙是一个奇点，通过大爆炸变成现在的样子。那个奇点就是时间的开始。而大质量恒星死亡后变成黑洞，引力之大连光都无法逃逸，这就变成了时间的终点。爱因斯坦从未认真地接受时间有起点和终点，因为在这两个时刻相对论是失效的。后来量子理论的问世，又使爱因斯坦受到震惊，用他的格言来说“上帝不掷骰子”，因为量子力学提出“不确定性原理”，也就是我们要判断物质的运动规律必须精确测量物体现在的速度和位置，当对速度测量得越准确时，则对位置就测量得越不准确，反之亦然。爱因斯坦也因为研究并解释了光电效应而获得诺贝尔物理学奖。

这个世界20世纪的改变超过了以往任何一个世纪，并不是政治或者经济上的改变，而是由基础科学的进步导致技术的巨大发展，而代表这些进步的除了爱因斯坦还能有谁呢？

说到这我们还是要讨论那个困扰我们已久的问题——时间。时间到底是什么呢？它如何开始，又把我们导向何方？在书中作者也表示：关于时间或者任何别的概念的任何可靠的科学理论，都必须基于最可操作的科学哲学之上，这就是证实主义，也是科学家们孜孜不倦的精神。牛顿在他出版的《数学原理》中给出了时间和空间的第一个数学模型，他认为时间和空间是一切事件发生的背景，不受事件影响。并且时间和空间是相互分离的，时间是一根单独的线，向两端无限延伸。但随着思想的进步，爱因斯坦提出了广义相对论，认为宇宙中的物质和能量的分布引起时空弯曲和畸变，使之不再平坦。时间和空间难分难解地相互纠缠，人们不能只使空间弯曲而让时间安然无恙。它们成为发生事件的主动的动力参与者。

广义相对论认为时间和空间不仅不能独立于宇宙，而且不能相互独立。它们由宇宙中的测量定义，也就是说它们是有开端和终结的，这就引发了宇宙创生这个令人不安的问题，因为这个问题在科学王国之外。根据我们观察到的宇宙的膨胀以及微波背景辐射，可以推测宇宙是在137亿年前以奇点大爆炸变成现在的样子。我们回溯过去，时空是一个梨形的圆锥，这就是时空的形状。

作者和他的搭档的这一发现引起了科学界的广泛讨论。并且深入到高维空间，可是这一领域一直是个谜。广义相对论和量子理论为基础，我们试着去发现万物理论，才能打开高维空间。弦理论应运而生，它把基本粒子看做是一根能震动的一维小弦，只有长度。这根弦震动的不同频率代表不同的粒子。后来作者的搭档保罗·汤森优化了弦理论，取名叫“p膜”理论，即一个p膜在p个方向上有长度，由此得出p＝1的膜是弦，p＝2的膜是一个面，以此类推，在高维空间中会有更大的p的值，并且全部被卷曲起来，只剩下我们所知的四个宏观的几乎平坦的维度。

二、果壳中的宇宙

说到这我们回顾一下本书的书名——果壳中的宇宙，名字的灵感来源于莎士比亚的作品《哈姆雷特》中的语句：“即便把我关在果壳之中，仍然自以为无限空间之王”。从这句话中我们可以体会到宇宙的无限空间。作为一门科学，我们应该试图理解宇宙，并尽可能地得到完整的图像。但通过哈勃望远镜观看宇宙深处之后，我们只有惊骇。我们看到的是数以亿万计的星系，每个星系都有亿万计的恒星，有很多恒星还被行星围绕。就拿我们的银河系来说，我们看到的也只是盘面垂直方向的一小部分范围内的星体。而且在20世纪初，哈勃通过观察其它星系光谱的红移现象，推论出几乎所有星系都在远离我们而去，并且离我们越远的星系，远离我们的速度就越快。这个事实证明宇宙是在膨胀，而且是加速膨胀。倒退这个膨胀就会提到一个我们很难接受的痛点，就是宇宙的起源。在137亿年前，时间和空间被扭曲成一个奇点，然后通过热大爆炸变成现在的样子，在这个奇点所有物理学定律全部失效。从那个时刻开始宇宙的演化方式有无数种，现在看到的宇宙只是这无数种方式中随机选择的一种而已。

这个结论是相对论和量子力学的不确定性原理为根据得出的，我们知道假如一个粒子从A点想要到达B点，直线距离是最短的。但是不确定性原理告诉我们，这个粒子从A点出发，有无数种路径可以到达B点，它可以到太阳上转一圈再到达B点。物理学家费恩曼继续推论：宇宙应该有多重历史，是以所有可能性为基数。霍金引入“虚时间”这个概念，它是和我们感觉到正在流逝的通常的实时间成直角关系。在数学中我们学过实数，与之对应的就是虚数，比如√-5（根号下负5）。宇宙的所有可能性的历史都在虚时间中，实时间中的历史确定其在虚时间中的历史，反之亦然。虚时间不必有开端和终结，是有限但无界的，像个球面。但是宇宙空间又不是平坦的，有的地方引力小，空间膨胀；有的地方引力大，形成星系。所以虚时间的球面是凹凸不平的，像是个果壳。

在实时间中发生的一切都作为密码被储存在这个果壳上面，我们也许是被束缚在果壳之中，而仍然自以为无限空间之王。

三、时间之弦的多重奏

时间作为一个单独的维度，经常激发我们的想象，我们很想知道时间加快、变慢、扭曲甚至倒流会是什么样的景象。

人类总想预言甚至控制未来，这就是占星术如此盛行的原因。现代科学家总是想找到“科学决定论”，来“计算”出未来。可是我们要想知道事物将来的状态就必须知道它现在的状态，但不确定性原来告诉我们，不能在同一时刻准确地测量一个粒子的位置和速度，把位置测量得越准确，就会把速度测得越不准确，反之亦然。因为测量本身就会影响粒子的运动，我们根本无从下手。然而量子力学提出一个新的理论，由物理学家薛定谔发现的方程叫波函数。一个粒子出现的具体位置我们不知道，但可以计算该粒子出现在空间每一个点上的概率，这就是波函数要做的。可是新的问题又出现了，利用波函数的前提是时间必须是平滑连续的，牛顿物理学中显然是没问题。在狭义相对论中，也就是每个人都有自己的时间测度，不存在绝对的时间，这也可以用波函数计算。但是在广义相对论中显然失效了，广义相对论说的是时空不是平坦的而是弯曲的，物质和能量使时空变形。比如黑洞，被吸进黑洞里的物质的“信息”暂时是丢失的。霍金提出的“霍金辐射”说的是黑洞并不是完全“黑”的，是会辐射出粒子的，在黑洞事件视界的边缘虚实粒子对在碰撞湮灭之前其中一个被吸进黑洞，另一个刚好不受引力吸引逃逸了出去，这时吧黑洞看成是一张p膜，一个粒子撞到膜上激起了波动，不同方向的波叠加产生尖峰，其中一小片破裂作为粒子发射了出去。在这个模型中落入黑洞的物体的信息会储存在p膜上的波的波函数中，p膜被认为是平坦时空中的薄片，进而是平滑的，所以可以用薛定谔方程来计算将来的波函数。由此可知，世界是可以预言的。

那么，我们能回到过去吗？一种先进的文明能返回以前并改变过去吗？我们都知道光是速度最快的，没有任何物质能超越光速，所以直接进行时空旅行是不可能的。但是广义相对论证明时空是弯曲的，会不会存在连接空间和时空的不同区域的管道——虫洞呢？目前还只是想象，我们还找不到能将时空大曲率弯曲的方程。

霍金对于我们人类目前掌握的技术抱有很大希望，他说生物技术和电子生命的发展，会加速我们我们对“星际航行”的梦想。他呼吁如果人类要去应付他周围日益复杂的世界和遭遇到诸如太空旅行这样的新挑战的话，那必须以某种方法改善其精神与体魄。提高我们的智慧，将生物与电子技术结合，使我们人类向更高阶生命攀爬！

这本书到这里就全部解读完了，我们来简单总结一下：

首先讲到的是爱因斯坦是如何给宇宙时空赋予形状的。在爱因斯坦之前，人们一直信奉“绝对时空观”，认为空间和时间都是绝对的，不受任何干扰。但爱因斯坦通过狭义相对论，打破了绝对时间的观念，又通过广义相对论，在时间和空间之间建立起了联系，给时空赋予了形状。

接下来讲到了，霍金是怎么给宇宙的历史赋予形状的。霍金通过数学方法，引入了一个叫做“虚时间”的概念，虚时间跟实时间有着密切联系，但比实时间更灵活。霍金提出，宇宙在虚时间中的历史，是一个封闭的四维球面，没有奇点，没有起源和开端，也不需要上帝来创造它。这被称为“无边界宇宙模型”。

最后霍金为什么说宇宙的历史是一个果壳？霍金把广义相对论和“多重宇宙思想”结合起来，认为宇宙的确可能拥有多重历史，但并非所有的历史都适合人类生存。我们生存的宇宙在虚时间中的历史，一定是有着轻微起伏的四维球面，这样的话，它在实时间中才有可能形成星系、恒星以及智慧生命。这个有着轻微起伏的求面宇宙，就好像是一个果壳，我们所有人都生活在这个果壳之中。

好，今天的解读就全部结束了，谢谢你的收看，我们下期解读再见。

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