# 时间简史（插图本） > 史蒂芬·霍金 ## 第二章 空间与时间 > 米是被定义为光在以铯原子钟测量的0.000000003335640952秒内行进的距离 > 为何物体总以同样的速度下落，这是由于具有两倍重量的物体虽然受到将其向下拉的两倍大的引力，但它的质量也大到两倍。按照牛顿第二定律，这两个效应刚好相互抵消，所以在所有情形下加速度都是相同的。 > 但是牛顿的理论已经摆脱了绝对静止的观念，所以如果假定光以固定的速度旅行，我们就必须说清这个固定的速度是相对于什么来测量的 > 麦克斯韦理论和光速的情况：不管观察者运动多快，他们都应测量到一样的光速。这个简单的观念包含了一些非凡的结论。也许其中最著名的莫过于两个结论，一个是质量和能量的等价关系，这可用爱因斯坦著名的方程E=mc2来表达（在这个方程当中E是能量，m是质量，而c是光速），另一个是没有任何东西可以运动得比光更快的定律。由于能量和质量的等价，物体由于它的运动所具有的能量将会使它的质量增加。换言之，要使它加速将更为困难。这个效应只有当物体以接近于光速的速度运动时才有真正的意义。例如，以0.1倍光速运动的物体的质量只比正常增加了0.5%，而以0.9倍光速运动的物体，其质量将会变得比正常质量的两倍还多。当一个物体的运动越来越接近光速时，它的质量也上升得越来越快，因此它需要越来越多的能量才能进一步加速。实际上它永远不可能达到光速，因为那时，物体的质量 > 光速。这个简单的观念包含了一些非凡的结论。也许其中最著名的莫过于两个结论，一个是质量和能量的等价关系，这可用爱因斯坦著名的方程E=mc2来表达（在这个方程当中E是能量，m是质量，而c是光速），另一个是没有任何东西可以运动得比光更快的定律。由于能量和质量的等价，物体由于它的运动所具有的能量将会使它的质量增加。换言之，要使它加速将更为困难。这个效应只有当物体以接近于光速的速度运动时才有真正的意义。例如，以0.1倍光速运动的物体的质量只比正常增加了0.5%，而以0.9倍光速运动的物体，其质量将会变得比正常质量的两倍还多。当一个物体的运动越来越接近光速时，它的质量也上升得越来越快，因此它需要越来越多的能量才能进一步加速。实际上它永远不可能达到光速，因为那时，物体的质量 💭 这些物理就像玄学一样。但是它是科学，我靠。太厉害了。 ## 第一章 我们的宇宙图象 > 。一个被认为好的理论必须满足以下两个要求：首先，这个理论在只包含了一些任意元素的模型基础上必须能准确地描述大量的观测现象；其次，这个理论能对未来观测的结果作出明确的预言 > 任何物理理论总是临时性的，这是在它只不过是一个假设的意义上来讲的：我们永远不可能证明它是正确的。不管实验的结果已经有多少次和某个理论相一致了，你依旧永远不可能断定下一次实验得到的结果和这个理论就不会产 > 今天，科学家按照两个基本的部分理论——广义相对论和量子力学来描述宇宙 > 然而自从文明肇始以来，人们就一直不甘心于将各个事件看做互不相关或者是不可理解的。人们渴望理解世界的根本秩序。 > 但在1929年，埃德温·哈勃进行了一个里程碑式的观测，即不管你往哪个方向观测，远处的星系都正急速地离我们而去。换言之，宇宙正在膨胀（图1.5）。这意味着，在过去，星体之间的距离比现在更加靠近。事实上，似乎在大约100亿至200亿年之前的某一时刻，它们准确地在同一地方，因此那时候宇宙的密度为无限大。这个发现最终将宇宙的开端问题带进了科学的王国。 ## 伽利略·伽利雷 > 伽俐略被迫服从了 ## 第三章 膨胀的宇宙 > 。事实上，我的生活还过得相当好，还和一个非常好的姑娘——简·瓦尔德订婚了。但是为了结婚，我需要一份工作；为了得到工作，我需要一个博士学位 ## 第十一章 物理学的统一 > 因此，第一步必须将广义相对论和量子力学结合在一起 ## 阿尔伯特·爱因斯坦 > 方程对我而言更重要些，因为政治是为当前，而方程却是永恒的。 ## 第六章 黑洞 > 我们的太阳也许足够再燃烧50多亿年左右，但是对于质量更大的恒星，其燃料可以在1亿年这么短的时间内就被耗尽，这个时间尺度比宇宙的年龄短得多了 > 我们的太阳也许足够再燃烧50多亿年左右，但是对于质量更大的恒星，其燃料可以在1亿年这么短的时间内就被耗尽，这个时间尺度比宇宙的年龄短得多了 💭 终有一天，人类不一定会灭亡，但地球一定会灭亡。（哈哈，神棍的语气 🌚 ## 第五章 基本粒子和自然的力 > 但是，质子和另外的质子或电子高速碰撞的实验表明，它们事实上是由更小的粒子构成的。加州理工学院的默雷·盖尔曼将这些粒子命名为夸克。 ## 第四章 不确定性原理 > 总的来讲，量子力学并不能对一次观测预测出一个单独确定的结果。取而代之，它可以预测出一组可能发生的不同结果，并告诉我们每个结果出现的概率。 ## 译者序 > 量子论的要义是：事物的演化不是仅沿着过去以为的唯一的经典轨道进行，而是沿着所有可能的轨道进行，最显著的例子便是隧穿效应。 > 宇宙的现有物质组成中百分之六十八为暗能量，通常被认为就是宇宙常数，还有百分之五的可见物质和百分之二十七的看不见的暗物质。 > 吴忠超 2020年10月杭州望湖楼 > 物体是定域的物质，非定域的物质是场。 💭 简单来说： 定域的物质（Localized Matter）：通常指的是那些可以在某个特定位置或区域明确找到的物体，比如一块石头、一张桌子等。这些物体占据空间，具有质量和体积。 非定域的物质（Non-localized Matter/Fields）：则是指那些无法明确指出具体位置的物理实体，例如电磁场、引力场等。场是一种状态的分布，它在整个空间中存在并对其中的物质产生影响。例如，磁场可以影响周围的铁屑，但你无法像描述一颗石头那样确切地描述磁场的位置。 在现代物理学中，场的概念非常重要，特别是在量子场论中，粒子被视为场的激发态。因此，粒子和场之间的界限有时可能会变得模糊。 > 1916年，爱因斯坦从广义相对论预言出引力波，它在真空中只能以光速传播，正如前面所言。百年后的2015年，LIGO团队观测到首例引力波。 💭 引力波是爱因斯坦广义相对论预言的一种现象，指的是时空中的波动，由加速质量的运动（如两颗中子星或黑洞的碰撞）产生。这些波动以光速传播，通过引力相互作用在空间中传递能量。以下是引力波的一些关键点： 基本概念 时空的扰动：引力波可以被视为时空结构的“涟漪”。当两个大质量天体发生加速运动时，它们会引起周围时空的曲率变化，这种变化以波的形式向外扩散。 来源：引力波主要由极端物理事件产生，例如： 双星系统（如中子星和黑洞）的合并。 超新星爆发。 宇宙早期的暴涨过程（理论上）。 性质：引力波具有横波性质，即它们引起物质垂直于波传播方向的压缩与拉伸。 探测 引力波非常微弱，需要极高精度的仪器来探测。LIGO（激光干涉引力波观测台）和Virgo是目前最著名的引力波探测器。它们使用激光干涉技术来检测因引力波通过而导致的微小距离变化。 首次探测：2015年，LIGO首次直接探测到引力波，这是来自两个黑洞合并的事件。这一发现验证了广义相对论的一个重要预测，并开创了引力波天文学的新领域。 意义 验证广义相对论：引力波的发现直接验证了爱因斯坦的广义相对论。 宇宙观察窗口：引力波提供了一种全新的方式来观察宇宙，使科学家能够研究传统电磁波观测难以捕捉的天体事件和黑洞、中子星等致密天体的性质。 宇宙学研究：引力波可能揭示有关宇宙早期状态的信息，包括通向理解宇宙大尺度结构和演化的新途径。 引力波的研究仍在快速发展中，未来的探测器将进一步提高灵敏度，帮助我们更深入地探索宇宙的奥秘。 > 吴忠超 2020年10月杭州望湖楼 💭 1963年，吴忠超受教育家刘达赏识，进入中国科学技术大学数学系学习，后转至电子学系，文革后期于中国科学技术大学任教员[1]。1979年，受物理学家钱临照推荐，前往英国剑桥大学，师从理论物理学家史蒂芬·霍金学习理论物理学，主要研究极早期宇宙，1984年获剑桥大学博士学位，博士论文题目为《宇宙模型和暴涨宇宙》（Cosmological models and the inflationary universe）。[2] 吴忠超关于时空的维度问题的论文获1985年国际引力基金会论文比赛的第三名。1998年，吴忠超给出量子宇宙学中太初黑洞量子创生的最一般结果，2001年又利用超引力量子宇宙学，首次证明了可观察时空的四维性。[3] 2002年，吴忠超在浙江工业大学创建天体物理研究所并担任所长[ ## 第八章 宇宙的起源和命运 > 恒星接近生命终点时产生的一些重元素就被抛回到星系里的气体中去，为下一代恒星提供一些原料。因为我们的太阳是第二代或第三代恒星，是大约五十亿年前由包含有更早超新星碎片的旋转气体云形成的，所以大约包含2%这样的重元素。云里的大部分气体形成了太阳或者喷到外面去，但是少量的重元素集聚在一起，形成了像地球这样的，现在作为行星围绕太阳公转的天体 > 人们认为，它们可能是如下过程的结果：由于原子的偶然结合，形成叫作高分子的大结构，这种结构能够将海洋中的其它原子聚集成类似的结构。它们就这样复制自己并繁殖 > 恒星接近生命终点时产生的一些重元素就被抛回到星系里的气体中去，为下一代恒星提供一些原料。因为我们的太阳是第二代或第三代恒星，是大约五十亿年前由包含有更早超新星碎片的旋转气体云形成的，所以大约包含2%这样的重元素。云里的大部分气体形成了太阳或者喷到外面去，但是少量的重元素集聚在一起，形成了像地球这样的，现在作为行星围绕太阳公转的天体 💭 有意思。地球是由其他恒星的碎片组成的。 > 人们认为，它们可能是如下过程的结果：由于原子的偶然结合，形成叫作高分子的大结构，这种结构能够将海洋中的其它原子聚集成类似的结构。它们就这样复制自己并繁殖 💭 有意思。在生物学上，人是由细胞组成的。在物理学上，人或许是由分子组成的。 Amazing啊。 ## 艾萨克·牛顿 > 虽然现在我们知道，牛顿发现微积分要比莱布尼茨早若干年，可是他比莱布尼茨晚很久才出版自己的著作。于是接着发生了关于谁是第一个发现者的大争吵，科学家们激烈地为双方作辩护 > 虽然现在我们知道，牛顿发现微积分要比莱布尼茨早若干年，可是他比莱布尼茨晚很久才出版自己的著作。于是接着发生了关于谁是第一个发现者的大争吵，科学家们激烈地为双方作辩护 💭 我记得高等数学里面有一个名词叫 牛顿-莱布尼茨公式 🌚 ## 版权信息 > 书名：时间简史（插图本） 作者：史蒂芬·霍金 译者：许明贤 吴忠超 出版社：湖南科学技术出版社 出版时间：2012-01-01 💭 人类都生活在地球上。日常生活中，我们很少接触太空相关的知识内容。从生物进化角度，我们知道的人类是怎么来的。把视角放大一点，地球是怎么来的呢？地球之外又是什么样？宇宙真的很神奇。人类似乎应该探索太空，探索人类生存的边界。但是探索太空似乎不能得到直接的收益。但是探索太空的脚步不能停止。 ## 书评 虽然我是工科生，但是我完全看不懂这本书。现在的我，别说《高等数学》了，高中数学都一点不会了。 但我还是推荐这本书，因为这本书太出名了，哈哈。普通人还是可以简单翻翻这本书的，理由有二。 其一，人啊，在地球上，整天忙忙碌碌。抬头看看太阳，想象下，我们所在的地球正在围绕太阳运转。想象中的地球下方没有任何支撑，它在宇宙中运动着，这很神奇。 其二，物理是科学，不是玄学，虽然物理的内容听起来，远远超过了我们普通人的认知。在大尺度上，我们很难认知到，我们所在的地球仅仅是宇宙中的一颗行星，而整个宇宙在不断膨胀。在小尺度上，我们很难认知到，我们人体是由无数个原子组成，原子又是由质子、中子和电子组成。 科学不在于寻求绝对无误的真理，而是在现有基础上，以科学方法不断尝试揭露和确认客观世界的运作法则和原理等。 任何物理理论总是临时性的，这是在它只不过是一个假设的意义上来讲的：我们永远不可能证明它是正确的。不管实验的结果已经有多少次和某个理论相一致了，你依旧永远不可能断定下一次实验得到的结果和这个理论就不会产生矛盾。另一方面，你只需要找到哪怕一个和理论预言不一致的观测事实，即可证明它是错的。正如科学哲学家卡尔·波普强调的那样，一个好理论的特征是，它能给出许多原则上可以通过观测被否定或者说被证伪的预言。我们每回观察到与这些预言相符合的新的现象，这个理论就能够多存活一段时间，并且增加了我们对它的信任度；然而，哪怕只有一个新的观测与之不符，我们就只得抛弃或修正这个理论。 最后，物理学是研究物质、能量的本质与性质的自然科学。由于物质与能量是所有科学研究的必须涉及的基本要素，所以物理学是自然科学中最基础的学科之一。搞物理的人，厉害，他们的数学肯定特别厉害。但是吧，物理专业，可能不太好就业。