《时间简史》读书感悟

　　对阅读《时间简史》的理解

对阅读《时间简史》的理解

文/曹娟

小时候，晚上看天空中的星星时，我总是很向往，梦想着哪种恒星神秘物种能给我超能力。后来，当我知道大多数恒星是太阳时，我就更加决心拥有地球外生命星球。我们看到的恒星是数亿或数万年前的恒星，它们也用一种神秘的色彩描绘了整个宇宙。由于童年时代对宇宙的好奇心，我毫不犹豫地选择了一本关于宇宙的流行科学书籍《时间简史》，该书一直很赞美他的名字。

《时间简史》由英国著名理论物理学家和宇宙学家斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking）撰写。然而，在2018年3月14日上午，斯蒂芬·霍金教授在剑桥大学的家中和平地离开了世界。我不得不说霍金教授的离开是全人类的损失。如此伟大的物理学家的离去，几乎每个人都致以最崇高的敬意和哀悼。他就像是星星的斗士，比我们领先一步。进入广阔的宇宙，成为我们仰望的星空。霍金教授曾经说过，凡能读懂本书每句话的人都有资格获得引力物理学博士学位。这给了我一些安慰和勇气，可以继续阅读。

这本书从一开始就讲述了我们宇宙的形象。早在公元前340年，人们就知道我们的地球是一个球体，而不是平板。人们从地心到日心逐渐了解现实世界。从静态宇宙到膨胀宇宙。牛顿的万有引力定律解释了为什么每个行星都围绕其他行星旋转。根据万有引力定律，所有物体都被其他物体吸引。物体的质量越大，距离越近，相互吸引力越大。但是如果空间有限，由于恒星之间的相互作用，所有恒星最终都会被吸引并坍塌。实际上，在宇宙中并非如此，因此应该在无限空间中均匀分布无限数量的恒星，以使这种情况不发生。即将发生。如果从另一个角度考虑，某个区域中的恒星将一起塌陷，并且在其外部均匀添加无限数量的恒星将不会对原始恒星产生影响，因此这些恒星仍将塌陷在一起。牛顿的引力理论将不可避免地使宇宙静止不动。

至于宇宙的诞生，更令人接受的观点是大爆炸。在宇宙开始之前，时间是没有意义的。奥古斯丁曾经说过：时间是上帝创造的宇宙的财产，在宇宙开始之前就不存在。对于普通人来说，这种说法听起来很荒谬且难以理解。实际上，时间并不像我们想象的那么简单，我们必须改变对时间的理解。包括亚里斯多德和牛顿在内的大多数人都相信绝对时间。他们认为两个事件之间的时间间隔是不变的，并且时间和空间是独立的。爱因斯坦提出的狭义相对论解释说：对于所有观察者来说，光速是相同的，并且当一个物体以接近光速的速度运动时，其质量将变得非常大，并且变得更加困难。加速，所以它总是达到小于光速的状态，因为那样它的质量将是无限的。但是，该理论与牛顿的重力理论并不十分兼容。

因此爱因斯坦提出了革命性的相对论。他认为重力不像其他种类的力，它只是由于时空不是平坦的事实所致。大质量的物体会弯曲时空。尽管地球绕太阳公转时，它沿着弯曲的轨道以圆周运动运动，但实际上它沿着最接近太空中直线的轨迹运动。它就像一架在山上飞行的飞机。它在三维空间中沿直线行走，但是地面上的阴影是弯曲的，因为地面不平坦。在太阳周围的空间中，由于质量而弯曲，因此光线无法沿着太阳周围的直线移动。在正常情况下很难观察到这种影响，但是在日食期间可能会观察到，这仅验证了广义相对论的正确性。大物体会减慢时间。因为光的能量与频率有关：能量越大，频率越高。当光穿过一个巨大的物体时，它会失去能量并且频率会下降。光速是恒定的，这不可避免地会减慢时间。 1962年，经过验证，水塔顶部和底部的精确时钟不同步，并且接近地球的时钟移动得更慢。这种现象可能会让人们感到惊讶。如我们之前所知，时间是绝对的。如果时间可能不同步，则由于某些原因，我们想象中的时空隧道实际上可能存在。

实际上，历史上确实存在许多时间旅行事件。 1954年，在热气球竞赛中，哈里·洛根（Harry Logan）和德里克·诺顿（Derek Norton）乘坐的热气球在魔鬼三角区神秘消失了。经过各种搜索，仍然没有下落。在1990年春季，古巴春季热气球比赛中失踪36年的热气球突然出现在消失的地方。洛根（Logan）和诺顿（Norton）那时还很年轻，他们认为距离地球只有36秒钟，只有几秒钟。这让我想起了马来西亚航空MH370。马来西亚航空已经失踪了半年，到目前为止尚未发现，因此不排除进入时光隧道的可能性。也许在几年，十多年甚至几十年后，这架飞机可能真的会再次出现。让我们为马来西亚航空公司MH370默默祈祷。

1924年，我们奠定了现代的宇宙形象。美国天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble）证明我们的星系不是唯一的星系，他使用绝对光度来计算我们与其他星系之间的距离。这些行星离我们如此遥远，我们如何区分它们的类型？不同的恒星具有不同的光谱，并且在光谱中找不到某些颜色。由于每种化学元素吸收一组独特的光谱线，因此可以根据缺失的光谱线确定恒星大气中存在的元素。在1920年代，天文学家在观察光谱时发现了一个奇怪的现象。所有星系的线光谱都具有与银河系相同的吸收特征线组，但是这些线组将出现红移，即移至光谱的红色末端。人眼看到不同频率的不同颜色的光。人眼可以看到的最低频率的光是红色，而最高频率的光是蓝色。如果银河系离我们很远，从多普勒效应中我们可以知道，眼睛看到的光的频率会降低，即会发生红移；如果星系离我们很近，眼睛看到的光的频率将增加，然后发生蓝移。因此，如果星系运动混乱，那么红移光谱将与蓝移光谱一样多，但是事实是大多数星系都出现了红移，这意味着星系正在远离我们，并且宇宙正在膨胀！而且我们在宇宙中的位置并不特殊。只有当所有星系彼此离开时，我们看到的现象才会出现。我们可以想象这样一种情况，即气球上涂有很多斑点，并且当气球充气时，任意两点之间的距离都会增加。同样，任何两个星系都可以彼此远离。

宇宙可能是从大爆炸开始的，并且一直在扩展。宇宙中有边界吗？如果是这样，宇宙之外可能是什么？我曾经很愚蠢地做出一个简单的推断。我首先假设宇宙是有界的。如果它是有界的，则必须在边界之外，并且每个边界都在边界之外，因此无限边界是无限的。无限宇宙意味着无限的物质，所以自己很难接受它，所以我认为可能是人们对无限的理解有误。但是后来，我发现我把问题引向了死胡同，并以太低的人理解这个问题来结束了这个问题。这显然是不合理的。关于宇宙边界的一系列问题，人们将广义相对论与量子力学的不确定性原理结合在一起，虽然时空有限，但没有边界。这类似于地球表面。尽管地球面积有限，但没有任何边缘，但是地球表面是二维的。虽然空间是三维的，但第四维的时间也是有限的。

今天遵循了将宇宙的内容分为物质和力量的这种做法。亚里士多德认为物质是连续的，人们可以一直分裂物质。我一直都有这种感觉，但是当我知道光速是所有物质运动速度的极限时，我不认为物质可以一直分裂。当狭义相对论发表时，人们仍然认为原子是不可分割的。后来，汤姆森证明了电子的存在，人们逐渐了解了原子的结构。质子和中子被认为是物质的组成单元。实际上，它们由较小的粒子，夸克组成。当然，还不能说是否存在比夸克还小的粒子。任何粒子都具有消灭它的反粒子，并且还可能存在由整个反粒子组成的反世界和反人类。如果您见面并与您握手，您将瞬间消失。

黑洞是时间和空间的区域。它是由恒星的衰老和坍塌形成的。它的引力是如此之强，以至于没有任何东西可以逃脱，即使是光线也是如此。黑洞中存在无限的时空曲率，任何定律都将无用，时间将结束。根据相对论的一般理论，宇宙必须有起点和终点。时空以大爆炸奇点或黑洞奇点或黑洞奇点结束。当然，这只是基于某些科学理论的猜想，包括“大爆炸”。宇宙的开始和结束是否真的像这样仍然是一个未解之谜。

《时间简史》一书使我站在霍金的肩膀上，并了解了一些有关宇宙的知识。与宇宙相比，人类的力量微不足道。如果宇宙注定要终结，那么生命的存在将毫无意义。像地面一样小的蚂蚁和像人类一样大的文明都将消失在广阔的世界中。而我自己的痛苦和幸福，成功和失败不可避免地会随着时间的流逝而消灭，考虑到这一点，我不禁感到有些难过。

一切存在都是不可改变的事实，每一种生活都必须继续下去。前面的路仍然遥遥无期。因为本能，信仰，灵魂的满足，生命仍然活着，这就是宇宙存在的意义。

对未知世界的好奇心和对知识的渴望将引导每个人探索和发现自己的星空，这就是人类在仰望星空的同时不断前进的方式。