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《时间简史》(普及版)是一本探索时间本质和宇宙最前沿的通俗读物，是一本当代有关宇宙科学思想最重要的经典著作，它改变了人类对宇宙的观念。史蒂芬·霍金这本畅销世界的《时间简史》已成为科学著述的里程碑。这不仅归因于作者迷人的表达方式，还归因于他讨论的令人敬畏的主题：空间和时间的本性，上帝在创生中的作用，宇宙的历史和将来。但是，在它问世后的岁月里，有些读者一直不断地向霍金教授诉说，该书某些最重要的概念理解起来非常困难。

这就是写作《时间简史》(普及版)的缘起和理由：作者希望读者更容易接受它的内容——同时还纳入最新的科学观测和发现。

虽然本书在篇幅上的确是“更简明”些，但它实际上却扩大了原书伟大的论题。删除了纯粹技术性的概念，诸如混沌的边界条件的数学等等。相反，包括相对论、弯曲空间以及量子论的课题，它们虽然具有无穷的趣味，但却由于散布于原书而很难理解，现在则各自分章论述。在重新组织《时间简史》(普及版)之际，作者得以扩展特别有兴趣的领域并收入最新的进展，从弦论的最新发展，到寻求物理学中各种力的完备统一理论令人神往的进展。如同本书早先的版本——甚至有过之而无不及——在寻找时间和空间核心可望而不可及的秘密这一未竞之业中，《时间简史》(普及版)将引导世界各地的普通读者。

37幅色彩缤纷的插图为文字增辉，使《时间简史》(普及版)令人振奋地傲然屹立于科学文献之林。

译者序

前言

第1章思索宇宙

第2章宇宙演化的图象

第3章科学理论的本性

第4章牛顿之宇宙

第5章相对论

第6章弯曲空间

第7章膨胀的宇宙

第8章大爆炸、黑洞和宇宙的演化

第9章量子引力

第10章虫洞和时间旅行

第11章自然的力和物理学统一

第12章结论

阿尔伯特·爱因斯坦

伽利略·伽利雷

艾萨克·牛顿

小辞典

致谢

史蒂芬·霍金（Stephen W.Hawing），出生于伽利略逝世的周年纪念日，英国理论物理学家，《时间简史》、《果壳中的宇宙》的作者，被尊崇为继爱因斯坦以来最杰出的理论物理学家。

吴忠超在霍金教授指导下获得剑桥大学博士学位；他和杜欣欣合作，撰写《在时间中沉醉》并编著《无中生有》。

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在一个无限的宇宙，每一点都可以认为是中心，因为在它的每一边都有无限颗恒星。

不管多少回实验的结果和某一理论相一致，你永远不可能断定下一次结果不会和它矛盾。

我们现在关于物体运动的观念来自于伽利略和牛顿。

伽利略的测量指出，不管物体的重量是多少，其速度增加的速率是一样的。

除了他的运动定律，牛顿还发现了描述引力的定律：任何两个物体都相互吸引，其引力大小与每个物体的质量成正比。

牛顿引力定律还告诉我们，物体之间的距离越远，则引力越小。（人与人之间的吸引是不是也如此？）

我们必须接受的观念是：时间不能完全脱离和独立于空间，而必须和空间结合在一起形成所谓的空间——时间的客体。

我们看到的从很远星系来的光是在几百万年之前发出的，在我们看到的最远的物体的情况下，光是在80亿年前发出的。这样当我们看宇宙时，我们是在看它的过去。

没有东西走得比光更快。

牛顿理论说，物体之间的吸引力依赖于它们之间的距离。这意味着，如果我们移动一个物体，另一物体所受的力就会立即改变。（奥修说，当你伤害了一朵花儿，你就伤害了一颗星星。）

在相对论中并没有一个唯一的绝对时间，相反地，每个人都有他自己的时间测度，这依赖于他在何处并如何运动。

空间和时间不仅去影响、而且被发生在宇宙中的每一件事所影响。

从爱因斯坦广义相对论可推断出，宇宙必须有个开端，并可能有个终结。

如果在一个清澈的、无月亮的夜晚仰望星空，能看到的最亮的星体最可能是金星、火星、木星和土星这几颗行星，还有巨大数目的类似太阳、但离开我们远得多的恒星。

美国天文学家埃得温·哈勃证明了，我们的星系不是唯一的星系。事实上，还存在许多其他的星系，在它们之间是巨大的空虚的太空。

现在我们知道，我们的星系只是用现代望远镜可以看到的几千亿个星系中的一个，每个星系本身都包含有几千亿颗恒星。

黑洞就是由这种恒星的坍缩和围绕它们的强大的引力场...

我们将永远不能完全肯定，我们是否确实找到了正确的理论，因为理论不能被证明。

如果宇宙是无限而且静止的则每一道光线都会终结于一个恒星上，使得夜空和太阳一样明亮

正常情况下实粒子总是具有正能量，所以具有负能量的那一个粒子注定是短命的虚粒子。它必须找到它的伴侣并与之相湮灭。……但是黑洞里的引力是如此之强，甚至在那儿一个实粒子的能量都会是负的。

当他被问及：”上帝在他创造宇宙之前做了什么？“奥古斯丁并没有这样回答：”他正为诘问这类问题的人准备地狱。” 而是说时间是上帝创造的宇宙的一个性质，在宇宙开端之前不存在。

不管观察者运动多块，他们应测量到一样的光速。这简单的观念有一些非凡的结论，如质量和能量等价/没有任何东西可能行进得比光还快。

由于能量和质量的等价，物体由于它的运动具有的能量应该加到它的质量上去。换言之，要加速它更为困难。这个效应只有当物体以接近于光速的速度运动时才有实际的意义。例如，以10%光速运动的物体的质量只比原先增加了0.5%，而以90%光速运动的物体，其质量变得比正常质量的两倍还多。当一个物体接近光速时，它的质量上升得越来越快，这样它需要越来越多的能量才能进一步加速上去。实际上它永远不可能达到光速，因为那时质量会变成无限大，而根据质量能量等价原理，这就需要无限大的能量才能做到。由于这个原因，相对论限制了物体运动的速度：任何正常的物体永远以低于光速的速度运动，只有光或其他没有内禀质量的波才能以光速运动。

由于光速一致且空间不是绝对的（即光行进的距离不一致），因此光行进花费的时间不一致。相对论终结了绝对时间的观念，每个观察者都一定有他自己的时间测度，不同观察者携带的同样的种的读数不必要一致。

相对论迫使我们从根本上改变了我们的时间和空间观念。时间不能完全脱离和独立于空间，而必须和空间结合在一起形成所谓的时空的客体。

一个事件是在特定时刻和在空间中特定的一点发生的某件事。人们可以用四个数或坐标来制定它。坐标系的选择是任意的，人们可以使用任何三个定义好的空间坐标和任何时间测度。在相对论中，在时间和空间坐标之间没有真正的差别。

从一个事件散开的光在四维时空里形成了一个三维的圆锥，这个圆锥成为时间的将来光锥。以同样的方法可以画出另一个成为过去光锥的圆锥，它表示所有可以用一个光脉冲传播到该事件的事件集合。对于给定的事件P，人们可以将宇宙中的其他事件分成三类。从事件P出发由一个粒子或者波以等于或小于光速的速度行进能到达的哪些事件成为属于P的将来。它们处于从事件P发射的膨胀的光球面...

书籍介绍

《时间简史》(普及版)是一本探索时间本质和宇宙最前沿的通俗读物，是一本当代有关宇宙科学思想最重要的经典著作，它改变了人类对宇宙的观念。史蒂芬·霍金这本畅销世界的《时间简史》已成为科学著述的里程碑。这不仅归因于作者迷人的表达方式，还归因于他讨论的令人敬畏的主题：空间和时间的本性，上帝在创生中的作用，宇宙的历史和将来。但是，在它问世后的岁月里，有些读者一直不断地向霍金教授诉说，该书某些最重要的概念理解起来非常困难。

这就是写作《时间简史》(普及版)的缘起和理由：作者希望读者更容易接受它的内容——同时还纳入最新的科学观测和发现。

虽然本书在篇幅上的确是“更简明”些，但它实际上却扩大了原书伟大的论题。删除了纯粹技术性的概念，诸如混沌的边界条件的数学等等。相反，包括相对论、弯曲空间以及量子论的课题，它们虽然具有无穷的趣味，但却由于散布于原书而很难理解，现在则各自分章论述。在重新组织《时间简史》(普及版)之际，作者得以扩展特别有兴趣的领域并收入最新的进展，从弦论的最新发展，到寻求物理学中各种力的完备统一理论令人神往的进展。如同本书早先的版本——甚至有过之而无不及——在寻找时间和空间核心可望而不可及的秘密这一未竞之业中，《时间简史》(普及版)将引导世界各地的普通读者。

37幅色彩缤纷的插图为文字增辉，使《时间简史》(普及版)令人振奋地傲然屹立于科学文献之林。