《時間簡史》讀書感悟

1、時間簡史讀書感悟小時候，夜晚看著滿天的星星總有一種向往，幻想著能有來自哪顆星星的神秘物種賜予我超能力;后來，當(dāng)我知道大部分的星星都是太陽，更加堅(jiān)定有存在地外生命的星球。我們看到的星星是幾億或幾萬年前的星星，也給宇宙涂上了神秘的色彩。正是由于童年對宇宙的好奇，所以我毫不猶豫地選擇了一本久仰其大名的宇宙科普讀物時間簡史。時間簡史是著名的英國理論物理學(xué)家、宇宙學(xué)家斯蒂芬威廉霍金所著。然而在2018年3月14日的早晨，史蒂芬霍金教授卻在劍橋的家中平靜地離開了這個世界。不得不說霍金教授的離去是全人類的損失，幾乎所有人都對這樣一位偉大的物理學(xué)家的離去致以自己最高的敬意與哀思，他就像是群星的斗士，先我們一步

2、去往遼闊無垠的宇宙世界，成為我們仰望的星空?；艚鸾淌谠?jīng)說過，能夠讀懂這本書中每一句的人就夠資格攻讀引力物理博士了，這給了我一些安慰和繼續(xù)讀下去的勇氣。這本書在開頭部分講述了我們宇宙的圖像。早在公元前340年，人們就知道了我們的地球是圓球而不是平板。人們對真實(shí)世界逐漸地了解，從地心說到日心說;從靜止的宇宙到膨脹的宇宙。牛頓提出的萬有引力定律解釋了為什么各個行星繞著其他星球轉(zhuǎn)動。根據(jù)萬有引力定律，所有物體都被另外的物體吸引，物體質(zhì)量越大，距離越近，相互吸引力也越大。但是如果空間有限，由于星體之間的相互作用，最終會使所有星球都被吸引而坍縮，而事實(shí)上宇宙并不如此，所以應(yīng)該有無限多星體均勻地分布在無限

3、空間中使這種情形不至于發(fā)生。如果從另一方面考慮，一定區(qū)域的星體會坍縮在一起，再在其外面均勻地加上無限多的星體對原先的星體是沒有影響的，所以這些星體還是會坍縮在一起。牛頓引力理論必然會導(dǎo)致宇宙不可能靜止。關(guān)于宇宙的產(chǎn)生，現(xiàn)在比較為大家接受的說法是大爆炸，而在宇宙開端之前，時間是沒有意義的。奧古斯丁曾經(jīng)說過：時間是上帝所創(chuàng)造的宇宙的一個性質(zhì)，在宇宙開端之前不存在。對于普通人來說，這種說法聽起來很荒謬，也很難理解。事實(shí)上，時間并不是像我們想象的那么簡單，我們必須改變對時間的理解。大部分人包括亞里士多德和牛頓都相信絕對時間。他們相信兩個事件之間的時間間隔是不可改變的，時間和空間之間是獨(dú)立的。愛因斯坦提

4、出的狹義相對論解釋了：對于所有觀察者而言，光速都是一樣的，而且當(dāng)物體以接近光速運(yùn)動時質(zhì)量會變得很大，要加速將變得更困難，所以它永遠(yuǎn)達(dá)不到光速，因?yàn)槟菚r它的質(zhì)量就會無限大。然而這種理論和牛頓引力理論不是很協(xié)調(diào)。于是愛因斯坦又提出了革命性的廣義相對論。他認(rèn)為引力不像其他種類的力，它只不過是空間時間不是平坦的這一事實(shí)的后果。大質(zhì)量的物體會使空間時間彎曲，地球圍繞著太陽轉(zhuǎn)的時候雖然沿著彎曲的軌道做圓周運(yùn)動，但是它事實(shí)上是沿著空間中最接近于直線的軌跡運(yùn)動。這就像一架飛機(jī)在多山的地面上飛行，它在三維空間是沿著直線走的，但是在地面上的影子卻是彎曲的，因?yàn)榈孛娌黄教埂Ｔ谔栔車目臻g時間由于其質(zhì)量而彎曲，所以

5、光線在太陽周圍就不能沿著直線走。在正常情況下很難觀察到這個效應(yīng)，但是在日食時就可能觀察到，這正好驗(yàn)證了廣義相對論的正確性。大質(zhì)量的物體可以讓時間變得慢一些。因?yàn)楣獾哪芰亢皖l率相關(guān)：能量越大，頻率越高。當(dāng)光經(jīng)過大質(zhì)量的物體會失去能量而頻率下降，光速恒定，必然導(dǎo)致時間變慢。在1962年，驗(yàn)證到水塔頂上和底部的精確的鐘時間不同步，接近地球的鐘走得更慢。這種現(xiàn)象可能讓人大跌眼鏡了，以我們以前所知道的，時間是絕對的。如果時間可以不同步的話，那么我們想像的時空隧道就可能由于某種原因而真實(shí)存在了。事實(shí)上，歷史上的確多次存在穿越時空事件。1954年，在一次熱氣球比賽中，哈里洛根和德里克諾頓乘做的熱氣球在魔鬼三

6、角地帶神秘地失蹤，經(jīng)多方查找，仍無下落。在1990年春天古巴的春季熱氣球比賽中的那只失蹤了36年的熱氣球，在原來失蹤的地方又突然出現(xiàn)。洛根和諾頓仍然和當(dāng)年一樣年輕，在他們看來只有幾秒鐘的時間，對地球來說卻已經(jīng)有36年。這讓我想到了馬航MH370。馬航已經(jīng)失蹤半年了，至今仍然沒有找到，不排除進(jìn)入時空隧道的可能。也許過個幾年，十幾年，甚至幾十年后，飛機(jī)或許真的會再次出現(xiàn)，讓我們?yōu)轳R航MH370默默祈禱。1924年，我們現(xiàn)代的宇宙圖象才被奠定。美國天文學(xué)家埃得溫哈勃證明了，我們的星系不是唯一的星系，并且他用絕對光度計(jì)算出了我們與其他星系的距離。那么那些星球離我們那么遠(yuǎn)，我們怎么區(qū)分它們的種類呢?不同

7、恒星的光譜不同，而且某些顏色在光譜里找不到。因?yàn)槊恳环N化學(xué)元素都會吸收獨(dú)特的光譜線組，根據(jù)失去的譜線能確定恒星大氣中存在的元素。20年代天文學(xué)家觀察光譜時發(fā)現(xiàn)了一種奇異的現(xiàn)象，所有星系的線光譜和銀河系一樣具有吸收的特征線組，但是這些線組都會出現(xiàn)紅移現(xiàn)象，即向光譜的紅端移動。人的眼睛看不同頻率的光顏色不同，人眼睛能看到的頻率最低的光是紅色，頻率最高的光是藍(lán)色。如果星系離我們遠(yuǎn)去，由多普勒效應(yīng)我們可以知道眼睛看到的光的頻率會減小，即出現(xiàn)紅移現(xiàn)象;而如果星系靠近我們，眼睛看到的光的頻率會增大，則出現(xiàn)藍(lán)移現(xiàn)象。那么如果星系運(yùn)動是紊亂的，紅移光譜和藍(lán)移光譜會一樣多，但是事實(shí)卻是大部分星系出現(xiàn)紅移現(xiàn)象，這

8、意味著星系都在離我們遠(yuǎn)去，宇宙在膨脹!而我們在宇宙中的位置并不特殊，只有所有星系都相互離開才能出現(xiàn)我們所看到的現(xiàn)象。我們可以想象這樣一種情形：一個氣球上畫了很多斑點(diǎn)，當(dāng)氣球膨脹時任何兩點(diǎn)的距離都在增大。類似的，這樣就可以任何兩個星系都在相互遠(yuǎn)離。宇宙可能從大爆炸開始，并且到目前為止一直在膨脹，那么宇宙有沒有邊界呢?如果有，宇宙外又可能是什么呢?我曾經(jīng)非常愚蠢地做了一個簡單的推論。我先假設(shè)宇宙是有界的，如果有界，那邊界外必定存在，每個邊界都存在邊界外，這樣無限個邊界便是無限。而無限的宇宙意味著無限的物質(zhì)，這樣很難讓自己接受，于是我覺得可能是人對無限的理解有錯誤。可是后來，我發(fā)現(xiàn)我把問題引到死胡同

9、，以人太低能無法理解結(jié)束了問題，這顯然是不合理的。關(guān)于宇宙的邊界的一系列問題，人們將廣義相對論和量子力學(xué)的測不準(zhǔn)原理結(jié)合在一起，就可能使空間和時間都是有限的，卻沒有任何邊界。這就類似于地球的表面，雖然地球的面積是有限的，但它卻沒有任何邊緣，只不過地球表面是二維的。而空間是三維的，第四維時間也是有限的。將宇宙的內(nèi)容分割成物質(zhì)和力的這種做法一直沿襲至今。亞里士多德認(rèn)為物質(zhì)是連續(xù)的，人們可以將物質(zhì)一直分割下去。我本來也一直這樣覺得，可當(dāng)我知道光速是所有物質(zhì)運(yùn)動的速度的極限時，我就不太相信物質(zhì)可以一直分割了。在狹義相對論發(fā)表時，人們還認(rèn)為原子不可分割，后來湯姆遜證明了電子的存在，人們逐漸了解了原子的結(jié)

10、構(gòu)，質(zhì)子和中子被認(rèn)為是物質(zhì)的組成單位。事實(shí)上它們是由更小的粒子夸克組成的。當(dāng)然，現(xiàn)在還不能說是否有比夸克還小的粒子。任何粒子都有和它相湮滅的反粒子，也可能存在由整個反粒子構(gòu)成的反世界和反人。如果你遇到了反你和你握手，你們將會在一個巨大的閃光中消失。黑洞是時空的一個區(qū)域，它由恒星衰老坍縮而形成，其引力非常強(qiáng)，以至于任何東西甚至光都逃不出來。黑洞中存在時空曲率無窮大的奇點(diǎn)，在那里任何定律都失去作用，時間也將終止。根據(jù)廣義相對論，宇宙必須有個開端，并且有個終結(jié)，空間時間在大爆炸奇點(diǎn)處開始，并會在大擠壓奇點(diǎn)或黑洞奇點(diǎn)處結(jié)束。當(dāng)然，這只是基于一定科學(xué)理論的猜想，包括大爆炸也是，宇宙的開始與結(jié)束是否真的如此，還是個未解的迷。時間簡史這本書讓我站在霍金的肩膀上，對宇宙稍微多了那么一點(diǎn)點(diǎn)的了解。相對于宇宙，人類的力量是那樣的微不足道。如果宇宙注定要有終點(diǎn)，生命的存在就會那么沒有意義。無論是小到地上的螞蟻，還是大到人類的文明都將會消失在茫茫世界中。而我自己的所遭受的苦與樂，成功與失敗都必然湮滅在時間