【时间简史】没有完成的作业，等着挨批
周末有空，在寒苇同学建议下，花了近一天时间粗粗翻了一下斯提芬霍金（Stephen Hawking) 的“时间简史”（A brief history of time），该书最初应该出版于1988年，算是比较老的科普著作，觉得和他后面一本书叫做“The Grand Design"(2011年，与Leonard Mlodinow 合作）比，读上去要生涩一点。
不知如何开场较好，随便在各章抓点东西说吧，第一章介绍了古今宇宙观点演变，比较有意思的是论述万有引力的经典意义上的合理性。牛顿从苹果掉到头上发现了万有引力，或者说发展出了万有引力这个物理学概念，但这个概念是否经得起推敲。万有引力最终将导致附近相互吸引的天体撞到一起，形成巨大的如太阳般炽烈的恒星，宇宙几亿亿颗星都将如此抱团，那我们现在看向外空将是到处一片光芒，即使夜间也如此。牛顿于是想到空间是无限的，所谓无限就是没有一处可以被称为中心，每颗天体都被周边天体吸引结果合力为零而不至于互相撞到一起，但细想这即使在逻辑上也不通，如果空间无限，星体分布也应该总体上相当均匀，两颗相邻星体相互吸引相撞，并不会受周遭分布均匀的其他众多星体存在的影响（因为力都抵消了）。然后又想到是否除了引力还有斥力的存在，但要使得星体长久不互撞，引力和斥力必须保持绝对精确的平衡，这是不可能的，稍微瞬间有一点偏差，就会全盘崩溃。当然现在知道之所以夜间天际不是一片明亮，是因为星体也有生死周期，此外就是后面章节要说的万有引力的实质 - 时空连续统的曲面和物质能量的关系。
第二章介绍时空观的演变，从牛顿到爱因斯坦，牛顿认为时间和空间是互为独立的，时间一成不变地独自流淌，空间一成不变地独自存在，而爱因斯坦的广义相对论颠覆了这个经典观点，时间和空间并不是互为独立的，它们统一成一种时空连续统（spacetime continuum）才是独立的存在。这本是科学认知的演进，但霍金对牛顿时空观评断显得有点苛刻偏颇，他认为牛顿信神，而神被认为是空间的一个独立存在，所以牛顿也固执坚持空间的独立性。这有点莫须有，物理学发展来自观察实验和数学推演，牛顿当时的观察技术和数学工具都十分有限，能从日常生活中发展出微积分，总结出经典力学三大定律，并对时间和空间的特性做抽象的总结思考，已经惊为天人了。硬要和神学信仰拉在一起的话，爱因斯坦的时空连续统岂不更像对神的肯定，因为神不仅是空间的独立存在更是时间上的永恒存在呀。
第三章将膨胀的宇宙，今天物理学已经通过严密的数学推演和精确的实验观察肯定了宇宙处于膨胀中（大爆炸的遗留后果），觉得比较有意思的是最初的观察，那要回到上世纪二十年代观察到的天体红移（red shift）现象，那已经是爱因斯坦创立广义相对论（1916）之后几年了吧，哈勃等天文学家在观察恒星和银河时发现一件令人抓脑的事，星体普遍缺乏某些共同颜色，使得它们看上去都向光谱的红端（频率低的一端）偏移，很快他们从经典物理学的多普勒效应原理认识到，这些星体正离我们远去，也就是说宇宙在不断膨胀。记得小时候坐火车，没空调车窗都是打开的，当对方有一列车鸣笛快速驶来，笛声相当尖锐（声频高），而当列车从窗前驶过之后，笛声一下低沉下来（声频变低了）。以前一直人们认为宇宙是不变的，自有恒有，连爱因斯坦一度对自己推导出的宇宙膨胀结果也极度怀疑，偷偷修改引力常数来取消膨胀的结果，所以用经典的物理学原理和比较传统的天文观测手段发现宇宙的膨胀，是相当了不起的。
要上床了，罗列一下后面章节以后再聊，第4章进入量子领域，谈测不准原理，粒子的位置和速度不可能同时精确测量。这个我以前觉得从牛顿力学的瞬时速度概念就可以理解，当然那是当时的无知。第5章谈基本粒子和四大基本力，四大力在我的霍金大爷的奇异世界里也有提及哈。第6章谈黑洞，第7章跟进谈黑洞为何不是这么黑，我的霍金大爷奇异世界也说到啊 ：）。第8章谈宇宙的起点和终点。第九章谈时间的流向，这个比较有意思，虽然我们日常觉得时间是单向的，但物理学定律都是允许时间双向流淌的，时间的单向性是否人类的幻觉？我们能返老还童吗？第10章谈时空连续统上的虫洞，使得时间旅行成为可能，也比较有意思。最后第11章说物理学大一统的可能性，定于一尊哈。抱歉很枯燥，即使寒苇同学给的作业，也不得不敷衍了大半，谁能读到这里看到老键的抱歉一定是伟人，知会一下吧让大家知道。