黑洞、婴儿宇宙用其他.pdf

出版者前言 史蒂芬·霍金在他辉煌的畅销书 《时间简史》中完全改变了我们有关 物理学、宇宙和实在本身的观念。这位被广泛尊崇为自爱因斯坦以来最杰出 的理论物理学家，向我们展现了当代有关宇宙的最重要的科学思想。现在史 蒂芬·霍金回过身来探讨时空最黑暗的区域……为我们理解宇宙揭示了一系 列非同寻常的可能性。 这十三篇文章和 1992年圣诞节由英国广播公司播出的会晤记实涉及到 从自传到纯粹科学的广泛范围。史蒂芬·霍金在他早先研究的基础上，讨论 了虚时间，如何由黑洞引起婴儿宇宙的诞生以及科学家寻求完全统一理论的 努力。这种理论可以预言宇宙中的一切东西。他相信，这似乎是一种后代人 会认为和地球是圆的观念一样自然的概念。 在宇宙所展现的伟大的神秘背景下，史蒂芬·霍金还对自由意志、生 命价值和死亡有独到的见解。他审视科学理论和科学幻想的融合和分歧，以 及科学事实和我们自身生活的交叉面。 史蒂芬·霍金作为科学家、有良心的世界公民、人以及一如既往的严 谨而富有想象力的思想家的风度在本卷文集中表露无遗。他因为运动神经细 胞病也就是卢伽雷病而严重残废，这种疾病只能影响却不能限制他私人及智 力的活动：他利用特别的计算机技术把思想翻译成词句，再把词句转换成声 音，这使得他能写能讲，发展他的思想，教导学生，还能和他的同事合作。 史蒂芬·霍金以他特有的语言魅力、幽默、坦诚以及对自傲的厌恶， 使我们对他更加了解，并让我们和他共享智力和想象历程中的激情，正是这 种激情导致理解宇宙性质的崭新的方式。 译者序 这是一本有关宇宙和它的一位探索者的书。这位探索者不是别人，正 是作者本人，剑桥大学的史蒂芬·霍金。他惊天动地的学说彻底地改变了人 类的宇宙观。 宇宙的演化孕育出生命、思维和智慧，宇宙之于生命，犹如母亲之于 婴儿。只要我们生活得稍微抽象一些，暂且忘却一下世界的无聊，就能从宇 宙这本大书中读到真善美。 现代科学中最有魅力的分支是宇宙学和思维学。其根本原因是这两门 科学注定要挣脱沿袭几千年的主客体分离的分析综合方法的桎梏。 宇宙是包容一切的，在它之外不存在任何东西，甚至没有时空。霍金 的无边界宇宙模型是有史以来的第一个自足的宇宙模型。在这个框架中量子 力学的哥本哈根的波函数坍缩理论必须加以扬弃，因为不存在宇宙之外的智 慧生物。这个理论的哲学和宗教的含义是非常深远的。 哈勃红移定律表明，我们的宇宙是从发生在大约一百五十亿年前的大 爆炸膨胀而来的，而宇宙微波背景辐射正是大爆炸的残余。近年的宇宙背景 探索者的探测结果显示，宇宙是极其各向同性的，其相关温度的相对起伏小 于十万分之一，正是这些宝贵的起伏赋予宇宙以结构和生命。 宇宙学和黑洞是霍金的两个主要研究领域。霍金在经典物理的框架中 证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理，在量子物理的框架中发现了 黑洞蒸发现象并提出无边界的霍金宇宙模型。黑洞和宇宙有许多对偶之处。 例如黑洞无毛定理对应于宇宙暴涨相的无毛定理，黑洞蒸发对应于宇宙的粒 子生成，黑洞和暴涨相宇宙各具视界和辐射温度等等。现在霍金提出，黑洞 蒸发在某种意义上可以看成粒子通过所谓的婴儿宇宙穿透到其他宇宙或同一 宇宙的其他区域，这样就把他的两个研究领域统一起来。婴儿宇宙研究的主 要成果是证明了宇宙常数必须为零，尽管当代物理学家的抱负远不止此。 宇宙学是新思想的摇篮，我们可望所有物理定律都会在此得到超越或 升华。 思维学和宇宙学有某些相似之处。人们不能用思维学以外的手段来研 究思维。亚里斯多德无疑是古代最伟大的思维学家，近代罗素的理发师佯谬 和哥德尔关于公理系统非完备性的定理是两个重要的成果。但是这个学科离 开成熟还非常远，人们还要等待多久才能在思维学中得到和宇宙学类似的自 足体系呢？这本书是 《时间简史》的姐妹篇。因为体裁所限有些重复是难免 的，但也正是在这里可以看出作者的功力，例如他至少用四种方式来解释黑 洞蒸发现象。我们从本书不但可以鉴赏到作者的智慧，而且可以汲取他不屈 不挠和乐观主义的进取精神。 译者之一曾经参加 1980年霍金的卢卡逊教席就职典礼，霍金的讲演即 收到本书的第七章。由于中西方人文背景的差异，译者加了一些简略的注释。 我们共花了三个月把本书译完。以上感想即作为中译本的序。 序言