8分钟看完全球科学著作：《时间简史》

一位著名的科学家作了一次关于日心说的天文学演讲，讲座结束，一位小个老妇人起立说“你讲的是一派胡言。实际上，世界是驮在一只巨大乌龟背上的平板。

”科学家露出高傲的微笑，答道“那么这只乌龟是站在什么上面呢？”“你很聪明，年轻人，的确很聪明，不过，这是一只驮着一只，一直驮下去的乌龟塔啊！” 

现在的我们看这个或许觉得甚为荒谬，但是，我们凭什么就自认为知道得更好呢？我们现在眼中的“常识”往往久经磨难与考验，比如，我们的宇宙图象：

漫长的1300年后...

此处，上过高中的同学多少还有点印象吧

椭圆定律，等面积定律，周期定律... 

万有引力定律：

该定律解释了行星绕日运行的原理。但，问题随之而来，既然行星相互吸引，是不是就意味着它们无法保持所谓的静止状态？宇宙是运动着的？那它的起源是什么？未来会怎么样？

其实，在宗教传说中，有多种关于宇宙开端的观点都认为宇宙有一个开端。

在《创世纪》一书中，圣奥古斯汀设定宇宙创生于公元前5000年。1929年，哈勃完成了一项划时代的观测：无论朝哪个方向看，遥远的恒星都在快速地远离我们所在的银河系，即宇宙在膨胀。然后，大爆炸学说就兴起了！

书中说：

纵观宇宙图象发展史，其实就是：经验感觉-设想-提出理论-观测-发现瑕疵-提出新的理论解释-观测发现-进一步修正...观测到的与理论预言不符的事实，不断地推动理论发展...所以古话说的好啊：

但，这个世界总有些不怕死的！

那问题又来了，搞了半天我高中三年物理学的是牛顿那套过时的理论？？ 事实是，在正常情形下，由于牛顿理论与广义相对论的预言差异很小，出于实用的目的（它的计算比爱因斯坦理论简单多了），我们仍然使用牛顿理论。

如今，科学家按照两个基本的部分理论——广义相对论（针对引力和宇宙的大尺度结构）和量子力学（针对极小尺度结构）来描述宇宙。但重点是：这两个理论并非互相协调，即它们不可能都对。

牛顿及牛顿以前认为：空间和时间都是绝对的，即使物质都毁灭，它们依然存在。古文里“逝者如斯夫， 不舍昼夜”大概就是这意思，时间不可挽留不会停滞...

然而，没有绝对的静止，意味着没有绝对的时间和空间。这是牛顿想不通的...

此刻，回头想想前面那个“年轻美丽的小芳姑娘”，表达的就是这个意思。姑娘的运动状态改变了时间的曲率，因而在出发的前晚到达了！（不要问我曲率是什么，我不懂也不太想懂...）

多普勒效应---红移和蓝移:

在宇宙状态的观测中，有一个重要的原理唤作“多普勒效应”。站在火车站台上的时候，我们会听到火车接近或者远离时声调的变化。人耳听到火车声调的变化是由于振源和观察者之间存在着相对运动，相对运动导致观察者听到的声音频率不同于振源频率。

除了声波，具有波动性的光也会出现多普勒效应，不同之处在于，光波频率的变化使人感觉到的是颜色的变化：

哈勃的观测表明：所有的星系都表现为红移现象，即每个星系都在离我们而去，而且，离得越远的跑得越快。

大爆炸之后，宇宙的未来又将如何？以下是宇宙的两种极端命运：热寂说 & 大坍塌

热寂说：宇宙从有序走向无序，熵值（表征混乱度）只增不减，达到最大值后，宇宙的有效能全部转化为热能，热平衡状态下宇宙停止变化，呈现一种永远的死寂状态，即热寂。

大坍塌：万有引力牵制宇宙膨胀，同时取决于宇宙物质的量，当宇宙物质的量大于某临界值时，万有引力使宇宙膨胀速度减慢，最终为零，然后反向运动，开始收缩，物质被粉碎，甚至时间和空间本身都被消灭，只留下一时空奇点。

奇点

你就这么记着就好了，要是不奇怪，它也就不叫奇（qí）点了！

奇点定理

1956年，英国物理学家罗杰·彭罗斯利用广义相对论和引力效应证明坍缩的恒星在自身引力的作用下会收缩到一个体积为零的区域内，即产生了奇点。

那么，逆向思考下，如果把坍缩变为膨胀，其时间反演的论证变表明了宇宙必然始于一个奇点。1970年，霍金与罗杰合作，共同证明了宇宙确实起始于一个大爆炸奇点。

光量子会扰动粒子改变其速度，但为更准确地测量粒子的位置需要更大能量的量子，从而导致测得的速度越不准确。准确的速度与准确的位置，二者不可兼得。

因此，量子力学通常不预言一个单独的结果，而是预言一些不同的可能发生的结果及其发生概率。量子力学引进的偶然性理论与实验结果完美符合，因而霍金说"当爱因斯坦说到‘帝不掷骰子’的时候，他错了。

鉴于黑洞给予我们的暗示，上帝不仅掷骰子，而且往往将骰子掷到我们看不见的地方以迷惑我们"

量子力学与经典力学的主要区别在于测量过程在理论中的地位：

在经典力学中，一个物理系统的位置和动量可以被无限精确的确定和预言（可无限精确地进行测量）；而量子力学中，测量本身会对系统造成影响。

霍金应用量子力学研究研究黑洞，最终发现：黑洞不黑！

恒星生命的终结=黑洞的诞生

黑洞，宇宙中的大胃王，质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力坍缩产生黑洞，时空曲率大到光都无法从其视界逃脱。

经严格的数学证明，黑洞对前身物质的形状或成分没有记忆，只保持质量、角动量以及电荷，该特性称为黑洞无毛！！

根据量子力学的不确定性原理，黑洞会产生并辐射粒子，注意哦，这些粒子并非从黑洞里跑出来的，而是从紧靠黑洞的事件视界的外面的“空”的空间来的！

事情是酱紫的：

然而，说好同生共死的它们，遇上“黑洞”后就大难临头各自飞了...

根据热力学第二定律，在任何闭合的系统中，无序度（熵）随着时间而增加！所以我们看不到破碎的杯子重新恢复并跳上桌子。时间箭头将过去的未来分开，使时间有了方向。    

世界上，至少存在三种时间箭头：

热力学的时间箭头--随着时间流逝，无序度增加；

心理学时间箭头--我们感觉时间在流逝，从过去走向未来，并且记住过去而非未来；

宇宙学时间箭头--此方向上宇宙正在膨胀而非收缩。

根据相对论，时间旅行理论上是可行的！此处你脑子里应该浮现时空旅途中那位年轻美丽的小芳姑娘...

又称爱因斯坦-罗森桥，是宇宙中连接两个不同时空的狭窄隧道。

通过虫洞，我们可以做时间的空间转移或时间旅行，时光机的制造原理就是：虫洞+弯曲的时空！然而...重点是...

一蹴而就地建立包括宇宙中每一件东西的完整的统一理论是十分困难的。取而代之，我们只能在寻求描述发生在有限范围的部分理论上逐步取得进步，无限逼近最终的“物理学的统一”。

在结合广义相对论和量子力学探索量子引力论的道路上，黑洞、奇点以及宇宙无边界理论是目前初步的探索成果。

人类因何诞生，从何而来，又将去往何处？宇宙因何诞生，从何而来，又将去往何处？回顾整本书，我们要探寻的也不过就是这些问题。

书的最后，霍金脑海里想象的是这样的一个场景：我们确实发现了一套完整的大一统理论，它在一般的原理上及时地让所有人（而不仅仅是少数的科学家）所理解，因而所有人都能参加为何我们和宇宙存在的问题的讨论。

那时候便是人类智慧的最终极胜利—因为那时我们知道了上帝的精神！