(选自《霍金讲演录》第八章 爱因斯坦之梦)
19. 如果宇宙处于无边界状态,那对于科学而言就太好了,但是我们如何才能知道事情究竟是否如此呢?其答案是,无边界设想对宇宙应如何运行作出了明确的预言。如果这些预言不与观测相符合,则我们就能得出结论说,宇宙不处于无边界状态。
(选自《霍金讲演录》第九章 宇宙的起源)
20. 我们把宇宙当作一个完全光滑和均匀的背景来处理,在这个背景上存在密度的小微扰。宇宙在实时间中从非常小的半径开始膨胀。最初的这种膨胀被称作暴胀:也就是说,宇宙尺度在比一秒还要短暂非常多的每一时间间隔中得到加倍,这正如在某些国家中每年物价都要加倍一样。第一次世界大战后的德国也许创下了通货膨胀的世界纪录,一捆面包的价格在几个月的时间内从少于一个马克涨到100万马克。但是没有任何东西可与似乎在极早期宇宙发生过的暴胀相比拟:宇宙尺度在一秒的极微小的部分时间内至少增加了100万亿亿亿倍。这当然是发生在当局政府之前的事。
(选自《霍金讲演录》第九章 宇宙的起源)
21. 大爆炸和黑洞爆炸相类似,只不过是在一个极大的尺度范围内而已。所以人们希望,理解黑洞如何创生粒子将导致类似地理解大爆炸如何创生宇宙中的万物。在一颗黑洞中,物质坍缩并且永远地损失掉,但是新物质在该处创生。所以事情也许是这样的,存在宇宙更早的一个相,物质在大爆炸出坍缩并且重新创生出... --
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新创生出来。
(选自《霍金讲演录》第十章 黑洞的量子力学)
22. 科学幻想作家真正做到家的是,描述你掉到一颗黑洞中去将会发生什么。不少人认为,如果黑洞在旋转的话,你便可穿过时空的一个小洞而到宇宙的另一个区域去。这显然产生了空间旅行的巨大可能性。如果我们要想到别的恒星,且不说到别的星系旅行在未来成为现实,这的确是我们梦寐以求的东西。
(选自《霍金讲演录》第十一章 黑洞和婴儿宇宙)
23. 非常遗憾的是,我要让未来的星系旅行家们失望了,这个场景是行不通的。如果你跳进一颗黑洞,就会被撕得粉碎。然而,在某种意义上,构成你身体的粒子会继续跑到另一个宇宙中去。我不清楚,某个在黑洞中被压成意大利面条的人,如果得知他的粒子也许能存活的话,是否对他是很大的安慰。
(选自《霍金讲演录》第十一章 黑洞和婴儿宇宙)
24. 爱因斯坦的广义相对论中存在这类解,它允许人往一颗黑洞落进再从一颗白洞跑出来。然而,后来的研究表明,所有这些解都是非常不稳定的:最为微小的扰动,譬如空间飞船的存在都会把这个“虫洞”即从黑洞到白洞的通道消灭。空间飞船会被无限强大的力量撕得粉碎。这正如同躲藏在大桶里从尼亚加拉瀑布漂下去一样。
(选自《霍金讲演录》第十一章 黑洞和婴儿宇宙)
25. 看来粒子能够落进黑洞,然后黑洞蒸发并从我们的宇宙区域消失。这些粒子进入婴儿宇宙中。这些婴儿宇宙从我们的宇宙分叉出去。这些婴儿宇宙可以连接回到其他的什么地方。它们对空间旅行无甚用处,但是它们的存在意味着我们预言能力比所期望的更差,即便我们真的找到了完整的统一理论。另一方面,我们现在也许能为某些像宇宙常数的量的测量值提供解释。过去的几年里,好多人开始研究婴儿宇宙。我认为没有人把它们作为空间旅行的方法而申请专利致富,但是它们已成为非常激动人心的研究领域。
(选自《霍金讲演录》第十一章 黑洞和婴儿宇宙)
26. 如果可以从基本定律预言出一个人的所作所为,则做这预言本身这个事实就可以改变所要发生的。这正如时间旅行若可能的话人们会遇到的麻烦,我认为永远不可能作时间旅行。如果你能看到未来将要发生什么,你就能改变之。
(选自《霍金讲演录》第十二章 一切都是注定的吗?)
27. 我们在过去的300年间发现了在所有正常情形下制约物体的科学定律。我们仍然不知道在极端条件下制约物体的精确的定律。那些定律在理解宇宙如何起始方面很重要,但是它不影响宇宙的未来演化,除非直到宇宙坍缩成一种高密度的状态。事实上,我们必须花费大量金钱建造巨大粒子加速器去检验这些高能定律,便是这些定律对现在宇宙的影响是多么微不足道的一个标志。
(选自《霍金讲演录》第十三章 宇宙的未来)
28. 上古时代,人们以为地球是宇宙的中心。在任何方向上背景都一样的事实,对于他们而言毫不足怪。然而,从哥白尼时代开始,我们就被降级为绕着一颗非常平凡的恒星公转的一颗行星,而该恒星又是绕着不过是我们看得见的1000亿个星系中的一个典型星系的外边缘公转。我们现在是如此之谦和,我们不能声称任何在宇宙中的特殊地位。所以我们必须假设,在围绕任何其他星系的任何方向的背景也是相同的。
(选自《霍金讲演录》第十三章 宇宙的未来)
29. 如果我们仅仅依据观测证据,则可预言宇宙会继续无限地膨胀下去。再过50亿年左右,太阳将耗尽它的核燃料。它会肿胀成一颗所谓的红巨星,直到它把地球和其他更邻近的行星吞没。它最后会稳定成一颗只有几千英里尺度的白矮星。我正在预言世界的结局,但这还不是。这个预言还不至于使股票市场过于沮丧。眼下还有一两个更紧迫的问题。无论如何,假定在太阳爆炸的时刻,我们还没有把自己毁灭的话,我们应该已经掌握了恒星际旅行的技术。
(选自《霍金讲演录》第十三章 宇宙的未来)
30. 宇宙在1000亿年左右既不永远膨胀也不坍缩是一个非常激动人心的前景。我们是否有所作为使将来变得更加有趣呢?一种肯定可为的做法是让我们驶到一颗黑洞中去。它必须是一颗相当大的黑洞,比太阳质量的一百万倍还要大。在银河系的中心很可能有颗这么大的黑洞。
(选自《霍金讲演录》第十三章 宇宙的未来)
31. 在一颗黑洞中会发生什么我们还不很清楚。广义相对论的方程允许这样的解,它允许人们进入一颗黑洞并从其他地方的一颗白洞里出来。白洞是黑洞的时间反演。它是一种东西只出不进的物体。在宇宙的其他部分可能会有白洞。这似乎为星系际的快速旅行提供了可能性。麻烦在于这种旅行也许是过于迅速了。如果通过黑洞的旅行成为可能,则似乎无法阻拦你在出发之前已经返回。
(选自《霍金讲演录》第十三章 宇宙的未来)
<span class="bold"霍金名作《时间简史》(普及版)精彩片段
1. 当今大多数人会觉得,把我们的宇宙喻为一个无限乌龟塔的图像相当荒谬。但是我们凭什么就自认为了解得更好呢?暂时忘却你所知道的——或者认为你所知道的有关空间的知识。然后抬头凝视夜空。你对所有那些光点做何解释呢?它们是微小的火焰吗?它们究竟是什么?真是难以想象,因为这远远地超出了我们的日常经验。
(选自《时间简史》第1章 思索宇宙)
2. 因为地球围绕自己的轴自转,恒星就显得似乎在进行穿越天穹的旋转,除此之外,恒星看来是固定不动的,那么认为恒星是像我们太阳一样的,但却非常遥远的物体,就顺理成章了。我们不仅放弃了地球是宇宙中心的思想,而且,甚至认为太阳,也许我们的太阳系在宇宙中都不占有独特的地位。世界观的这一改变象征着人类思想的深刻转变:这是我们现代科学对宇宙理解的开端。
(选自《时间简史》第2章 宇宙演化的图像)
3. 任何物理理论都只不过是一个假设,在这个意义上,它只能是暂时的:你永远不能证明它。不管实验的结果多少次和某种理论相一致,你永远不能断定下一次的结果不和该理论相冲突。另一方面,一旦找到哪怕一个单独的和理论预言不一致的观测,就足以将该理论证伪。
(选自《时间简史》第3章 科学理论的本性)
4. 能量的一种形式是运动的能量,称作动能。正如使你的小轿车运动需要能量一样,增加任何物体的速度都需要能量。一个运动物体的动能等同于使它运动必须花费的能量。所以,一个物体运动得越快,它所拥有的动能越多。但是根据能量和质量等效,动能增加了物体的质量,所以物体运动得越快,进一步增加该物体的速度就越困难。
(选自《时间简史》第5章 相对论)
5. 1915年以前,人们认为空间和时间仅仅是个固定的舞台,事件在其上发生,但舞台不受发生事件的影响,甚至在狭义相对论中也是如此。物体运动,力吸引和排斥,但是时间和空间简单地延续而不受影响。人们很自然地认为空间和时间会永远延伸下去。然而,在广义相对论中情况完全不同。
(选自《时间简史》第6章 弯曲空间)
6. 原子由更小的粒子:电子、质子和中子组成。质子和中子本身又由更小的称为夸克的粒子组成。此外,对应于这些次原子粒子的每一种都有一种反粒子存在。反粒子具有和同胞粒子相同的质量,但是它们的电荷和其他属性均相反。例如,电子的反粒子称作正电子,它具有正电荷,也就是和电子电荷相反。可能还有由反粒子构成的整个反世界和反人存在。
(选自《时间简史》第8章 大爆炸、黑洞和宇宙的演化)
7. 对于空间旅行者来说,这个旅程可能比留在地球上的人要感觉短促得多。但是在空间旅行老了几年的人,再返回时并没有什么太大的喜悦,因为你会发现当时留下的每一个人都已经死亡几千年了。所以为了使人们对科学幻想作家们的故事感兴趣,他们必须假定,我们会有朝一日发现如何进行超光速旅行。这些作者中的大多数似乎还未意识到这一事实,即如果你能超光速旅行,则相对性理论意味着你还能逆时旅行。
(选自《时间简史》第10章 虫洞和时间旅行)
8. 其思想是,当时间旅行者回到过去,他们进入和记载的历史不同的另外的历史中去,这样,他们可自由地行动,不受和他们原先历史相一致的约束。
(选自《时间简史》第10章 虫洞和时间旅行)
9. 在量子力学中,物质粒子之间所有的力或者相互作用应该都是由粒子携带的。所发生的是,诸如电子或者夸克等物质粒子发射了携带力的粒子。这个发射所引起的反弹,改变了物质粒子的速度,其道理和发射炮弹之后大炮后退是相同的。然后,携带力的粒子又和另一物质粒子碰撞并被吸收,改变了那个粒子的运动。发射吸收过程的净结果和在两个物质粒子之间有过一个力相同。
(选自《时间简史》第11章 自然的力和物理学统一)
<span class="bold"《果壳中的宇宙》精彩片段
到了世纪之末,开始出现了和穿透一切以太的观念的偏差。人们预料光在通过以太时会以恒定的速率行进;但如果你通过以太顺着光的方向运动,光的速度会显得更慢,而如果你逆着光的方向运动,它的速度会显得更快。
(选自第一章 相对论简史)
时间为何物?它是否像古老赞歌说的那样,把我们所有的梦想一卷而空的东流逝波?抑或像一道铁轨?它或许有环状测线和分岔,这样你可以一直前进,却又回到线上的早先过站。19世纪作家查理斯写道:“世间万物没有任何东西像时间和空间那么使我困惑。然而,因为我从来不去思考时间和空间,所以它们带给我的烦恼比任何其他东西都少。”我们中的大多数人在大部分时间不去忧虑时间和空间,不管它们为何物;但是我们所有人有时极想知道时间是什么,它如何开始,并且把我们导向何方。
(选自第二章 时间的形状)
哈姆雷特也许是想说,虽然我们人类的身体受到许多限制,但是我们的精神却能自由地探索整个宇宙,甚至勇敢地闯入连“星际航行”都畏缩不前之处——噩梦不再纠缠的话。宇宙究竟是无限的,或者仅仅是非常浩渺的呢?它是永恒存在的,或者仅仅是年代久远的呢?我们有限的思维何以理解无限的宇宙?甚至仅仅有这种企图是否就已经过于自信?我们是否冒着普罗米修斯命运的风险?在经典的神话中,他为了人类用火从宇宙处盗取火种,因为愚勇而受惩罚,他被链锁在岩石上,让鹰啄食他的肝脏。
(选自第三章 果壳中的宇宙)
生命似乎起源于太初海洋之中,太初海洋在40亿年前覆盖着地球。我们不知道这是怎么发生的,也许是原子间的随机碰撞构成了宏观分子,这些宏观分子能复制自己并且将自己聚集成更复杂的结构。我们能确切知道的是,到35亿年之前,高度复杂的DNA分子已经出现。
(选自第六章 我们的未来?“星际航行”可行吗?)