目錄
- 前言5.0千字
- 第一章我們的宇宙影象一位著名的科學家（據說是貝特郎·羅素）曾經作過一次關於天文學方面的講演。他描述了地球如何繞著太陽運動，以及太陽又是如何繞著我們稱之為星系的巨大的恆星群的中心轉動。演講結束之時，一位坐在房間後排的矮個老婦人站起來說道：“你說的這些都是廢話。這個世界實際上是馱在一隻大烏龜的背上的一塊平板。”這位科學家很有教養地微笑著答道：“那麼這隻烏龜是站在什麼上面的呢？”“你很聰明，年輕人，的確很聰明，”老婦人說，“不過，這是一隻馱著一隻一直馱下去的烏龜群啊！”8.8千字
- 第二章空間和時間我們現在關於物體運動的觀念來自於伽利略和牛頓。在他們之前，人們相信亞里士多德，他說物體的自然狀態是靜止的，並且只在受到力或衝擊作用時才運動。這樣，重的物體比輕的物體下落得更快，因為它受到更大的力將其拉向地球。1.2萬字
- 第三章膨脹的宇宙如果在一個清澈的、無月亮的夜晚仰望星空，能看到的最亮的星體最可能是金星、火星、木星和土星這幾顆行星，還有巨大數目的類似太陽、但離開我們遠得多的恆星。事實上，當地球繞著太陽公轉時，某些固定的恆星相互之間的位置確實起了非常微小的變化——它們不是真正固定不動的2 這是因為它們距離我們相對靠近一些。1.1萬字
- 第四章不確定性原理科學理論，特別是牛頓引力論的成功，使得法國科學家拉普拉斯侯爵在19 世紀初論斷，宇宙是完全被決定的。他認為存在一組科學定律，只要我們完全知道宇宙在某一時刻的狀態，我們便能依此預言宇宙中將會發生的任一事件。例如，假定我們知道某一個時刻的太陽和行星的位置和速度，則可用牛頓定律計算出在任何其他時刻的太陽系的狀態。這種情形下的宿命論是顯而易見的，但拉普拉斯進一步假定存在著某些定律，它們類似地制約其他每一件東西，包括人類的行為。5.0千字
- 第五章基本粒子和自然的力亞里士多德相信宇宙中的所有物質是由四種基本元素即土、空氣、火和水組成的。有兩種力作用在這些元素上：引力，這是指土和水往下沉的趨勢；浮力，這是指空氣和火往上升的傾向。將宇宙的內容分割成物質和力的這種做法一直沿襲至今。1.1萬字
- 第六章黑洞黑洞這一術語是不久以前才出現的。它是1969 年美國科學家約翰·惠勒為形象描述至少可回溯到200 年前的這個思想時所杜撰的名字。那時候，共有兩種光理論：一種是牛頓贊成的光的微粒說；另一種是光的波動說。1.1萬字
- 第七章黑洞不是這麼黑的在1970 年以前，我關於廣義相對論的研究，主要集中於是否存在一個大爆炸奇點。然而，同年11 月我的女兒露西出生後不久的一個晚上，當我上床時，我開始思考黑洞的問題。我的殘廢使得這個過程相當慢，所以我有許多時間。那時候還不存在關於空間——時間的那一點是在黑洞之內還是在黑洞之外的準確定義。我已經和羅傑·彭羅斯討論過將黑洞定義為不能逃逸到遠處的事件集合的想法，這也就是現在被廣泛接受的定義。它意味著，8.1千字
- 第八章宇宙的起源和命運愛因斯坦廣義相對論本身預言了：時空在大爆炸奇點處開始，並會在大擠壓奇點處（如果整個宇宙坍縮的話）1.8萬字
- 第九章時間箭頭我們在前幾章中看到了，長期以來人們關於時間性質的觀點是如何變化的。直到本世紀初，人們還相信絕對時間。也就是說，每一事件可由一個稱為“時間”的數以唯一的方式來標記，所有好的鐘在測量兩個事件之間的時間間隔上都是一致的。然而，對於任何正在運動的觀察者光速總是一樣的這一發現，導致了相對論；而在相對論中，人們必須拋棄存在一個唯一的絕對時間的觀念。代之以每個觀察者攜帶的鐘所記錄的他自己的時間測量——不同觀察者攜帶的鐘不必要讀數一樣。這樣，對於進行測量的觀察者而言，時間變成一個更主觀的概念。6.5千字
- 第十章蟲洞和時間旅行我們在上一章討論了，為什麼我們看到時間向前進；為什麼無序度增加並且我們記住過去而不是將來。7.4千字
- 第十一章物理學的統一正如在第一章中所解釋的，一下子建立一個包括宇宙中每一件東西的完整的統一理論是非常困難的。取而代之，我們在尋求描述發生在有限範圍的部分理論方面取得了進步。我們忽略了其他效應，或者將它們用一定的數字來近似。（例如，當我們用化學來計算原子間的相互作用時，可以不管原子核內部的結構。）然而，最終人們希望找到一個完整的、協調的、將所有這些部分理論當作它的近似的統一理論。在這理論中不需要選取特定的任意數值去符合事實。尋找這樣的一個理論被稱之為“物理學的統一”。愛因斯坦用他晚年的大部分時間去尋求一個統一理論，但是沒有成功，因為儘管已有了引力和電磁力的部份理論，但關於核力還知道得非常少，所以時間還沒成熟。並且，儘管他本人對量子力學的發展起過重要作用，但他拒絕相信它的真實性。看來，不確定性原理還是我們在其中生活的宇宙的一個基本特徵。所以，一個成功的統一理論必須將這個原理合並進去。8.5千字
- 第十一章結論我們發現自已是處於使人為難的世界中。我們要為自己在四周所看的一切賦予意義並問道：什麼是宇宙的性質？我們在它之中的位置如何，以及宇宙和我們從何而來？為何它是這個樣子的？我們採用某種“世界圖”來試圖回答這些問題，如同無限的烏龜塔——一個支援平坦的地球是這樣的一種圖象一樣，超弦理論也是一種圖象。1.0萬字