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书语余韵之《时间简史》

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 A Brief History of Time by Stephen Hawking 千百年来,人们不断地在描述我们宇宙。科学的最终目标是用一个理论来解释宇宙。目前,我们只能对个别问题提出针对性的理论。今天的科学主流包括了解释宏观世界的广义相对论,和解释微观宇宙的量子力学。这两个理论目前有冲突。 在关于时间与空间的理论方面,相对论的核心在于光速不变,且时间非绝对。当物体越接近光速,反力变得越大,因此才认为光速是宇宙最快速度。另外,我们需要接受时间与空间是相互结合的。在四维时空当中,坐标轴是时间与空间,而图形呈现沙漏的形状,分别表示过去与未来。沙漏以外是光速抵达不了的未知领域。狭义相对论则是忽视重力的理论,与广义相对论在万有引力方面存在冲突。另外,爱因斯坦提出了时空弯曲来解释引力。 此外,人们以星星正远离地球来证明了宇宙非静态。科学家们也相信牛顿定律提到的引力可以导致宇宙收缩。目前相信宇宙是无限膨胀的,而宇宙大坍缩可能在未来一亿年内都不会发生。许多错误假说都证明,只要广义相对论是正确的,那么宇宙奇异点或者宇宙大爆炸是存在的。当一个行星坍缩到无限小的区域时,所有的物质也会坍缩到该区域。者导致该区域的质量变得无限大。这个区域称为奇异点。坍缩的星星最终将会变成奇异点,而宇宙的起源也来自奇异点。无论如何,广义相对论依然解释不了宇宙的起源,因为所有科学理论都无法在宇宙起源成立。 在微观世界方面,科学家们认为一个物质的辐射波只能以量子来发射。 此外,每个量子都有一定的能量,而波的频率越高,能量越大。另外,海森堡制定了不确定性原理,即粒子的位置与动量无法同时预测。不确定性原理推翻了宇宙可以被科学理论预测的假说。因此,量子力学只能预测许多不同的结果,并告诉我们每个结果的可能性。目前,广义相对论为了与其他理论保持一致而没有不确定性原理。 另外,科学家们陆续发现了多种微观世界的组成元素,包括组成中子和质子的夸克。物质粒子遵守泡利不相容原理,即两个相同的粒子不会出现相同的形态。物质粒子发出载力粒子,该物质粒子便会因为后坐力而改变速度。该载力粒子不会遵守泡利不相容原理,而是和其他物质粒子碰撞并吸收。载力粒子被分成四个力,而目前,我们已了解并结合电磁力与弱核力的理论。科学家们也发现其中一个组成物质的中子会自发衰变成反电子。而反中子、反质子和反夸克并没有在自然界里被发现。如果出现反物质...