《时间简史》

《时间简史》是一部值得一读的科普著作，它能够帮助读者更好地了解宇宙的本质和奥秘，并激发对科学的兴趣和热情。

《时间简史》

• 第十二章:结论
  • 小玩笑
    • 从伽利略开始，哲学家与科学家的工作是区分开的，哲学家思考，科学家工作和观测。如今的科学成果属于哲学家的空间越来越少😂😂😂，哲学领域被科学的挤压，科学到达以后，哲学家却弄不懂了。
  • 本书提到的一些试图解释宇宙的理论模型。
  • 科学试会引导每个人都成为科学家与哲学家，让所有人都能参与讨论我们的宇宙为什么存在的问题。
• 第十一章:物理学的统一
  • 弦理论，将相对论与量子力学结合在一起。
    • 人类生存在三维并试图感知四维，更高的纬度要求更大的时空弯曲，人类无法生存或到达。
    • 二维 复杂的生命体（人类）无法在二维中生存，因为如果一个生物要同时拥有进食道和排泄道，这个生物就解体了。
  • 统一理论
    • 哥德尔曾表示“不可能按照单独一族公里系统来表述算述”。就像我们所生存的地球无法通过二维的平面图详尽的描述它的表面形态，至少需要两张地图去覆盖美一点，每张地图只对一个有限的区域有效。
    • 科学家认为统一理论有三种可能性
      • 1.有。
      • 2.没有，但能无限接近并精确描述整个宇宙的理论序列（组合）。
      • 3.没有。
  • 霍金认为，优秀的物理学理论，应该让每个人都听得懂。
    • 物理学不会终止于统一理论。目前的物理学基础得到的统一理论过于繁杂，存在简化的空间，给予人类更多创造新事物的能力。科学进步、社会发展、文明的延续均要求每一个人类拥有更高层次的智慧。
• 第十章:虫洞和时间旅行
  • 时间旅行
    • 超光速 如果人类能找到一个参照物，并且能用比光快（时间压缩）的方式传递参照物观测到是事件，我们就能知道未来发生了什么。
    • 虫洞 量子理论中允许时空弯曲，再制造黑洞链接弯曲的时空，只要我们抵达比邻星的时间比光要早就可以时空旅行。
  • 时间旅行的悖论，量子力学认为宇宙中存在多种可能得历史。
• 第九章:时间箭头
  • 时间有三个箭头→
    • 热力学时间箭头，即是在这个时间方向上无序度或熵增加。
    • 心理学时间箭头，我们所感受到的时间流逝的方向，在这个方向上我们记忆过去而不是未来。
    • 宇宙学时间箭头，宇宙在这个方向上膨胀，而不是收缩。
  • 熵 宇宙中的无序程度从来不会自动减少，熵总是在增加。即使宇宙从膨胀到收缩，无序程度也在不断的增加。
• 第八章:宇宙的起源和命运
  • 强人存原理，弱人存原理。科学家试图解释人类为何存在，并探索宇宙大爆炸开端的理论并将其统一，从而诞生一个新理论——量子引力论（暂不完备）。
• 第七章:黑洞不是那么黑
  • 两个星星之间的引力使得他俩相互围绕运动，科学家发现有一颗行星正绕着另一个看不见的物体运动，那这个看不见的物体有两种可能:1.是不发光的行星，2.是黑洞。
  • 探测其是否向宇宙中的“发射”辐射。黑洞周围存在着粒子与反粒子，粒子被黑洞吸引，而反粒子的逃逸看起来像黑洞在发射物质。
  • 黑洞辐射的存在似乎意味着引力塌缩不像我们一度认为的那样是最终的、不可逆转的。
  • 广义相对论判断宇宙是从一个密度无限大、时空无限压缩的点的大爆炸开始；同时也预言黑洞内也存在一个点密度无限大、时空无限压缩。他俩的区别是一个是膨胀的起点，一个是收缩的终点。而在这两个奇点中广义相对论都失效了。
• 第一章:我们的宇宙图像
  • 牛顿运动定律
    • 牛顿第一定律，从伽利略的实验中推导出:力的真正效应是改变物体的运动速度，而不仅仅只是使之运动。
    • 牛顿第二定律，表述了物体受到力时的发生的现象。F（物体受到的力）=m（物体质量）×a（加速度）
    • 牛顿第三定律，两个相互作用的物体之间作用力和反作用力大小相等。
    • 牛顿万有引力定律。
  • 哈勃——发现宇宙在膨胀。
  • 爱因斯坦相对论。
  • 量子理论（量子理论认为，宇宙充满随机性、不确定性）。
• 第二章:空间与时间
  • 开普勒发现行星运动轨迹是椭圆形。
  • 牛顿运动定律 揭露了一个事实，物体间的运动状态都是相对的，没有绝对静止的物体，也没有绝对静止的空间。
  • 然而不只是没有办法给这个物体指定一个绝对的空间位置，200年后的科学家甚至认为没有绝对的时间。1887年，两位科学家（迈克尔逊——莫雷实验）以季节为唯一变量测量光速，惊喜的得出光速恒定的结论。
  • 时间 科学家假设光是在以太中传播的。以太这一介质不是为了证明光的传播途径，而是为了解释光在相对于什么参照物再做运动，从而计算光速并规定了时间。
  • 爱因斯坦相对论
    • 狭义相对论
      • 物体的质量与速度成正比，任何物体的速度都不可能超越光速。（当我们的速度=光速时，我们就抵达了时间的终点。）
    • 广义相对论
      • 广义相对论用于描述引力和宇宙的大尺度结构。
      • 物体的质量或能量引起周围的时空弯曲，这种弯曲表现为引力，并非是一种“力”。（引力只是时空弯曲的表现形式）比如我们越过太阳观察它背后的行星，行星实际位置跟我们观测到的位置存在偏差，这是引力光也发生了弯曲。同样的行星的运动轨迹实际上也是空间弯曲的结果。
      • 广义相对论要求宇宙必须有一个开端，结个宇宙在膨胀的这个事实，宇宙的开端是一个奇点，然而在奇点中广义相对论不适用。
  • 四维空间
    • 当我们描述一个物体的位置时，可以用三个坐标的集合来指明它的的位置，而当我们定位一个事件是在特定时刻和在空间中特定的一点发生的某些事。这时我们就进入了四维空间的概念。（《时间简史》P35）
    • 假设太阳死亡这一事件的发生，以光的影响作为观测依据，这个世界散开的光在（四维的）时空中形成了一个（三维的）圆锥，这个圆锥被称为事件的将来光锥↓。
• 第三章:膨胀的宇宙
  • 三棱镜分离太阳光可得可见光谱↓。哈勃观测宇宙星系时发现所有星星都表现出红移，红光光波比蓝光光波更长，以此推论宇宙在膨胀。
  • 如果宇宙在不断膨胀，宇宙最开始应该特别小特别热发出巨大的光芒，传递至今转变成一种微波（已经被探测到），如果打开电视📺调至没有视频信号的时候出现白色雪花，其中有大概1/20是早期宇宙留下的微波。
• 第四章:不确定性原理
  • 不确定性原理为海森伯表述的一个原理“我们永远不能够精确地同时知道粒子的位置和速度”。
  • 原子由原子核+电子组成。使用光子测量电子的速度及位置时会对电子造成干扰，增大测量误差，因无法测量的缘故“不确定性原理”又被称为“测不准原理”。
  • 量子力学
    • 量子力学不预测单个确定的结果，而是描述一组结果及每个结果出现的可能性。
• 第五章:基本粒子和自然的力
  • 引力。
  • 电磁力，比引力大很多。电子围绕原子核旋转，是受电磁力的约束。
  • 强核力，原子核由质子和中子组成，强核力将质子与中子（以及它们内部更小的粒子）束缚在一起。
  • 弱核力，使大原子核衰变变成小原子核。
  • 科学家企图寻找统一这四种力的唯一理论，但描述电磁力、强核力、弱核力的理论均依赖于量子力学，属于微观世界的研究方向，而量子力学与相对论依旧无法调和。
• 第六章:黑洞
  • 钱德拉塞卡极限:一个稳定的冷星可能的最大质量。超过这个质量的恒星必然因引力的吸引和气体（燃料）燃烧产生的排斥力（鲍利不相容原理）塌缩成一个黑洞。
  • 太阳发生核聚变（氢原子变成氦原子），当核聚变停止温度降低，恒星失去膨胀的力量，气体之间的引力使恒星塌缩。
  • 黑洞引力之大，光也无法逃脱，导致黑洞无法被观测到。