《时间简史》读书笔记

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相信每个人从小都有如此疑问:我们从何而来?我们为何在此?长大一些,从自然科学的课堂中学到关于我们生存的星球的一系列知识后,又会想:宇宙是什么?宇宙为什么是这样的?宇宙是无限的吗?再到如今,多少接触了地球物理知识,有了更多的阅读来了解这个世界,然后新的疑问又如雨后春笋般冒出:时间初始吗?又在何处终结?黑洞是什么?真的有时光隧道吗?有没有可能回到过去或者穿越到未来?

初中时曾尝试阅读《时间简史》,但年少知识不丰的我,根本看不懂如此晦涩难懂的科普书,没了继续读的兴趣,只能将之束之高阁。直到近来,友人推荐电影《万物理论》,观后又想再读一读这本书,了解一下这个人。即使霍金已经用十分通俗易懂的语言来阐述各种观点,但我依旧不敢宣称自己完全看懂了。可阅读霍金,懂与不懂,都是收获。看完《时间简史》,就好像沿着霍金的思绪畅游了一圈宇宙,感觉奇妙,回过神来恍如隔世。总的来说,收获颇丰。其中引我思考最深的有两点:其一是科学研究探索中所应秉承的批判精神,其次是千千万万为科学研究事业做贡献的探索精神和献身精神。

本书一开始,作者就用迷人的幻想,大胆的猜测,诱人的提问,严谨的逻辑,形象的类比,有趣的比喻,美学的力量和引人入胜的结构将宇宙天文学的历史和宇宙的形态娓娓道来。书中处处洋溢着霍金的幽默,流露出科学家们的批判精神和激情。物理宇宙学正是在这批判精神和激情中走过了漫长而曲折的历程。从物理天文学的第一次冲突——牛顿与麦克斯韦的冲突--开始,爱因斯坦的狭义相对论解决了第一个矛盾。狭义相对论的发展又很快使人们遭遇第二次冲突—牛顿引力定律与狭义相对论的'矛盾。这个矛盾被广义相对论解决之后,第三次冲突,也是最深刻的一次,即量子力学与广义相对论的矛盾。爱因斯坦的狭义相对论、广义相对论,量子力学,海森堡的不确定性原理……从古希腊人关于“不可分割”的原子猜想到20世纪弦理论,就是这样从一个个疑问开始,到一个个理论、实验为止,由批判不断发现、不断实验、不断否定与修正,由此不断前进。科学最基本的态度之一就是疑问,最基本的精神之一就是批判。关于科学理论的哲学原理是:不要迷信,尤其不要迷信科学,所谓科学就是可以被证伪的。我们要承认科学理论也是一种假说,是既定条件下适用的既定真理。辩证法认为真理是一个过程,没有终点,每个阶段的真理连接起来形成真理的过程都只是相对的。

批判精神不仅在科学研究中尤为重要,对我们的国家和民族而言也是必不可少的。说到批判精神,自然可以想到鲁迅先生,中国近代批判现实主义大师。中学时,感觉鲁迅先生的文章行文古板,内容枯燥,索然无味。之所以能读下去,或是教材的安排,或是应试教育的需要,才不得不浅薄的读一读。到如今,随着年龄的增长,阅历的增加,目光和观念变得逐渐开阔。重温鲁迅先生的书,才开始有了感悟和强烈的震撼。特别是《文学与出汗》堪称一绝。把“文学”与“出汗”扯在一起,听起来不可思议。但若细细品味,方知其精妙所在。

批判精神不仅在科学探索领域、忧国救民层面,在生活中出现的几率也是极高的,它是一个人彰显理性的力气。老师在对学生的谆谆教诲中,批判精神这个词总是脱口而出。然后,更多时候批判精度的普及度并不与其在生活中被提及的频率成正比。所谓批判精神,其实是站在更高的层面上,对历史或显示作甄别和审视,对人或事进行分析与解剖,以期发现问题或解决问题。我们所处的社会是一个信息社会,每个人每天都浸泡在信息的海洋中。从电视新闻到手机博客,再到网页贴吧,获得的信息数目数不胜数。然后随着信息量的剧增,必然伴随着劣质信息甚至错误信息的数目剧增。正如柯勒律所说的:“到处是海水,却没有一滴可以喝!”这样的环境中,以沙里淘金的态度对信息进行辨别和萃取显得尤为重要。如今,新闻都喜爱以“研究表明……”来提升自己的可信度和权威性,然后研究成果不等同于结论,是否进行过研究也还另说。研究者的期望、态度、价值观、研究方法以及经济效益驱动都会左右所谓的研究。事情往往只有相对的真理,没有绝对的真理,批判精神的重要性就体现在此。

科学不仅使我们获得智慧,更提升我们科学的思想、精神、态度,以及并非与生俱来的灵魂。《时间简史》中,作者告诉我们,当今物理学界的主题是寻求量子引力论,将广义相对论和量子力学合并在一起,对我们生存的宇宙作完整的描述。从牛顿的绝对空间理论到爱因斯坦的绝对时间理论,再到后来人们普遍认可的宇宙是运动的、膨胀的,并且看来是从一个有限的过去开始并将在有限的未来终结的理论,是世界上热烈投身大一统理论的先驱们和如今正致力于研究弦理论的科学家们,以及未来还将将自己的一生奉献与研究的后继者们的无私奉献换来的。他们都知道自己在冒险,或许终其一生,换来的知识飘忽的结果,但这也许就是生命的激情,这激情激励着科学家们在探索的路上勇往直前。

本书的作者霍金,21岁时不幸患上了会使肌肉萎缩的卢伽雷氏症,只有三根手指可以活动。43岁时,彻底丧失了说话能力。尽管他那么无助地坐在轮椅上,他的思想却遨游在广袤的时空中,去解开宇宙之谜。霍金的魅力不仅在于他是一个充满传奇色彩的物理天才,也因为他是一个令人折服的生活强者。他不断求索的科学精神和勇敢顽强的人格力量深深地吸引了每一个知道他的人。

身残如霍金尚可热烈献身科学,健全如你我有何理由在挫折面前给自己退却的借口?生命是一次不易的体验,究竟要如何度过,每个人有不同的选择。碌碌无为是生,轰轰烈烈也是生。而生命的意义就是热爱和创造美好,在岁月磨损的纷扰中仍旧如萌芽般充满欣喜与感动,微笑着用力热情地去生活。

最后,以一句我最喜爱的句子作结:愿你的生活,如喜悦的诗。

读《时间简史》有感

《时间简史》是由英国伟大的物理学家、黑洞理论和“大爆炸”理论的创立人史蒂芬·霍金撰写的一本有关宇宙学的经典著作,是一部将高深的理论物理通俗化的科普范本。在这部书中,霍金带领读者遨游外层空间奇异领域,对遥远星系、黑洞、夸克、“带味”粒子和“自旋”粒子、反物质、“时间箭头”等进行了深入浅出的介绍,并对宇宙是什么样的、空间和时间以及相对论等古老问题做了阐述,使读者初步了解狭义相对论以及时间、宇宙的起源等宇宙学的奥妙。书的名字就告诉了我们,时间的基本性质。从有人类科学到现在,人类基本还没有能力去证明时间的开端与终点,而且现在我们所使用的时间概念只是针对个别的事物而言。还有就是到现在人类对于宇宙它的开始与终结也没有相关数理根据。只能还在百家争鸣地去概括一些现象。一般认为,爱因斯坦的广义相对论是用于描述宇宙演化的正确的理论。在经典广义相对论的框架里,霍金和彭罗斯证明了,在很一般的条件下,空间-时间一定存在奇点,最著名的奇点即是黑洞里的奇点以及宇宙大爆炸处的奇点。在奇点处,所有定律以及可预见性都失效。奇点可以看成空间时间的边缘或边界。只有给定了奇点处的边界条件,才能由爱因斯坦方程得到宇宙的演化。由于边界条件只能由宇宙外的造物主所给 定,所以宇宙的命运就操纵在造物主的手中。这就是从牛顿时代起一直困扰人类智慧的第一推动力的问题。如果空间-时间没有边界,则就不必劳驾上帝进行第一推动了。这只有在量子引力论中才能做到。霍金认为宇宙的量子态是处于一种基态,空间-时间可看成一有限无界的四维面,正如地球的表面一样,只不过多了两个维数而已。宇宙中的所有结构都可归结于量子力学的测不准原理所允许的最小起伏。从一些简单的模型计算可得出和天文观测相一致的推论,如星系、恒星等等的成团结构,大尺度的各向同性和均匀性,空间-时间的平性,即空间-时间基本上是平坦的,并因此才使得星系乃至生命的发展成为可能,还有时间的方向箭头等等。霍金的量子宇宙论的意义在于它真正使宇宙论成为一门成熟的科学,它是一个自足的理论,即在原则上,单凭科学定律我们便可以将宇宙中的一切都预言出来。在这部书中,霍金带领读者遨游外层空间奇异领域,对遥远星系、黑洞、夸克、“带味”粒子和“自旋”粒子、反物质、“时间箭头”等进行了深入浅出的介绍,并对宇宙是什么样的、空间和时间以及相对论等古老问题做了阐述,使读者初步了解狭义相对论以及时间、宇宙的起源等宇宙学的奥妙。宇宙论是一门既古老又年轻的学科。作为宇宙里高等生物的人类不会满足于自身的生存和种族的绵延,还一代代不懈地探索着存在和生命的意义。但是,人类理念的进化是极其缓慢和艰苦的。从亚里士多德—托勒密的地心说到哥白尼一伽利略的日心说的演化就花了2000年的时间。令人吃惊的是,尽管人们知道世间的一切都在运动,只是到了20世纪20年代因哈勃发现了红移定律后,宇宙演化的观念才进入人类的意识。人们甚至从来没有想到过宇宙还会演化。牛顿的万有引力定律表明,宇宙的物质在引力作用下不可能处于稳定的状态。尽管霍金教授的著述极为清晰而机智,有些读者仍然觉得难以掌握复杂的概念。为了使读者加深理解,《时间简史》还增加了240多幅彩色插图,包括卫星图像和照片。这些都应归功于诸如哈勃空间望远镜和电脑三维和四维实体成像等技术进步之赐。详细的插图说明使读者能体验到星系际太空的广漠、黑洞的奇妙性质以及物质和反物质碰撞的粒子物理的微观世界。作为一本飨以读者宇宙学的最新理解的经典著作,《时间简史》插图本是探索时间和空间核心秘密的引人入胜的故事。

看了霍金的书后,使我对于整个宇宙的基本组合有了最基本的认识,从开始的人类对于宇宙的看法的几个观点改变,证明了我们文明在不段地进步。由托勒密的地心说到哥白尼的日心说,到卢瑟福的原子构造图,再到爱恩斯坦的虫洞等都是由不同的人用不同的角度去看待这世界上所有的事物。他教会了我们如何正确地看待世界以及我们周围的许许多多的奇异的事情,任何事情的发生都是有一定的依据的,它让我们学会了用科学的眼光来看待事物,而不是遇到难懂的事物就盲目的相信迷信之类的歪理邪说。

就我而言,对于能用科学理论解释奇异事物的书刊杂志便很感兴趣。但是由于自己认知水平有限,对该书不得不一字一句地慢慢理解,可仍然还是有不少地方弄不明白。也难怪就连霍金先生在某一场合也曾说过,能够读懂全书的每一句话的人,就已经够格攻读引力物理博士学位了。虽说只学到了点皮毛,但对自己的知识面还是个很大的扩充并对自己发现问题、分析问题、解决问题的能力也有了不小的提高,这让我不觉得对霍金先生深厚的学术造诣敬佩不已。

“任何物理理论总是临时性的:你永远不可能将它证明。不管多少回实验的结果和某一理论相一致,你永远不可能断定下一次结果不会和它矛盾。”是我看《时间简史》中最受启发的一句话了,这句话大概意思是,所有的物理理论,你永远不能说是真理,哪怕是准确推测了一千万次,只要下一次出现了不符合的推断。那么这个理论就错了。

正如马克思的座右铭,思考一切,换而言之也就是怀疑精神。怀疑精神是人类前进的动力,只有这样文明才会进步,不然,面临的结果只会是停滞不前。以前,我从没有过这个观念。我总觉得老师讲的物理理论,比如牛顿定理,是像古代帝王欢呼的那样千秋万代,丝毫不用改变,行之四海而皆准的。反省才明白,所有的理论都不过是一时的,这还说的是适应的有效的理论,这些理论存在的目的,是更方便人的生活和思考,比如牛顿力学,用它可以建造很多东西,提高人类的生活质量。所有的理论都是为了更好的解放人,而不是用理论捆绑人。所有的理论的另一个意义就是台阶的意义,让人能踩着这个台阶向更高走去,能有一个起点,去发现新的东西。在爱因斯坦狭义相对论发展到广义相对论的中间,之所以要发展的原因就是狭义相对论很难解决引力问题。

读了这本书之后,脑中一直萦绕着许许多多的问题。宇宙到底有没有过大爆炸?宇宙到底是否曾经是一个无限小的点?宇宙到底是不是在无限的膨胀还是最后会坍缩,还是最后趋于稳定?宇宙到底在时间上要不要有个开端?宇宙是无限的还是有尽头?人类能否发明出时光机回到过去或是来到未来?„„所有的问题接踵而来,让人应接不暇。但是这种种的问号又是那么的有趣,那么的吸引我们的目光,让人浮想联翩。可能这一切一切的问题,你或许现在就能给出一个“满意”的答案,可是谁又能知道,你给出的答案或许就像是从比萨斜塔上落下的那两个不等重的铁球不同时落地的“真理”呢?可能仅仅在当时的情景下被人们所认可,但是随着科技的发展和人类的进步,将会有更多的伽利略站出来,告诉你不是这样的;也会有更多的哈勃望远镜向你展示,原来宇宙真的并不像你想象中的那样,而是真真切切的正如你眼前所视,此时你可能会有所迷惑,到底什么才是真理?没有人能给你一个满意的答案,正如没有人能预测你的未来会怎么,一切都要交给时间。或许在不久的将来,人类就能进行太空旅行,或许仍然在浩瀚的宇宙面前无所适从„„

在《时间简史》中霍金所有理论公式都弃置不用,因为别人告诫他,放在书中的每一个方程都会使本书的销售量减半。霍金成功了,此书自经问世,已售出1000万册。霍金曾戏称,写此书的目的是为了给女儿挣学费,结果是,他女儿得到了丰足的学费,而读者获得了丰富的知识。

人们对于霍金的景仰,还来自于霍金对科学的执著精神和对生活的勇气。霍金20岁时被诊断出患有肌萎缩性侧索硬化,该病将导致瘫痪,医生甚至预言他还只有两年的寿命,然而霍金却创造了奇迹。尽管如今他只能坐在装有马达的轮椅里,依靠一个电脑发声合成器,以正常人十分之一的速度与人“交谈”,生理上他寸步难行,智慧上却一跃千年,跑到几十亿光年之外,那宇宙的边缘。他同其他科学家一样,用自己的经历告诉世人:执著的探索精神是生命的最大动力。霍金所说的一切不可能都是绝对真理,他是一个探索者,在不断探索新的事物。他不仅推崇数学作为最严谨的形式逻辑的威力,更处处引证实际观测结果作为理论可信的基本条件。正如作者在书中指出的:“无论如何,科学的力量在于凡是未经实验验证的东西就不能被认为是真实的存在。”所以,在任何一种理论被实验或观测事实多次重复地证明之前,它是不可能为科学界所承认和接受为一种科学理论的,不管提出这种理论的是何许人。就宇宙学来说,说“宇宙在空间和时间上是无限的”,这对哲学家们来说可能一般地是正确的,但在现代自然科学中,科学家们往往避免使用或者根本就不使用这种说法。因为任何科学理论只能以实验和观测证据为基础,而任何实验和观测只能作用于有限的客体。所以对于现代天文学家、宇宙学家,他们所能研究和讨论的只能是可实验、可观测的具体而有限的宇宙,而对于望远镜看不到的更遥远的宇宙深处,他们将会老老实实地告诉你“这还是一个未解之谜”。这就是科学。科学永远不会标榜自己“无所不知”。重要的是,人类必须思考,必须继续不停地思考。人类必须努力拓展知识领域,但有时人们确实不知道从何处入手。我们不知道知识的边界在哪儿,是不是?因为你不知道起点在哪里。

如果我们发现了完整的宇宙理论,我们应当及时地让所有的人都能理解它的基本原理,而不仅仅只限于少数科学家。到那时,我们所有的人——— 哲学家、科学家,以及普通大众,都能够参与关于我们和宇宙为什么存在的问题的讨论。如果我们找到了这一问题的答案,人类理智将奏起终极胜利的凯歌,因为人

类获得了最后的胜利。

最后,从这本著作中,我深深的了解到科学上的很多重大的进展都是许多伟大的科学家们不盲目的追随权威,而是有自己的思想和见解,有时甚至冒着生命的危险,提出自己的理论,这样的事例不胜枚举。对于现今这样一个日新月异的社会,大学被赋予的历史使命将不同于往,它肩负着培养出下一代有着卓越创新能力的复合型人才,作为 一21世纪的大学生,应庆幸我们有一个好的环境来进一步求学,拓展自己的知识、开阔自己的眼界、活跃自己的思维、培养自己的能力,所以,我们更应该充分利用这样一个好的条件来努力学习,在学习方面我们也不应该盲目相信课本上的条条框框,而是带着自己的思想、自己的见解来求知问道。

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