《果壳中的宇宙》是史蒂芬·霍金为其成名著作《时间简史》在2001年写的续篇。
你或许很难理解爱因斯坦的《相对论》,但读过《果壳中的宇宙》的前两章后,你便可了解它所基于的哲学原理。读完这本书之后,你就了解了建立一个统一“量子理论”和“相对论”的理论的重要性,以及物理学家为之所进行的探索。
在众多的理论中,弦理论被认为是最有希望的理论,因而霍金的这本书中投入了大量的篇幅来解释什么是弦理论。弦论假设不存在粒子,而只有弦在空间中运动,一条弦就是一个画在空间中的圈,各种不同的粒子只不过是弦的不同振动模式而已。当一条弦随时间运动时,它的轨迹不是一条线而是一根管子。两条弦还可以结合形成一条新弦,一条弦也可以分裂成两条。自然界中的一切相互作用,包括电子和光子的相互作用,都可以用弦的分裂和结合来解释。从某种程度来说,弦论已经统一了强力、弱力、电磁力和引力,因而弦论也被称为大一统理论(Theory ofEverything。
在研究的过程中,存在着五个不同种类的自洽弦理论,这与弦论追求一种单一理论的初衷相左。经过数年努力,物理学家终于找到解决问题的钥匙。尽管目前这一理论还未得到一个大家一致赞同的形式,但至少已为它起了一个名字:M理论。
在M理论中,时空是10维或者是11维的,为什么日常生活中所见的时空是4维的呢?霍金认为,存在着两种可能的解释:一可能是所有额外维的尺度非常小,甚至如普朗克尺度那样小,实在难以观察到;二可能是额外维的尺度相当大,甚至可达无穷大,只是在目前的观察条件下尚未观测到。霍金认为,大的额外维是新理论探索中的激动人心的进展,它蕴涵着我们生活在一个胚世界中。强力、弱力和电磁力将被限制在这个胚中,所以任何与引力不相关的物理问题就会和在4维时空中的一样。与此相反,引力则会弥散到整个高维空间中去。
考虑到大的额外维度,起初的弦理论(认为时空包含4个展开的时空维度和6到10个卷曲维度中弦的概念可以被可以进一步推广到p胚,即高维空间的p维客体。霍金认为,时空就是一张推广了的“膜”,不过这张膜不是2维的,而是4维的(不同于起初一维的弦。
霍金认为,在4维“膜”世界中,人类生活在一个胚中,邻近还有另一个“影子”胚。因为光被限制在胚中,不能传播到另一个胚,所以人类不能看到影子世界。但是人类会感觉到影子胚中的物质的引力影响。这种引力在人类所在的胚世界中会显示成一种“暗”源(暗物质。检测“影子”胚的'仅有办法是通过引力的途径。
按照霍金的无边界设想,胚世界的自发创生有一段“虚时间”的历史。在这段历史中,宇宙像一个果壳:一个4维球面(不妨想像成是一个多了两维的核桃壳。只是果壳是空的,在这胚世界图像中的4维果壳是满的:人类生活其中的胚在虚时间中的历史是一个4维球,它是一个5维泡泡的边界,而余下的5维或6维是卷曲的,并且卷得非常小。
以上是对霍金的最新科普书籍《果壳里的宇宙》的简述,其中每一段的内容都是很多科学家多年研究的结果,因而在短时间内理解这些内容是不可能的。老实地说,到目前为止我也只能理解这本书的前两章。虽然我也读过有关弦理论的其它科普读物(如《宇宙的琴弦》,我仍不能理解弦理论当前发展的状况。据我所知,弦理论发展的初衷是解决量子理论和相对论之间的矛盾,之后由于标准模型的成功(统一了强力、弱力、电磁力并与狭义相对相容,但不能包括引力,即与广义相对论不相容以及其弦理论给出的预言在实验中不能被验证,弦理论受到冷落。之后弦理论的发展是基于小的卷曲维度(小于普朗克长度,对其探测超出当前实验条件,或许永远不能被探测来弥补之前理论的缺陷以及预言,后来为囊括多种版本的弦理论,M理论被提出。考虑弦理论的这个发展历程,我有中云里雾里的感觉,并对这个研究方向感到极大地担忧。由于它的发展脱离了实验验证,因而我很怀疑发展这种理论的意义所在。
札记——一个物理学家用自己的理解诠释宇宙的本源。
当我第一次看到这本书我便被它美丽的彩页所吸引了。虽然里面的知识对于我来说太深奥了。但是我觉得探索宇宙的形成发展是一件非常有意思的事。而作者对待人生的态度更深深吸引着我。
一开始我以为作者是一个正常的人而当我上网搜索他的资料以后我被深深震撼,一个残疾人需要有多大勇气,多大毅力才能够成就这番事业?
很遗憾在不久前因为疾病他离开了人事,我觉得天意弄人,为什么这些巨匠都在付出了那不多的时光后就离开了世界,为什么不多给他们一些时间?让他们有更多的时间来探索来发现更多的未解之谜。
从古至今,自从有了智慧以后的人类都在不停探索着天地万物,而有一大一小两种东西都是至今还未被探索出来的,大的是宇宙,小的是我们的大脑。
科技发展到今天人类的智慧结合科技的水平,不断让我们探明一个又一个未解之谜,从最早的地心说到如今人人皆知的日心说。从最早的原始社会发展到如今的共产主义社会。可以说人类的发展是一个周而复始的过程,一个时代的结束代表着另一个新时代的来临。在封建社会里人们愚忠,而在那时候帝王需要的就是这点,而想把握自己人生的推翻了他们。就是这一点一滴的进步通过不断的积累下来,才有今天的社会。
无论什么时代都有愚昧和先进。而我所要说的这本书就是一位伟大的物理学家史蒂芬·霍金的作品,他的伟大不仅仅体现在他对知识的渴望和对物理学的执着。
更能体现他伟大的是他对待人生的态度,他患卢伽雷氏症(肌萎缩性侧索硬化症),禁锢在一张轮椅上达20年之久,他却身残志不残,使之化为优势,克服了残废之患而成为国际物理界的超新星。他不能写,甚至口齿不清,但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的“几何之舞”。尽管他那么无助地坐在轮椅上,他的思想却出色地遨游到光袤的时空,解开了宇宙之谜。
一个连生活都不能自理的人却用实际行动告诉我们,其实坚持是你成功必备的品质。
而书名《果壳中的宇宙》是出自典出莎士比亚的经典《哈姆雷特》。哈姆雷特在剧中吟唱道:即便把他关在果壳中,他仍然是无限空间之王。艺术和科学是息息相通的,莎翁和霍金本就是他们各自领域中的无限空间之王。
按照作者的思想宇宙是一个不停膨胀的泡泡。或许它会一直膨胀下去,而膨胀的同是也在不断产生新的事物,也许有天会破裂,破裂后什么空间,时间,都将破灭不复存在。但我们不需要恐惧,因为世界本身就充满未知。人类才有探索的动力。
智者的世界是一个空旷的世界,这个世界里面只有他所执着的东西。反观自己自今未有所坚持,而人生几十年,无论什么出身无论什么背景,都应该做一些自己愿意为之坚持的事情,我虽然不是智者,但我通过这本书学会了许多。
当连说话都无法正常进行的时候我或许会自暴自弃,也许会放弃生命,而作者却用自己的坚持创造了一片天地,用实际行动证明了自己,用万人敬仰都不为过。
人生的路途坎坷,崎岖,天才和平庸仅悬一线之间,我们时刻描绘自己的人生画卷,自强不息才能让我们在人生道路上披荆斩棘,才会在平庸的时间里闪出异色光芒。
人生的道路处处都有失败,当失败给予你重创,请不要灰心,不要难过,比起那些处在水深火热之中的人们我们的环境优异太多太多。只要把自己心态摆正,用一颗平常心对待生活,生活将给予你无限美好。
书本给我们的知识不仅仅停留在表面上。更应该从书中从作者的角度来看待这一切,为什么会创造。为什么会撰写。为什么会如此这般努力的为科学事业奉献。
从书中我或许没有学会那深刻的物理学知识,但是我却从霍金先生对待人生的态度中学到了更多。这些东西都是我多年遗失的。我想我抓住了他们在我未来人生的道路上会更加有准备更加有信心去迎接各种挑战。
一天,我和妈妈出去游玩,我们先来到了乡下,我和妈妈停下车,乘着温和的风,来到了乡下邻居家的蜂房里。
我和妈妈带着“武器”,来到蜂王面前。看着蜂王旁边那许许多多的蜜蜂时,使我不禁想起了罗隐所说的诗句:“采得百花成蜜后,为谁辛苦为谁甜?”。意思就是说:蜜蜂很勤劳,不怕辛苦,不怕劳累。它们天天在外面采花蜜,最后,做成了蜂蜜,是为什么人而辛苦,又为了什么人而甜蜜?看着蜜蜂在花朵旁跳着“8”字舞,看着蜜蜂在花朵上津津有味地采着花蜜,又看着蜜蜂像舞台上的演员,摆着身体,招来它的同伴。远看,你还以为是密密麻麻的黑点,不料,却是蜜蜂,它们一起帮忙,一起采花蜜时,妈妈对我说:“蜜蜂多勤劳啊!”妈妈的话让我想起了一个人,那就是——环卫工人!
环卫工人每天天不亮,就起来了,他们在大街上忙忙碌碌地打扫卫生,有了环卫工人的帮助,我们的环境越来越优美,越来越干净,他们那勤劳、无私奉献的精神使我敬佩。
我深有感触,通过这件事,我非常敬佩他们,学习他们的精神!
我是学文科的,高二起没再接触过物理,此后接触的数学都很浅显。可我偏偏爱好看科普作品,也许那种似懂非懂,有些类似于陶渊明的“一知半解”?又或许,那种满眼都是知识点,满足了我“开卷有益”的内心需求?
无论如何,我是第二次拿起《果壳中的宇宙》。浩淼的宇宙有无边界?它究竟从何而来,又将向何处去?每一个曾在夏夜独自仰望星空的人都会想过这个问题。霍金无疑是现代最有可能回答这个问题的人。他的文笔相当好,所以他的知名,从很大意义上来说,并非来自于他的学术成果,而是来源于他的这几本科普著作。吴超英译得也特别好,基本无损原作的魅力。可惜的是,我确实只能看懂其中的比喻。呵呵,看懂比喻也就够了,谁也没要求读者用数学重新验算一遍霍金的结论。他说“泡泡”于“膜”在数学上是等效的就是等效的,他说回到过去的概率接近于零就接近于零。我照单全收。质量让时空弯曲,量子的不确定性原理,宇宙的历史求和,长毛的黑洞,闭合的时间圈环,超弦理论,他把我领到这么多的科学处女地,如导游般,一一指点给我看。顾虑我不懂他的语言,又作了如此多、如此精彩的插图……
对我而言,霍金和哈姆雷特一样,“即便把我关在果壳之中,仍然自以为无限空间之王。”
这本书先不说其内容,光说其作者就足以让人们震撼和敬佩的了。这位作者就是在剑桥大学担任教授职位的史蒂芬。霍金先生。他是一位量子物理学家,他全身上下只有三根手指能动。他就是用这三根手指用鼠标写出了一本本的书,《时间简史》是他的代表作。
《果壳中的宇宙》的第一章主要介绍了广义相对论和狭义相对论,以及爱因斯坦是如何以它为基础进行下一步的思考和研究的,同时还说明了霍金本人的看法;第二章讲了一种假设。作者假设时间是有形状的,并通过量子公式验证了这种假设与相对论的理论是相符的;第三章作者是在解说宇宙。他认为宇宙有许多重的历史,每一个历史都可以是由微小的粒子构成;第四章讲了一个预言,霍金先生预言在超引力的状态下(如黑洞)时间弯曲,我们如何降低我们自身来适应未来;最后两章用宇宙中的各种条件来拟出我们作为生物在时空中旅行的种种可能性以及我们与宇宙的关系,还提出了我们所生活的地方是否虚无等假设。
这本书的内容给了我很大的震撼。读了它,让我再碰到其他奇怪的问题时不会再迷惑。
假如在未来N千万或是N亿年之内,人类还没有灭亡,太阳到了灯尽油枯的时候,人类想安全的离开,的到另一片适合人类生存的地方,最应该先撑握哪些本领?
个人认为:
1完全掌握核动力,或是更为先进的动力
2完全了解恒星的`起源
掌握了这两种本领之后,人类想做星际旅行将变得十分容易,不必再为设计巨大的飞船以及摆脱引力对人体的影响而绞尽脑汁,只需要在地球上按装一个巨大的推进器,并把一些个小型星体改造成能够发光发热的小恒星就可以了。
有了这个巨大的推进器,人类可以把地球开出太阳系,而有了小恒星为地球提供热能,地球上的万物可以像以前那样生长,为物种间提供各自所需。人类可以在适合自己的引力场以及大气环境下生存,而不会因为这些的改变而变异,甚至灭亡。
小恒星以及推进器所需要的能源可以在途中的其它星体上进行补给,如果能够向上述那样,人类开着地球不但可以走出太阳系、银河系,甚至可以在宇宙间任意畅游,想到哪里就到哪里。
在这之前,可以首先把火星改造成和地球类似的星球,把火星做为试验基地,把火星开出太阳系。
可以想像,日后人们所见到的外星人其实很多都是从地球上分离出来的人类。人类把火星改造完成的时候,在火星上长其居住的人由于引力以及其它环境的变化,定然使人类发生变异,从而使之成为真正的火星人,直到不断发现其它适合人类生存的星球之后,人类不断分离出去,不断在各星球上发生变异。
为来的战争也随之发生变化,将变成各星球之间为掠夺资源发生的人类之间的星球大战。
从春季到秋末,在植物开花季节,蜜蜂天天忙碌不
蜜蜂口器 息。冬季是蜜蜂唯一的短暂休闲时期。但是,寒冷的天气、蜂巢内的低温,对蜜蜂是不利的,因为蜜蜂是变温动物,它的体温随着周围环境的温度改变。智慧不凡的小蜜蜂想出了特殊的办法抵御严寒。当巢内温度低到13℃时,它们在蜂巢内互相靠拢,结成球形团在一起,温度越低结团越紧,使蜂团的表面积缩小,密度增加,防止降温过多。据测量,在最冷的时候,蜂球内温度仍可维持在24℃左右。同时,它们还用多吃蜂蜜和加强运动来产生热量,以提高蜂巢内的温度。天气寒冷时,蜂球外表温度比球心低,此时在蜂球表面的蜜蜂向球心钻,而球心的蜂则向外转移,它们就这样互相照顾,不断地反复交换位置,渡过寒冬。在越冬结球期间它们是怎样去取食存放在蜂房中的蜜糖的呢?聪明的小蜜蜂自有妙法。它们不需解散球体,各自爬出取食,而是通过互相传递的办法得到食料。这样可保持球体内的温度不变或少变,以利于安全越冬。养蜂者用人为办法生产蜂王浆,实际上就是用人工制做一些王台,放入蜂箱内,供蜂王产卵,待小幼虫孵出,工蜂们用蜂王浆饲喂时,养蜂人即将蜂王浆取出,这技术其实是骗术,可见就连聪明的小蜜蜂也有受骗的时候。
蜜蜂的飞翔时速为20-40千米,高度1千米以内,有效活动范围在离巢2.5千米以内。所有的蜜蜂都以花粉和花蜜为食,采集花蜜是一项十分辛苦的工作,蜜蜂采访1100-1446朵花才能获得1蜜囊花蜜,在流蜜期间1只蜜蜂平均日采集10次,每次载蜜量平均为其体重的一半,一生只能为人类提供0.6克蜂蜜。蜜蜂一生要经过卵、幼虫、蛹和成虫四个变化过程。一般雄性出现比雌性早,寿命短,不承担筑巢、贮存蜂粮和抚育后代的任务。雌蜂营巢、采集花粉和花蜜,并贮存于巢室内,寿命比雄性长。
花蜜被蜜蜂吸进蜜囊的同时即混入了上颚腺的分泌物——转化酶,蔗糖的转化就从此开始,经反复酿制蜜汁并不停的扇风来蒸发水份,加速转化和浓缩直至蜂蜜完全成熟为止。根据种类的不同,工蜂的数量一般在12只到50000多只的范围内,它们收集花蜜和花粉,如果是蜜蜂,还会将花蜜和花粉传送到特定的地方,这要通过跳特殊而严格的舞蹈而获得。他们的职责包括酿蜜,做蜡状蜂房的巢室,这些都是为食物存储和幼虫居住,还有照顾蜜蜂和蜂王,守护蜂巢。蜜蜂是一个多年生群体,将会不断地有新蜂王被抚养起来,老蜂王然后和一群工蜂离开蜂房到别的地方重建一个家。
蜜蜂完全以花为生,包括花粉及花蜜,有时酿造储存成蜂蜜。毫无疑问的是,蜜蜂在采花粉时亦同时对它授粉,当蜜蜂在花间采花粉时,会掉落一些花粉到花上
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