霍金在生前发表的最后一篇论文中提出了自上而下的新宇宙学，颠覆了他在《时间简史》中提出的关于时间起源的观点，本书作者托马斯·赫托格正是这篇论文的合著者。在这篇刊登在《高能物理学杂志》上的文章中，他们认为多元宇宙并没有那么多，宇宙的演化在整体上是平滑而有限的。
霍金在他非凡的一生中试图回答，宇宙是如何创造出如此完美且适宜生命生存的环境的？为了解开这个谜团，霍金研究了宇宙的大爆炸起源，但他的早期工作遇到了危机，因为他的数学预测结果显示，在可能产生的所有宇宙中，占最大比例的宇宙种类是无法孕育出生命的。

邱涛涛
中国科学院高能物理研究所理论物理博士，台湾中原大学、台湾大学博士后研究员，华中科技大学物理学院天文学系副教授。长期从事宇宙学理论方面的研究，主要研究方向为暴胀、反弹宇宙、修改引力理论、原初扰动理论、暗能量等方面。在国际SCI学术刊物上共发表论文50余篇。

序
第1章 悖论
第2章 没有昨天
第3章 宇宙诞生
第4章 灰烬和烟雾
第5章 迷失在多元宇宙中
第6章 没有问题，就没有历史
第7章 没有时间的时间
第8章 在宇宙中安家
致谢
图片来源
参考文献
注释

史蒂芬·霍金办公室的门
是橄榄绿色的。尽管它紧挨
着嘈杂的公共休息室，但史
蒂芬喜欢让它稍微开着一点
儿。我敲了敲门并走了进来
，感觉自己仿佛被传送进了
一个永远沉思的世界。
我看见史蒂芬静静地坐
在桌子后面，面对着门口。
他的头因为太重而无法抬起
，只能靠在轮椅的头枕上。
他慢慢抬起眼睛，用表示欢
迎的微笑跟我打了个招呼，
仿佛他一直在期待着我的到
来。他的护士让我坐在他旁
边，我瞥了一眼他桌上的电
脑。屏幕保护程序的画面一
直在屏幕上滚动，那上面写
着：大胆前往《星际迷航》
未敢踏入之雷池。
那是1998年6月中旬，我
们身处剑桥著名的应用数学
和理论物理系（DAMTP）
迷宫般建筑的深处。
DAMTP位于剑桥大学旧普
莱斯区的一栋破旧的维多利
亚式建筑内，毗邻剑河河畔
。近30年来，这里一直是史
蒂芬的大本营，是他科学事
业的中心。正是在这里，被
困在轮椅上、连一根手指都
抬不起来的他，却斗志昂扬
地要让宇宙服从于他的意志
。
史蒂芬的同事尼尔·图罗
克告诉我，这位大师想见见
我。在那段时间里，作为
DAMTP著名的高等数学学
位课程的一部分，正是图罗
克富有生气的课程激发了我
对宇宙学的兴趣。史蒂芬似
乎听到了风声，说我的考试
成绩很好，因此想看看我是
否能成为他手下一名优秀的
博士生。
史蒂芬老旧的办公室里
满是灰尘，堆满了书籍和科
学论文，我却感到惬意舒适
。办公室天花板很高，还有
一扇大窗户，后来我发现，
即使在寒冷的冬天，他也一
直开着窗。进门后旁边的墙
上挂着玛丽莲？梦露的照片
；下面是一张裱了框的签名
照，照片上的霍金正与爱因
斯坦和牛顿在“进取号””的
全息甲板上玩扑克。在我们
右边的墙上挂着两块写满数
学符号的黑板，其中一块上
是以尼尔和史蒂芬关于宇宙
起源的最新理论为基础进行
的计算，第二块上的图和公
式似乎还是20世纪80年代
初写上去的。这是他最后一
次的亲笔涂鸦吗？
轻轻的点击声打破了沉
默，史蒂芬开始说话。10多
年前，他在一次肺炎后的气
管切开术后已不能自然发声
，现在他只能通过计算机模
拟出的空洞语音来进行交流
，交流的过程缓慢而费力。
他用萎缩的肌肉积聚最后一
点儿力量，对一个点击装置
施加微弱的压力一这个装置
就像一个电脑鼠标一样，被
小心地安置在他的右手掌心
。安装在轮椅扶手上的屏幕
亮了起来，在他的大脑和外
界之间建起了一条虚拟的生
命线。
史蒂芬使用了一个名为“
均衡器”的计算机程序，该
程序有一个内置单词数据库
和一个语音合成器。他辨认
均衡器上的电子词典的行动
似乎已经近乎本能，然后有
节奏地按下点击器，就好像
它在随着他的脑电波跳舞一
样。屏幕上的菜单便显示出
很多常用单词以及字母表中
的字母。该程序的数据库包
含理论物理术语，程序还会
预估他要选择的下一个单词
，并在菜单的最下面一行显
示出5个选项。不幸的是，
单词的选择基于一种简单的
搜索算法，它无法区分一般
对话和理论物理术语，因而
有时会产生滑稽的结果，比
如“宇宙微波烩饭”或是“额
外的性维度”等。
……
在我们合作了一段时间
后，史蒂芬手上剩余的力气
也丧失了，无法再按下他用
来交谈的按钮，于是他转而
在眼镜上安装了一个红外传
感器，通过轻微地抽动脸颊
来激活该传感器。但最终这
种表达也变得很困难。尽管
人们对聆听他声音的需求激
烈增长，但交谈却变得缓慢
，从每分钟几个字放缓到每
个字几分钟，然后基本上就
慢慢停止了。”这位世界上
最著名的科学布道者无法说
话了。但史蒂芬不会就此放
弃。通过多年的密切合作，
我们在心智上的联系不断加
深，并逐渐超越了语言交流
。我会绕过均衡器、传感器
和点击器，出现在他面前，
清晰地展现在他的视野中，
并通过不断提问来探究他的
思想。当我的论点与史蒂芬
的直觉产生共鸣时，他的眼
睛便会明亮起来。我们就这
样用我们多年来建立的共同
语言和相互理解来建立起联
系。正是在这些“对话”中，
史蒂芬最终的宇宙理论才得
以缓慢而稳定地诞生。
当形而上学的思考开始
崭露头角时，科学就会走到
紧要关头，无论我们是否喜
欢这样。在这样的岔路口，
我们学到了一些深刻的东西
，不仅包括自然的运作方式
，还有使我们的科学实践成
为可能和富有价值的条件，
以及我们的发现可能培养出
的世界观。是什么使得宇宙
恰好适合生命？物理学为理
解这一问题而进行的探索，
把我们带到了一个关键的岔
路口。因为它的核心是一个
比科学更重要的人文主义问
题，即关于我们的起源问题
。在这个对生命体友好的宇
宙中，作为地球管理者的人
类究竟意味着什么，史蒂芬
对这一问题有着独特而影响
深远的考量，其核心就包含
在他关于宇宙的最终理论中
。仅凭这一点，他的理论就
可能终将成为他最伟大的科
学遗产。

霍金最后的理论，对《时间简史》的惊人颠覆！
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英国皇家学会前主席马丁·里斯勋爵盛赞！
提出对宇宙诞生的惊人新视角，改变我们对自己在宇宙秩序中的位置的看法，霍金留下的最伟大的遗产！

20世纪90年代末是宇宙学发现的黄金十年之巅峰。在长期以来一直被视为一个天马行空的领域之后，宇宙学——这门敢于在整体上研究宇宙起源、演化和命运的科学——终于成熟了。精密的卫星和地面仪器给出了令人注目的观测结果，这让全世界的科学家都为此感到兴奋不已。这些观测正在改变我们对宇宙的认知，就好像宇宙在和我们交谈一样。对理论家来说，这是对现实世界的一个非常重大的检验，这告诉他们要把握好自己的推断，使自己模型的预言变得更加翔实。
在宇宙学中，我们会去发现过去的事情。宇宙学家们是时间的旅行者，而望远镜就是他们的时光机。当我们观察深空时，我们会回溯到时间深处，因为来自遥远恒星和星系的光传播了数百万年甚至数十亿年才能到达我们。早在1927年，比利时牧师兼天文学家乔治·勒梅特就曾预言，若考虑如此长的时间范围，在此范围内空间是会膨胀的。但直到20世纪90年代，先进的望远镜技术才使得追踪宇宙膨胀的历史成为可能。
宇宙的历史让人感到有些意外。例如，在1998年天文学家发现，大约50亿年前，空间的扩张已经开始加速，可是所有已知的物质形式都会互相吸引，因此扩张速度应该减缓。从那以后，物理学家们一直在想，这种奇怪的宇宙加速度是否是由爱因斯坦的宇宙学常数驱动的。这是一种看不见的、类似以太的暗能量，它会导致引力相互排斥而不是吸引。一位天文学家打趣说，宇宙看起来就像洛杉矶：有三分之一的物质、三分之二的能量。
显然，如果宇宙现在正在膨胀，那么它在过去一定更加受挤压。如果你倒推宇宙历史——当然，这只是一个数学练习——你就会发现，所有的物质曾经都非常密集地聚集在一起，而且非常热，因为当物质被挤压在一起时会发热并产生辐射。这种原始状态被称为热大爆炸。自上世纪90年代黄金时期以来的天文学观测已经将宇宙的年龄——即从大爆炸时刻起流逝的时间——定为138亿年，误差范围是2000万年。
出于对宇宙诞生之谜的好奇，欧洲航天局（ESA）于2009年5月发射了一颗卫星，以完成有史以来最详细、最雄心勃勃的夜空扫描。它的目标是寻找大爆炸遗留下来的热辐射中的一种神秘的涨落模式。宇宙诞生时产生的热量在不断膨胀的宇宙中旅行了138亿年之后，今天到达我们的时候是非常低的：2.725 K，约-270摄氏度。在这个温度下，辐射主要位于电磁波谱的微波波段，因此残余的热量被称为宇宙微波背景辐射或CMB辐射。
欧空局在捕捉古老热量方面的努力在2013年达到顶峰，当时世界各大报纸的头版上都出现了一幅类似点彩画的奇特斑点图像。图2再现了这幅图像，它显示了整个天空的投影，由数百万像素组成，这些像素代表了空间中不同方向的残余CMB辐射的温度。对CMB辐射如此详细的观测提供了大爆炸后38万年宇宙样貌的快照，当时宇宙已经冷却到几千度，冷到足以将原始辐射释放出来。从那时起，原始辐射在宇宙中便一直畅通无阻了。
CMB的天图证实，大爆炸的残余热量几乎均匀分布在整个空间，尽管不是完全均匀。图像中的斑点实际上代表了微小的温度变化，即不超过十万分之一度的微小涨落。这些微小的变化，无论多么微小，都至关重要，因为它们刻画了最终形成星系的种子。如果热大爆炸在任何地方都是完全均匀的，今天的星系也将不复存在。
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