本书是久负盛名的《第一推动力》丛书第四辑最新问世的主打书之一。是霍金在自己60岁生日时发表的演讲集。漫谈了宇宙学的新发现、涨落的宇宙微波背景、生死模糊的薛定谔猫、魔幻的暗物质和暗能量、正向我们走来的引力波等。蕴涵其中的思想和精神，都会使你或多或少地更接近第一推动，或多或少地发现，自身如何成为自身的主宰。

听霍金说昨天，听霍金的朋友谈今天和明天。　　宇宙学的新发现，科学家的新思想，涨落的宇宙微波背景，生死模糊的薛定谔猫，魔幻的暗物质和暗能量，正向我们走来的引力波……　　面向亿万观众，BBC的“霍金演讲”；面向科学未来，与前线同步的科学报告。

本书要主讲的是科学教育，特别是自然科学的教育，是提高人们素质的重要因素，是现代教育的一个核心。科学教育不仅使人获得生活和工作所需的知识和技能，更重要的是使人获得科学思想、科学精神、科学态度以及科学方法的熏陶和培养，使人获得非生物本能的智慧等等。

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引言：理论物理学和宇宙学的未来／李泳

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复杂的宇宙和宇宙的未来／马丁·瑞斯

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霍金的宇宙波函数／詹姆斯·哈特尔

12l

时空奇点意味着量子引力吗／罗杰·彭罗斯

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弯曲的时空／基普·索恩

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果壳里的60年／斯蒂芬·霍金

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尾声／李泳

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霍金作品目录

原初黑洞

Bernard carr说，在祝贺霍金的生日时讲原初黑洞，真是再恰当没有了，因为斯蒂芬正是原初黑洞的“父亲”。霍金科学生涯之初的一个惊人预言就是，在宇宙早期有可能形成很小的黑洞，它们至今仍然存在着，是大爆炸留下的“化石”。原初黑洞跟宇宙年龄密切相关，具有形成时刻(秒)的粒子视界的质量(以克为单位)：(略）

原初黑洞即使不存在，也是宇宙学的一个重要问题。假如真的存在，它将是若干基本问题的理想实验，例如，原初宇宙的不均匀性、宇宙学相变、引力常数、引力坍缩以及高能物理的一些问题。

在许多方面，原初黑洞很像重粒子，我们可以把这种相似推广到强外场作用下的黑洞对的生成。Steve Giddings指出，假如“大”额外维的理论是正确的，那么我们应该能在加速器中产生这些黑洞，这是令人惊喜的前景。假如我们生活在一个膜的世界，两个高能量的夸克碰撞，将形成黑洞。在引力作用下，黑洞可以脱离膜，延伸到所有的空间维。可以估计，假如黑洞的最小质量是5～10TeV，那么LHC能每秒钟产生1个。于是，LHC成了黑洞工厂。如果最小质量是10TeV，我们每天也能造出3个来。实际上，宇宙线在外层大气圈的能量已经超过了LHC(质心能量达到400TeV)，遗憾的是，我们没有在宇宙线里发现任何黑洞的迹象。粗略估计，整个地球表面每年大约生成100个黑洞，对我们的观测来说，显然太少了。另外，普朗克尺度下的黑洞，可能终结我们对“小”距离的探索。因为，比普朗克长度还小的距离下的物理过程，其实是发生在黑洞里的，外面的观测者当然不可能发现。不过，事情还有好的一面。未来的实验家有可能制造更大的黑洞，从某个距离尺度起，这些黑洞将对额外维度的大小和形状或平行膜的特征发生敏感。所以，高能黑洞能帮助实验家摆脱膜的桎梏，成为开拓多维空间的工具。

在更高维的情形，黑洞也是多维的。额外空间的尺度将对黑洞的拓扑形态和稳定性产生决定性的影响。例如在5维时空(第5维紧化为一个圆)，黑洞视界可能是3维球面(S3)，这当然是4维时空黑洞的推广；更有趣的是，视界的拓扑还可能是S2×S1，这种东西一般被称为“黑弦”。相同的质量和电荷能生成不同的黑弦；如果紧化的圆太大，黑弦是不稳定的。过去认为黑弦能分化为两个黑洞，然后结合成一个黑洞，Horowitz认为那是不对的。高维黑洞目前只露出冰山一角，更多的结构还藏在汪洋下面。例如，视界的拓扑结构，黑弦与黑洞之间的临界现象。P14-15

科学，特别是自然科学，最重要的目标之一，就是追寻科学本身的原动力，或曰追寻其第一推动。同时，科学的这种追求精神本身，又成为社会发展和人类进步的一种最基本的推动。

科学总是寻求发现和了解客观世界的新现象，研究和掌握新规律，总是在不懈地追求真理。科学是认真的、严谨的、实事求是的，同时，科学又是创造的。科学的最基本态度之一就是疑问，科学的最基本精神之一就是批判。

的确，科学活动，特别是自然科学活动，比较起其他的人类活动来，其最基本特征就是不断进步。哪怕在其他方面倒退的时候，科学却总是进步着，即使是缓慢而艰难地进步，这表明，自然科学活动中包含着人类的最进步因素。

正是在这个意义上，科学堪称为人类进步的“第一推动”。

科学教育，特别是自然科学的教育，是提高人们素质的重要因素，是现代教育的一个核心。科学教育不仅使人获得生活和工作所需的知识和技能，更重要的是使人获得科学思想、科学精神、科学态度以及科学方法的熏陶和培养，使人获得非生物本能的智慧，获得非与生俱来的灵魂。可以这样说，没有科学的“教育”，只是培养信仰，而不是教育。没有受过科学教育的人，只能称为受过训练，而非受过教育。

正是在这个意义上，科学堪称为使人进化为现代人的“第一推动”。

近百年来，无数仁人智士意识到，强国富民再造中国离不开科学技术，他们为摆脱愚昧与无知作了艰苦卓绝的奋斗。中国的科学先贤们代代相传，不遗余力地为中国的进步献身于科学启蒙运动，以图完成国人的强国梦。然而应该说，这个目标远未达到。今日的中国需要新的科学启蒙，需要现代科学教育。只有全社会的人具备较高的科学素质，以科学的精神和思想、科学的态度和方法作为探讨和解决各类问题的共同基础和出发点，社会才能更好地向前发展和进步。因此，中国的进步离不开科学，是毋庸置疑的。

正是在这个意义上，似乎可以说，科学已被公认是中国进步所必不可少的推动。

然而，这并不意味着，科学的精神也同样地被公认和接受。虽然，科学已渗透到社会的各个领域和层面，科学的价值和地位也更高了，但是毋庸讳言，在一定的范围内，或某些特定时候，人们只是承认“科学是有用的”，只停留在对科学所带来的后果的接受和承认，而不是对科学的原动力、科学的精神的接受和承认。此种现象的存在也是不能忽视的。

科学的精神之一，是它自身就是自身的“第一推动”。也就是说，科学活动在原则上是不隶属于服务于神学的，不隶属于服务于儒学的，科学活动在原则上也不隶属于服务于任何哲学。科学是超越宗教差别的，超越民族差别的，超越党派差别的，超越文化的地域的差别的，科学是普适的、独立的，它自身就是自身的主宰。

湖南科学技术出版社精选了一批关于科学思想和科学精神的世界名著，请有关学者译成中文出版，其目的就是为了传播科学的精神，科学的思想，特别是自然科学的精神和思想，从而起到倡导科学精神，推动科技发展，对全民进行新的科学启蒙和科学教育的作用，为中国的进步作一点推动。丛书定名为《第一推动》，当然并非说其中每一册都是第一推动，但是可以肯定，蕴含在每一册中的科学的内容、观点、思想和精神，都会使你或多或少地更接近第一推动，或多或少地发现，自身如何成为自身的主宰。

《第一推动丛书》编委会