斯蒂芬·霍金作为剑桥大学卢卡斯数学教授，担任的是牛顿的教席。他是名列《纽约时报》畅销书榜的《时间简史》和《果壳中的宇宙》的作者。本书是《时间简史》的姊妹篇，谁都可以读懂的霍金思想，最值得珍藏的宇宙启蒙著作。

在第一讲里，我将简要地回顾过去关于宇宙的构想，并说明我们是如何得到目前的图像的。第二讲将解释牛顿和爱因斯坦的两种引力理论为什么会都得出这样的结论——宇宙不可能是静态的，它不得不或是膨胀，或是收缩。第三讲将谈谈黑洞。第四讲将讲述量子力学如何允许能量从黑洞泄漏出来。第五讲将把量子力学思想应用于大爆炸和宇宙的起源。第六讲将说明这个新的边界条件如何能解释这个问题：尽管物理学定律是时间对称的，但过去与未来为什么如此大不相同?第七讲将讲述我们正如何试图找寻一种统一的理论，它能把量子力学、引力以及物理学中其他所有相互作用都包容在内。

开场白

第1讲 关于宇宙的构想

第2讲 膨胀着的宇宙

第3讲 黑洞

第4讲 黑洞不太黑

第5讲 宇宙的起源与归宿

第6讲 时间的方向

第7讲 万有理论

鸣谢

远在公元前340年，亚里士多德(Aristotle)在他的著作《天论》(on the Heavens)中就已然提出两个有力的论据，以支持地球是圆球而不是平板的信念。第一，他认为月食是因地球运行到太阳与月亮之间而引起的。地球在月亮上的阴影总是圆的，这只有当地球呈球形时才有可能。如果地球是一个扁平的圆盘，它的影子就会被拉长而成椭圆形，这样月食总是当太阳在这圆盘中心的正上方时发生。

第二，古希腊人已从旅行中得知，在南方看见的北极星在天空的位置，要比在北方看见的低些。亚里士多德甚至根据北极星在埃及和希腊的视位之差，得出地球周长的估计值为40万斯特迪亚。斯特迪亚是古希腊的长度单位，它所相当的确切长度现在已经无从得知，只知道它大约合200码。如果是这样的话，亚里士多德的这个估计值就大约是现在公认数值的两倍。

古希腊人还有第三个论据支持地球必定是球形的，那就是为什么人们首先看到出现在地平线上的船的帆，然后才看到船身。亚里士多德认为，地球是静止的，而太阳、月亮、行星和恒星都在环绕地球的圆形轨道上运行。他坚信这一点，因为出于神秘的原因，他觉得地球是宇宙的中心，而圆周运动是最为完美的。

他的构想在公元1世纪被托勒密(Ptolemy)加工成为一个完整的宇宙模型。地球位于中心，环绕着它的是八个天球，它们承载着月亮、太阳、恒星和当时所知的五颗行星：水星、金星、火星、木星和土星。这些行星各自沿其所在天球上较小的圆形轨道运行，这样才能解释观测到的它们在天空中相当复杂的轨迹。最外面的天球上是所谓的不动的恒星，它们总是互相保持不变的相对位置，但它们一起在天空旋转。在最外面的天球之外有什么，则始终没能说清楚，但那肯定不是人类可观测的宇宙的一部分。

托勒密的模型，为预测天体在天空中的位置，提供了一个相当精确的系统。但是，为了准确预测它们的位置，托勒密不得不作出一个假设：月亮运行的轨道在某些时候与地球的距离，是其他时候的两倍。而这意味着，月亮有时候看起来要比通常看到的大两倍。托勒密明白这是一个缺陷，不过他的模型虽然不是无人非议，却毕竟为大多数人所接受。它也被天主教会采纳为与《圣经》相符的、对宇宙的描述。它最大的优点是，它把恒星天球之外的空间留给了天堂和地狱。P3-4

在这个系列讲座里，我将试图勾勒出我们心目中的宇宙历史——从大爆炸到黑洞。在第一讲里，我将简要地回顾过去关于宇宙的构想，并说明我们是如何得到目前的图像的。这或许可以称之为宇宙史的历史。

第二讲将解释牛顿和爱因斯坦的两种引力理论为什么会都得出这样的结论——宇宙不可能是静态的，它不得不或是膨胀，或是收缩。而这又意味着，在前200亿年到前100亿年之间，必定有某一时刻，那时宇宙的密度为无穷大，这就产生了所谓的大爆炸。它可能就是宇宙的开端。

第三讲将谈谈黑洞。黑洞是当某个巨大的星球，或者更大的天体，受其自身引力吸引而自行塌缩(塌陷并紧缩)时形成的。根据爱因斯坦的广义相对论，任何蠢得掉进黑洞的傻瓜都会永远消失，他们将无法再逃出黑洞。而有关他们的历史，则将到达一个奇点，一个痛苦的终点。不过，广义相对论是经典理论——也就是说，它没有考虑量子力学的不确定原理。

第四讲将讲述量子力学如何允许能量从黑洞泄漏出来。黑洞并不像人们所描绘的那样黑。

第五讲将把量子力学思想应用于大爆炸和宇宙的起源。这就得出了这样的设想：时空可能在范围上有限，但没有边缘。这或许类似于地球表面，但它多了两维。

第六讲将说明这个新的边界条件如何能解释这个问题：尽管物理学定律是时间对称的，但过去与未来为什么如此大不相同?

最后，第七讲将讲述我们正如何试图找寻一种统一的理论，它能把量子力学、引力以及物理学中其他所有相互作用都包容在内。如果我们做到了这一点，我们就真正理解了宇宙以及我们在其中的位置。

“克服了残疾而成为世界物理学界的超新星。他不能书写，甚至不能清楚地说话，但他正在超越大爆炸，跃向创造宇宙的‘几何之舞’。”——蒂莫系·弗里斯，《名利场》

“能够以将明晰和机智完美结合的方式解释天体物理的复杂现象……他的大脑具有超常的能力。”——《纽约图书评论》

“显然具有天才教师的天赋——宽厚的幽默和以采自日常生活的类比解释高度复杂命题的能力。”——《纽约时报》