《宇宙简史》是引进自英国的一本宇宙学启蒙著作，作者斯蒂芬·霍金以他迷人的表述方式讨论了宇宙的历史和将来、时间和空间的本性、黑洞等令人敬畏的主题，他敏锐的直觉和坚定的推理直接挑战已被广泛认同的传统量子力学、大爆炸理论，甚至爱因斯坦的相对论，在探寻时间和空间核心可望而不可即的秘密这一未竟之业中，《宇宙简史》将引导世界各地喜欢仰望星空、探寻宇宙秘密的人开启宇宙启蒙的课程。本书介绍了宇宙历史，包括关于宇宙的构想、膨胀着的宇宙、黑洞、黑洞不太黑、宇宙的起源与归宿、时间的方向、万有理论等七个部分，比以往的著述更清晰、更简洁。这些内容不仅闪耀着霍金智慧的光华，而且体现出他特有的机智。

斯蒂芬·霍金思想在物理界有独特的贡献和价值，他推动了理论物理学的进步，并为我们展示了迷人的宇宙，拉近了我们与星空的距离。“我即使被关在果壳之中，仍自以为无限空间之王。”斯蒂芬·霍金诗意地浓缩了他的学说和思想，随同他的《宇宙简史(插图本)》，带给青少年朋友对空间的无限遐想和对科学的无限追求。霍金从人类关于宇宙的构想的历史谈起，到2000多年后哈勃之发现宇宙在膨胀，包括宇宙起源的理论(如大爆炸)以及黑洞和时空的本质。末尾，他摆出了现代物理学没有解决的问题，尤其是如何将所有的局部理论整合成一个“统一的万有理论”的问题。霍金说：“现在我很高兴，我们寻求知识的努力永远都不会到达终点，我们始终都有获得新发现的挑战。没有这种挑战，我们就会停滞。”《宇宙简史(插图本)》浓缩了霍金的诸多学术思想，是霍金科学观点的精华。

开场白

第一讲 关于宇宙的构想

第二讲 膨胀着的宇宙

第三讲 黑洞

第四讲 黑洞不太黑

第五讲 宇宙的起源与归宿

第六讲 时间的方向

第七讲 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》（OntheHeavens）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。

然而，1514年，波兰僧侣尼古拉·哥白尼（NicholasCopernicus）提出了一个简单得多的模型。起初，为了避免被指陸为异端邪说，哥白尼匿名发表了他的模型。他的构想是这样的：太阳静止地居于中心，地球和其他行星在环绕太阳的圆形轨道上运行。对哥白尼来说可悲的是，几乎一个世纪之后，他的构想才得到认真的对待。这时有两位天文学家--德国的约翰尼斯·开普勒（JohannesKepler）和意大利伽利列奥·伽利略（GalileoGalilei）--开始公开支持哥白尼理论，虽然它预测的轨道与观测到的汗完全相符。1609年，亚里士多德-托勒密理论的末日降临了。这一年伽利略开始用刚刚发明的望远镜观测夜空。

当伽利略观测木星时，他发现它被若干个小卫星，或者说是它的月亮包围着，它们环绕着它运转。这意味着，并非如亚里亡多德和托勒密所设想的那样，所有天体都必须直接环绕地球运行。当然，尽管看到的是木星的卫星绕着木星转，但他认为地球静止地居于宇宙中心，而这些卫星沿着极其复杂的轨道绕地球运行，仍然是可能的。不过，哥白尼的理论要简单得多。P3-5

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。

“霍金以明晰而充满机智的方式来解释宇宙物理的复杂现象……他拥有无与伦比的头脑。”

——《纽约书评》

“霍金教授克服了巨大的身体缺陷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’……他的思想带领我们遨游广袤的时空，解开宇宙之谜。”

——蒂莫系．弗里斯，《名利场》

“这是一本极富吸引力的书，迷人清澈，散发着智慧的光芒。”

——《纽约客》

“霍金先生无疑具有教师天赋，用深入浅出和幽默的能力，将高度复杂的命题与我们日常的生活进行类比，读来活泼生动而又极具刺激。”

——《纽约时报》