宇宙简史

宇宙简史 认识宇宙 宇宙包括一切事物的无限空间和时间。宇宙就是一切空间、时间和物质组成的一个整体，其中包括所有的物质和它们的表现形式。 现在，大多数科学家认为，宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸。宇宙中的所有物质和能量本来是聚集在极其微小的一个点上的，这个点因为巨大的压力而产生了爆炸。与大爆炸有关的一些原理就是物理学家们所说的量子物理。这场大爆炸使宇宙空间不断向外扩张，物质充满了整个空间。这些物质形成了宇宙中的所有星系和星球，也促使了生命的诞生。 宇宙的形状如果从语言角度来描述，可以说它是一个多重曲面镶嵌在一起的整体。 科学家们认为，组成我们日常能够见到的所有事物、星体以及星系的“普通”物质，在宇宙的全部质量中只占不到5%！据科学家们估算，还有26%是由我们没有发现的粒子所组成的暗物质。剩下的近70%就更加神秘，他们推测，这可能就是造成宇宙不断向外膨胀的能量—暗能量。 银河是由1000亿颗恒星组成的类似铁饼状的星系系统，我们称之为银河系。太阳系就是银河系中最普通的一个恒星系。 暗能量与反物质 我们通常所说的物质，是由带正电的原子核与带负电的电子组成的。而有一种物质与我们所知的正好相反，它们由带负电的原子核与带正电的电子组成，所以也被称为反物质。这些反物质在与正常物质碰撞时，会发生物质的湮灭。 人们逐渐发现，地球并不是宇宙的中心，而是一颗围绕太阳运行的普通行星。太阳也只是一颗普通恒星，位于银河系中。银河系属于更为巨大的天体结构——本星系群，而本星系又是星系团的一个微小的组成部分。众多星系团构成超星系团，而宇宙是由众多超星系团组成的。简而言之，宇宙的尺度，远远超出了人类的想象。 恒星内部的核聚变将氢元素消耗殆尽后，恒星便进入了生命的尾声。恒星会开始膨胀，气体外壳逐渐消失，最后只剩下一个致密的核，体积与地球相似，这就是白矮星。有些白矮星会继续吸引其他天体的物质，当达到临界点时发生爆炸，形成了1A型超新星。 反物质在物理学上的定义，是指由具有负电荷的原子核构成的物质。反质子和反中子共同组成反原子核。这些反原子核与带正电的正电子组成了反原子，这些反原子形成的物质，就是反物质。 但是负质量物质和正质量物质之间互相排斥，导致了膨胀。宇宙现在正处于一个膨胀的过程中，这说明宇宙中带负质量的物质数量多于正质量物质。 我们能够计算出，只要有一克反物质与物质碰撞并发生湮灭，它们释放的能量就等于当今地球上已经建成的最大的几个水电站发出的能量。所以科学家们预言，如果我们能够利用反物质，那么人类在6周内登上火星将变得完全可行。 宇宙中的基本粒子 基本粒子是目前已知的组成物质的最小单位，但是科学家们已经意识到，基本粒子也可能并不是单一的粒子，结构也很复杂。 一种粒子和它的反粒子相遇时会发生湮灭，变为光子并且释放出能量。反过来，当两个高能粒子发生碰撞时，会生成一对粒子与反粒子，这时能量转化为质量。 粒子组成的物质都具有波粒二象性。其中，粒子性指的是能够通过计算得到物质的具体位置，波动性指的是概率波。 而波动性则相反，是反映物质的信息在减少，熵在增加。物质的波粒二象性正是物质的熵增减二作用，每一物体都具有波粒二象性，每一物体都受到熵增减二作用。 我们在这一刻看到的星星，并不是它们在这一刻的真正样子，而是它们以前的样子，这一刻，它们或许早已消亡了。 宇宙中的对称性：一切定律都有对称性。 宇宙的非线性：极限定律。 宇宙的不规则运动：混沌运动。 混沌运动指的是一个具有确定性的动力学系统，由于对初始值的极度敏感造成的随机的不可预测的运动。 在很多科学家看来，相对论、量子理论和混沌理论是20世纪物理学的三大奇迹。 耗散结构的这种自我强化作用通常会在社会制度和经济活动中体现出来，当系统的自我强化造成了不稳定时，如果能够减少系统内的信息，或者从外界吸收足够的信息，都可以使熵增系统过渡到下一个稳态，使系统免于走向分裂。 在自然界中存在很多不可逆的过程，并且这些过程都是彼此相关的，而且一模一样。如此一来，这些不可逆的过程都能用来表述热力学第二定律。这些表述都选择了一种不可逆的过程作为对象，说明这种过程带来的后果是通过任何方法都不能彻底消除的。无论表述的方式是怎样的，热力学第二定律的本质在于，所有和热现象存在关联的过程实际上都不可逆。 热力学第一定律认为，热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能互相转换，但是在转换过程中，能的总值保持不变。 但是熵增加原理提出后，人们知道了系统中的自发过程是不可逆的，并且在时间增加的方向和减小的方向，物质的运动转化并不对称。 在热力学第二定律中的熵的概念和其他物理学概念存在着差异，这个概念不是用来说明系统的守恒状态的，而是用来描述系统的发展方向。 在质量超大的黑洞中，从组成物质来划分，黑洞可以被分为暗能量黑洞和物理黑洞。 巨型黑洞与其他黑洞存在着区别，其中有趣的一点是，它的密度甚至会比空气还要低。因为史瓦西半径是与质量成正比的，但是密度是与体积成反比的，所以这些质量巨大的黑洞同时也具有很大“体型”。 白洞和黑洞本质上都是人类根据爱因斯坦的广义相对论提出的假想的物体，是一种基于物理和数学的模型。 白洞与黑洞相辅相成，虽然互相对立，实际上却是一个有机的整体。有科学家在描述黑洞和白洞时说，黑洞理论的权威霍金教授对黑洞的研究十分深入，但是或许他的理论能够更好地说明黑洞和白洞之间的相互转化。 黑洞与白洞之间，有一个被称作虫洞的联通结构。有的科学家提出了一种猜想，即黑洞与白洞碰撞时会生成虫洞，二者通过虫洞彼此连接，物质由虫洞在黑洞和白洞之间传递。 当出现洛伦兹虫洞时，我们就会在天空中看到一个球，这个球就是洞口，通往其他宇宙，或是我们所在的宇宙中的另外一个地方，又或者通往未来或过去。 如今，人类正在大规模寻找地外生命，一方面是因为人类想与地外生命取得联系，交换文明；另一方面是因为太阳系还有50亿年的寿命，50亿年后如果地球上还有人类存在，那么他们此后该如何生存，就需要寻找一片新的土地。 但是我们依然相信，在宇宙中，绝不只有地球上才存在生命。即便生命的出现十分罕见，但我们应该并不孤单。

这书可以看做是霍金同名书的参考书。前者则可以作为教材。 两本书的差异很明显，霍金的简洁、优美、思路清晰，而且历史线拉得很长；这本书知识点更多，作者想的很清楚，但是似乎并不打算讲通俗，该类比该举例的地方直接来个专有名词，扫兴。作为补充材料则是极好的，比如它告诉我们霍金也会犯错误，如黑洞理论。 理科的东西，想清楚就能讲清楚，至于说得通俗有趣，只是讲法的问题。 所以很多看似高深的问题，也可以有简单的回答，类似于某种初级版本或者儿童版本。 1.一定有大爆炸吗？ 如果广义相对论适用于量子层面，一定有。从量子理论出发，则黑洞和奇点都不存在。 2.大爆炸之前是什么？ 一个时空错乱的宇宙，生命和意识都没法形成。 3.我们能回到过去吗？ 从物理学的角度来讲，能。物理规律具有对称性，组成生命的物质可以穿越时空，只不过是结构被破坏了而已。从生物学的角度来讲，不能。你见过逆时间生长的生物吗？ 4.有终极理论吗？ 有，但不是一个，而是一组。每个理论有自身的约束条件，在不同范畴需要用不同的理论。不存在在所有条件下都成立的单一理论。 5.为什么终极理论一定是一组而不是一个呢？ 因为理论本身只是一种模拟或者估计，要把所有参数都考虑进去的话就太繁琐了。人脑的工作记忆有限，决定了人对简洁的理论有种天然的喜好。简洁的理论必然有所侧重有所舍弃，所以没法概括所有情况。 6.为什么人能够认识宇宙？ 因为人能够通过理论和模型来模拟和预测，通过不断修改模型能够获得对宇宙的更准确的估计。 7.这种认识有多可靠？ 但凡能看到的能验证的都能被更准确地模拟和预测。 8.人的认识有极限吗？ 有生理、语言和逻辑上的极限。但是都能被改进。 9.有终极的价值观吗？ 环境影响行为和思想，没有永恒的宇宙，也就没有永恒的价值观。但是有在某种特定条件下最合适的价值观，就像有特定条件下的有效理论。 最后分享书中的两句话，实在很喜欢。 科学最美好的地方就在于，许多仅存在于理论中的事物，最后通过研究和探索，出现在人们眼前。 对科学进行假设，能够让我们摆脱现有的知识的束缚，用怀疑的精神进行自我否定的不断探索，这样才能使人类对自身和宇宙的了解更进一步。

在以亿为计量单位的宇宙中，有没有外星人不重要，因为双方无法来往做朋友；宇宙的结束也不重要，相对地球现在的宇宙就是永恒。

这又是一本伪造成国外作者实则中国人攒的伪作。Amazon上根本搜不到康斯特之类的作者写的《A Brief History of Universe》…… 中国友谊出版社，慎读这家出版社的书。 中国友谊出版社，慎读这家出版社的书。

浩瀚的宇宙奥妙无穷，神秘莫测，人们至今也只是掌握了它很小的一部分规律，要进一步了解其真相，还有很长的路要走。

我是个不折不扣的科学盲，因为太笨，所以特别羡慕别人有一个懂科学的数理脑袋瓜，特别敬佩科学家。 读这本书，实在费劲，尽管作者想着我们这种人，尽量解释得深入浅出，但我仍然经常是一头雾水。 我想，一个普通人想当个科学家不易，但一个科学家想学点文学艺术，则较容易，由此更知自然科学的高妙而不可攀。这样，就想到我认识的陈长林先生，他是中科院计算技术研究所研究员，曾任中国第一台自己设计的大型电子计算机“119”机外围设备技术负责人，此后多次担任国家重点科技项目分课题负责人，曾经获得两项发明专利。就是这么一位科学家，居然还是一位著名的古琴家，而且还是国家非物质文化遗产项目古琴艺术代表性传承人。这太令我佩服了！ 陈长林先生打谱的古琴曲均受琴人所喜爱，从他的琴声中，能感受到一种不一般的严谨，科学家的严谨。我不仅从他那里学了好几首琴曲，而且他的认真与严谨也使我受益匪浅。 哈，跑题了吧！再说这本书，尽管很多地方我都看不懂，所以很多地方不得不走马看花，但还是有收获，比如对时间、空间概念有新的理解，知道什么是黑洞，此外还知道有白洞、虫洞。宇宙浩渺神秘，科学家还在不断探索。尽管人类在宇宙面前渺小到尘埃一级，但发现宇宙奥秘的仍然要靠我们小小的人类来完成，虽然我不是科学家，但我也为人类而骄傲！ 同时，我还想，做一个人，虽然当不成科学家，也还是要对自然科学以及其他学问保有好奇心，因为有好奇心，你才会不断地去探索，生活才有意思。

前几天看了纪录片☞太阳系，无意中在书架里刷到了关于宇宙的这本书，当做科普来阅读一下。个人感觉作者的层次结构分的还可以，懂得应该也比较多，但是总感觉有很多该讲的点没有讲到（也可能是我没有读出来）。 在阅读这本书的时候，总是不自觉的想到纪录片（太阳系）的画面，补充了不少视野盲区。 ♥宇宙到底是什么呢？ 它是一切空间、时间和物质组成的整体，包括所有的物质与其表现形式。 宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸，我们目前能够看到的宇宙，都是其诞生10万年以后的景象。宇宙中的光从诞生之日起，就已经行走了137亿年。 ♥恒星最终的命运是怎样的？ 恒星内部的核聚变将氢元素消耗殆尽后，它便进入了生命的尾声。恒星会开始膨胀，气体外壳逐渐消失，最后只剩下一个致密的核，体积与地球相似☞最终变成白矮星（太阳目前处于主序星阶段，但未来将膨胀为红巨星，最终也会坍缩为白矮星） 宇宙自大爆炸开始就会无休止地膨胀下去，直到解体（宇宙中的任何天体，都会经历诞生—成长—死亡的过程，这个自然过程是谁也无法逃避的） ♥我们为什么要探索未知的宇宙？ 温室效应已经威胁到地球，金星的现状或许就是地球的未来，当我们看到金星上的景象时，应该能够得到一些警示（在我们所处的太阳系中，目前除了地球之外，在其他的行星中还没有发现生命存在的迹象）其他行星不适合居住，生存☞火山喷发，冰封世界，风暴横行等恶劣的环境，温差，气体 马斯克的火星移民计划☞需要改造火星环境，把火星地球化（通过释放温室气体增强温室效应，逐步提升温度和气压，进行大气改造；开采地下冰层，电解水制氧供呼吸，并支持农业，实现水资源利用和生存问题；并且利用太阳能、核能及火星风能，构建可持续能源系统）。但是存在，技术攻克难，成本高等一系列问题，如果真的移民成功也面临着是否还是人类的问题☞长时间居住，身体里的基因也被环境慢慢改造了。 人类正在大规模寻找地外生命，一方面是因为人类想与地外生命取得联系，交换文明；另一方面是因为太阳系还有50亿年的寿命，50亿年后如果地球上还有人类存在，那么他们此后该如何生存，就需要寻找一片新的土地。 ♥平行世界真的存在么？ 虫洞可以简单地看做一个连接宇宙各个不同区域的时空管道。这种管道连接了可能存在的平行宇宙，并为时光旅行提供了依据。 但是想看到这个平行的宇宙是不可能的了。因为伴随着宇宙的膨胀，这个平行世界正在与我们渐行渐远（如果平行世界/时空真的存在，我们也是看不到的）

康斯特的这本《宇宙简史》，通俗易懂，对于非科班出身的普通读者来说易于上手，能够在很短的时间内就了解到天文学和宇宙物理学的来龙去脉（当然只是粗浅的了解而已）。这本书最大的特点就是涉及内容很广，从基本粒子、星系、恒星、宇宙的起源讲到暗能量、反物质、黑洞、白洞、虫洞、平行宇宙等，几乎涉及到现代宇宙学的方方面面。这样宽广的范围，可以帮助读者迅速了解基本概念，再去阅读刘慈欣那些科幻作品，就容易理解得多了。        书的第二个特点是把目前尚存悬念的宇宙物理学问题，各流派的观点都罗列了一下，而不是倾向于某个流派。这样的好处是，不像只读霍金的《时间简史》之类的书籍，会被某个学者的个人观点较大地影响，以为这是科学界的主流观点，其实未必是这样。霍金的一些关于宇宙的观点并非主流，连他自己也在不断修正自己的观点。比如1976年，霍金称自己通过计算得出结论，他认为黑洞在形成过程中，其质量霍金辐射减少的同时还不断在以能量的形式向外界发出辐射，这就是著名的"霍金辐射"理论。但是，该理论中提到的黑洞辐射中并不包括黑洞内部物质的任何信息，一旦这个黑洞浓缩并蒸发消失后，其中的所有信息就都随之消失了，这便是所谓的"黑洞悖论"。这种说法与量子力学的相关理论出现相互矛盾之处，因为现代量子物理学认定这种物质信息是永远不会完全消失的。到了2004年，霍金表示自己原来的观点错了，信息应该守恒，即黑洞并非对其周遭的一切"完全吞食"，事实上被吸入黑洞深处的物质的某些信息实际上可能会在某个时候释放出来。所以，广泛地了解各流派的观点，尤其是从不同地角度去阐释同一问题的观点，对科学精神的培养是大有裨益的。         从文字上来讲，这本书也更适合中国人，没有外国书翻译过来那种艰涩难懂的长句子，这样整本书阅读下来就有相当的流畅感。阅读科普书籍还有一个好处，就是它无关乎政治、文化和人情，你大可不必费尽脑汁去揣摩那些人性、道德和社会责任感之类的所谓文化深度问题，你只需要了解这个客观世界就行了。有没有人文，宇宙自始自终都在那里，它不会因为我们的喜怒哀乐而改变它的运行规律，也不会因为我们的爱恨情仇而动容凝虑。当我们仰望星空的时候，就是在和这个“无情”的宇宙对话，或许我们与它的距离永远遥不可及，但在它面前，任何有关时光荏苒、岁月如梭、人生苦短、为欢几何的感叹都是那么微不足道了。

第一次看这种类型的科普书，感觉看不太进呢，但是还是看完了。总的来说，于我而言，看宏观的部分看得总是激情澎湃，宇宙之大，地球显得是那么渺小，而我更是如沧海之一粟，是一种很奇妙的感受。我对这些星体的认知，可能大多停留在它们是夜晚的星星这一概念上，因而书中讲的很多，也是拓宽了我作为一个对这方面并不是很感兴趣、了解不多的人的视野吧。至于微观部分，我更多是没有耐心去细品，然而宏观正是由微观组成的，所以其实这本书我并没有太细读，没有太深入看下去，只是挑了我喜欢的部分看的。或许许久以后，重新品读，我会有不一样的感受。

人类的求知欲是从仰望天空开始。 我们所知的宇宙由68.3%的暗能量、26.8%的暗物质和4.9%的普通物质构成。然而人类对这4.9%普通物质的奥秘都未完全了解，更不用说那95.1%的未知领域。 本书以宇宙的构成作为切入口，介绍了构成宇宙的三种基本粒子:强子、轻子及传播子，四个基本力:强、弱核力，电磁力及引力。其后对星系和星系中的恒星、行星等天体的形成，星际空间及星系团进行描述。之后是深奥费解的宇宙理论部分，牛顿的经典力学、麦克斯韦的电磁理论、普朗克的量子理论、爱因斯坦的相对论和光电效应、海森堡与薛定谔的量子力学理论等逐步揭开宇宙的真实面目。最后是未知宇宙的探索，黑洞、白洞、虫洞、平行世界、地外生命等令人脑洞大开。 作为科普书籍，这本书对天文基础知识叙述详略得当，但书中一些章节段落不免有些冗杂，缺乏逻辑性，没有形成系统知识。看完此书建议可以阅读霍金的<时间简史>作为深入的了解。当然宇宙学中的诸多理论本就是深奥玄妙的，对于非专业的局外人来说还是很难深解。但总体来说，这本书还是值得阅读的。 通过了解宇宙才能深刻的体会到自身的渺小，这不仅是获取知识的过程，更是增进世界观的形成。从时间角度，人类文明发展的时间不足六千年，对于上百亿年的宇宙忽如一瞬，从空间角度，十万光年直径的银河系于已知宇宙已是沧海一粟，更别提银河系中渺小的太阳系中的地球。 恰如胡适所说"怕什么真理无穷，进一寸有一寸的欢喜"，寰宇邈邈，前路漫漫，愿为此生，不求甚解。