时间和空间有理论定义吗？

宇宙学是一门古老而年轻的学科。人类作为宇宙中的高等生物，不满足于自身的生存和种族的延伸，还要一代又一代地探索存在和生命的意义。然而，人类思想的进化是极其缓慢和艰巨的。从亚里士多德-托勒密的地心说到哥白尼-伽利略的日心说演化，用了2000年。令人惊讶的是，虽然人们知道世间万物都在运动，但直到20世纪20年代哈勃发现红移定律，宇宙演化的概念才进入人类意识。人们甚至从未想过宇宙会进化。牛顿万有引力定律表明，宇宙中的物质在引力作用下不可能处于稳定状态。即使在爱因斯坦的广义相对论中，情况也好不了多少。为了得到一个稳定的宇宙模型，他在理论中引入了宇宙常数。他们都希望在自己的理论中找到一个稳定的宇宙模型。可见宇宙进化的概念并不是在这些天才的头脑中产生的。

将哈勃的发现视为现代宇宙学的诞生是公平的。哈勃发现，从星系光谱的红移可以推断出，星系离我们越远，离我们越快，这表明整个宇宙处于膨胀状态。时光倒流，估计在10亿年到200亿年前发生过一次划时代的事件，即宇宙从极度致密极热状态爆发。伽莫夫在1948年发表的一篇关于热大爆炸模型的文章中做出了惊人的预言。早期大爆炸的辐射仍然存在于我们周围，但由于宇宙膨胀导致的红移，其绝对温度只有几度。在这个温度下，辐射在微波波段。但是在彭齐亚斯和威尔逊观测到1965年的宇宙微波背景辐射之前，人们并没有把这个预言当回事。

一般认为爱因斯坦的广义相对论是描述宇宙演化的正确理论。在经典广义相对论的框架下，霍金和彭罗斯证明了在非常一般的条件下，时空必然存在奇点，最著名的奇点就是黑洞中的奇点和大爆炸中的奇点。在奇点，所有的定律和可预测性都失效了。奇点可以看作是空间和时间的边缘或边界。只有给出奇点处的边界条件，才能从爱因斯坦方程中得到宇宙的演化。因为边界条件只能由宇宙之外的造物主给定，宇宙的命运掌握在造物主手中。这是自牛顿时代以来，第一个困扰人类智慧的问题。

如果空间和时间没有界限，那就没必要用第一推去打扰上帝。这只有在量子引力理论中才能做到。霍金认为，宇宙的量子态处于基态，时空可以看作是一个有限无界的四维曲面，就像地球的表面一样，只是多了两个维度。宇宙中所有的结构都可以归结为量子力学测不准原理所允许的最小涨落。从一些简单的模型计算中，我们可以得出与天文观测一致的推论，比如星系和恒星的团簇结构，大尺度的各向同性和均匀性，时空的平坦性，即时空基本上是平坦的，这使得星系甚至生命的发展成为可能，时间的方向箭头等等。霍金的量子宇宙论的意义在于，它真正使宇宙学成为一门成熟的科学。它是一个自足的理论，即原则上，我们可以仅通过科学定律来预测宇宙中的一切。

这本书的作者霍金是当代最重要的广义相对论者和宇宙学家。20世纪70年代，他和彭罗斯一起证明了著名的奇点定理。正因如此，他们都获得了1988的沃尔夫物理学奖。他还证明了黑洞的面积定理，即黑洞的面积不随时间的增加而减小。这自然让人把黑洞的面积和热力学的熵联系起来。1973年，他考虑了黑洞附近的量子效应，发现黑洞会像黑体一样发出辐射，而辐射的温度与黑洞的质量成反比，以至于黑洞会因为辐射而逐渐变小，但温度越来越高，最终以最后一刻的爆炸而告终。黑洞辐射的发现意义重大，它统一了引力、量子力学和统计力学。

1974之后，他的研究转向了量子引力理论。虽然人们还没有得到一个成功的理论，但已经发现了它的一些特征。比如时空在普朗克尺度(10-33 cm)上不是平的，而是处于泡沫状态。量子引力中没有纯态，因果律被破坏，不可知性从经典统计物理和量子统计物理上升到量子引力的第三层次。

1980之后，他的兴趣转向了量子宇宙学。

这本书的副标题是从宇宙大爆炸到黑洞。霍金认为，他一生的贡献在于，在经典物理学的框架内，证明了黑洞和大爆炸奇点的必然性，黑洞越来越大；但在量子物理的框架下，他指出黑洞由于辐射变得越来越小，大爆炸的奇点不仅被量子效应抹平，整个宇宙也从这里开始。

理论物理的细节在未来20年内会有变化，但就概念而言，现在已经相当完整了。

霍金的一生非常传奇。就科学成就而言，他是历史上最杰出的科学家之一。他的贡献是在他被卢格氏病限制在轮椅上20年的时候做出的，这确实是史无前例的。因为他的贡献对人类的概念有着深远的影响，所以媒体上有很多关于他如何与全身瘫痪作斗争的描述。尽管如此，其中一位翻译在1979第一次见到他时的情景依然历历在目。那是我第一次参加剑桥霍金小组的广义相对论研讨会。门被打开后，一个很微弱的电音突然在我的脑后响起。回头一看，只见一个骨瘦如柴的男人斜靠在电动轮椅上，自己开着电动开关。译者尽量做到礼貌而不太惊讶，但他习惯了对初次见面的人的残疾程度感到惊讶。他需要很大的努力才能抬起头来。在他失声之前，他只能用非常微弱的畸形语言说话，只有和他一起工作生活了几个月后才能听懂。他不会写字，阅读必须依靠翻页的机器。阅读文学作品时，他必须把每一页都摊开在一张大书桌上，然后他驾驶着轮椅像蚕吃桑叶一样一页一页地阅读。人们不得不对以如此强烈的意志追求终极真理的人类灵魂致以深深的敬意。从他对译者私事的帮助中，我们可以体会到他是一个人。他每天都要开着轮椅从剑桥西路5号的家出发，穿过美丽的剑河和古老的国王学院，到达位于银街的应用数学和理论物理系办公室。系里专门修了一个斜坡，方便他坐轮椅。

在富有学术传统的剑桥大学，他目前拥有也许是有史以来最崇高的教授职位，即曾由牛顿和狄拉克担任的卢卡斯数学教授。

这本书的译者之一，被霍金教了四年，并在他的指导下完成了博士论文。这本书是应霍金的要求翻译成中文的，这样人类五分之一的人口就能理解他的理论。

斯蒂芬·威廉·霍金，出生于1942年10月8日，先后毕业于牛津大学和剑桥大学三一学院，获得剑桥大学哲学博士学位。大学学习后期，开始患上“脊髓肌萎缩侧索硬化”(运动神经元病)，截瘫。他克服了残疾的困难，于1965进入剑桥大学冈维尔和凯厄斯学院担任研究员。在此期间，他在对宇宙起源的研究上，创立了宇宙的开端是“一个无限密度的点”的著名理论。自1969以来，他一直是冈维尔和凯厄斯学院杰出科学成就的研究者。1972-1975先后在剑桥大学天文研究所和应用数学与理论物理系从事研究工作，1975-1977担任引力物理学高级讲师，1977-1979担任教授，65438+。其间，1974当选为皇家学会最年轻成员。1974-1975是加州理工学院费尔柴尔德讲座的功勋学者。1978获得世界理论物理研究最高奖爱因斯坦奖。霍金的成名是从黑洞的研究成果开始的。融合了爱因斯坦之后，20世纪的另一大理论——量子论。他认为宇宙是有限的，却找不到边际，就像地球表面有限却找不到边际一样。时间也是有开端的，大约从6543.8+05亿年到200亿年前开始。1988获得沃尔夫物理学奖。

霍金在1985年失去了语言能力，表达思想的唯一工具是电脑语音合成器。他用几个只能活动的手指操纵一个特制的鼠标在电脑屏幕上选择字母和单词造句，然后通过电脑播放声音。通常造句需要5、6分钟，合成一个小时的录音讲话需要10天。《时间简史》写于1988。截止1995，10年底，该书发行量已超过2500万册，被翻译成数十种语言，中文版也已出版。

1990与结婚25年的妻子简·王尔德离婚。1995年9月16日，与他的护士伊莱恩·梅森结婚。

斯蒂芬·霍金教授是当代享有盛誉的伟人之一，被称为当今在世的最伟大的科学家，爱因斯坦。他在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论方面迈出了重要一步。1989被授予英国爵士荣誉称号。他是皇家学会的学生，也是美国科学院的外籍院士。

霍金1942 1.8出生于英国牛津，这一天恰好是伽利略逝世300周年。可能因为出生在二战时期，他小时候对模型特别着迷。当他十岁的时候，他不仅喜欢制作模型飞机和轮船，还和他的同学们制作了许多不同种类的战争游戏，反映了他对研究和操纵事物的渴望。这种愿望驱使他去攻读博士学位，并在黑洞和宇宙学的研究中取得了巨大的成就。霍金在十三四岁的时候就下定决心要研究物理学和天文学。十七岁时，他获得自然科学奖学金，顺利进入牛津大学。大学毕业后，他转到剑桥大学学习宇宙学。1963年，21岁的霍金被诊断为肌萎缩侧索硬化症。1965获得理论物理博士学位。20世纪70年代，他和彭罗斯证明了著名的奇点定理，为此他们都获得了1988的沃尔夫物理学奖。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。“他还证明了黑洞的面积定理。3月1974，1，他在《自然》杂志上发表论文，阐述了他的新发现，黑洞有辐射(所指的辐射称为霍金辐射)。他的新发现被认为是多年来理论物理领域最重要的进展。这篇论文被称为“物理学史上最深刻的论文之一”。同年，他成为皇家学会会员。1975-1976期间，获得伦敦皇家天文学会爱丁顿奖章、梵蒂冈教皇科学学会第十一届奖章、霍普金斯奖、美国丹尼·奥海涅曼奖、英国皇家学会麦克斯韦奖和休斯奖章。1978年，他获得了物理学最负盛名的奖项——阿尔伯特·爱因斯坦奖。1979年被任命为著名的剑桥大学历史上最崇高的教授，即牛顿和狄拉克都是数学的卢卡森教授。1979年出版了《广义相对论评论:纪念爱因斯坦百年诞辰》。1988年，霍金的惊人之作《时间简史:从大爆炸到黑洞》发布。本文从对黑洞的研究出发，探索宇宙的起源和归宿，回答了人类一直在探索的问题:时间是否有开端，空间是否有边界？这是人类科学史上里程碑式的杰作。该书已被翻译成40多种语言，出版超过654.38+00万册，至今已售出2500万册。霍金教授的通俗演讲在国际上也很有名气，足迹遍布全球。他试图通过他的书和流行的演讲与全世界交流他的思想。1993年发表了黑洞和婴儿宇宙等论文。2000年初，霍金在白宫发表演讲，这是千禧年晚会活动的一部分。克林顿总统亲切会见了他，并向他表示祝贺。200110又一部力作《果壳中的宇宙》出版。这本书是《时间简史》的姊妹篇。在这本书里，霍金揭示了自《时间简史》出版以来理论物理学的巨大突破。

霍金的魅力不仅在于他传说中的物理天才，更在于他令人信服的生命力量。他不断追求的科学精神和勇敢顽强的人格力量深深吸引了每一个认识他的人。

研究领域:

理论物理:霍金和彭罗斯在70年代证明了著名的奇点定理，他还证明了黑洞的面积定理。霍金的一生非常传奇。就科学成就而言，他是历史上最杰出的科学家之一。他已经超越了相对论、量子力学和大爆炸理论，进入了创造宇宙的“几何之舞”。虽然他在轮椅上是如此无助，但他的思想却辉煌地遨游于浩瀚的时空，解开了宇宙之谜。

霍金教授是现代科普小说家:代表作是写于1988的《时间简史》，是一部优秀的天文科普小说。作者的想象力丰富，构思奇妙，语言优美，用词细致，更让人惊喜。外面的世界，未来的变化是如此的神奇和奇妙。这本书累计发行量达2500万册，被翻译成近40种语言。1992耗资350万英镑的同名电影问世。霍金坚信，关于宇宙和生命起源的基本观点可以不用数学来表达，世界应该可以通过电影这种视听媒介来理解他的深奥理论。这本书是一本关于探索时间本质和宇宙前沿的通俗读物。它是当代最重要的关于宇宙科学思想的经典著作，它改变了宇宙的概念。作为宇宙学无可争议的权威，《时间简史》续集一直以其研究成果和生活吸引着读者。《时间简史》的续集是为想更多了解霍金教授生平和他的理论的读者而编的。该书以坦率真诚的个人访谈形式，描述了霍金教授的人生历程和研究工作，展现了庞大理论框架背后真实的“人”。这本书不是一部普通的口述历史，而是对二十世纪人类最伟大的思想之一的极其感人和迷人的肖像和描述。对于非专业读者来说，这本书无疑是他们享受人类文明成果的机会，也是宝贵灵感的来源。霍金讲座-黑洞、婴儿宇宙及其他》是霍金在1976-1992 * * 13期间撰写的文章和演讲集。本文讨论了由虚时间和黑洞导致的婴儿宇宙的诞生，以及科学家们寻求完全统一理论的努力，并对自由意志、生命价值和死亡提出了独到的见解。

时间和空间的本质在80年前就以完整的数学形式表达出来了，量子理论的基本原理在70年前就出现了。然而，这两个在整个物理学中最精确、最成功的理论，能否统一在一个单一的量子引力中？世界上最著名的两位物理学家就这个问题展开了辩论。这本书基于霍金和彭罗斯在剑桥大学的六次演讲和最终辩论。

作品:

1，时间简史:从大爆炸到黑洞-(1988)

2、《时间简史》

3.霍金讲座-黑洞，婴儿宇宙和其他。

4.时间和空间的本质

5.简括的宇宙(2001年10月)

奖项:

1和1989被授予英国爵士荣誉称号。

2.他是皇家学会的学生，也是美国科学院的外籍院士。

3.伦敦皇家天文学会爱丁顿奖章。

4.梵蒂冈教皇科学学会第11枚奖章

5.霍普金斯奖

6.美国丹尼·奥海涅曼奖

7.麦克斯韦奖

8.皇家学会休斯奖章。

9年和978年，他获得了物理学中最负盛名的奖项——阿尔伯特·爱因斯坦奖。

10和彭罗斯* * *，一起获得了1988的沃尔夫物理学奖。

11，1988霍金的著作《时间简史:从大爆炸到黑洞》获得了沃尔夫基金会奖。

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