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时间简史读后感书评范文欣赏

时间:2019-05-15 08:05:57 网站:公文素材库

《时间简史》是一部由英国作家史蒂芬·霍金著作的书籍,讲述了探索时间和空间的故事。小编这里整理了一些网友们对这本书的观后感,一起来看看吧!

01

第一章 我们的宇宙图景

宇宙观的发展

在公元前340年,亚里士多德就论证地球是一个圆球。他相信地球是宇宙中心,太阳、月亮、恒星、行星都以圆周为轨道围绕地球公转。直到哥白尼“日心说”,地球和星星围绕太阳做圆周运动。伽利略通过望远镜的观测论证了这一说法。开普勒提出行星沿着椭圆运动的理论。

牛顿提出了万有引力定律,解释了月亮沿椭圆轨道沿行星运行,地球与其他行星沿着椭圆轨道绕太阳公转。按着引力理论,恒星间应该相互吸引而非静止不动,但牛顿坚持认为宇宙是静止的。

1929年,哈勃作出了一个里程碑式的观测,不管你往哪个星系观测,远处的星系都正急速飞离我们而去。换言之,宇宙正在膨胀。这个理论暗示存在一个叫做大爆炸的时刻。

科学理论的原则

理论不过是宇宙或它受限制部分的模型,以及一族把这模型中的量和我们做的观测相联系的规则。一个好的理论必须满足两个要求:首先,这个理论必须准确描述大量观测;其次,这个理论能对未来观测的结果作准确的预言。

在一个假设的意义上来说,任何理论总是临时性的:你永远不可能证明它。不管多少回实验的结果与它一致,你永远不可能断定下一次结果不和它矛盾。

科学的最终目的是提供描述整个宇宙的单一理论,然而大多数科学家遵循的理论是把它分成两部分。首先,存在一些定律,这些定律告诉我们宇宙如何随时间变化;第二,存在宇宙初始状态的问题。这种部分理论可能全错。

现在,科学家根据两个基本部分的理论来描述整个宇宙——广义相对论和量子力学。广义相对论描述引力和宇宙的大尺度结构,即可观测到的宇宙尺度结构;量子力学处理极小尺度的现象。

当代物理学一个主要的努力,是寻找一个能把两个理论合并在一起的新理论——量子引力理论。

第二章 空间和时间

狭义相对论

狭义相对论的基本假设:不管观察着以何种速度做自由运动,相对于他们而言,科学定律都应该是一致的。这个理论得出的著名的质量E和能量m的方程:E=mc?(c是光速),以及没有任何东西可以行进的比光还快的定律。

当一个物体接近光速时,它的质量上升的越来越快,这样它需要越来越多的能量才能加速上去。实际上它永远也不可能到达光速,因为那时质量会变成无限大,根据质能等价原理,这就需要无限大的能量才能做到。

相对论限制了物体运动的速度:任何正常的物体永远以低于光速的速度运动。

相对论迫使我们从根本上改变我们的时间和空间和观念,时间不能脱离和独立于空间,而必须和空间结合在一起行程所谓时空的客体。描述时空中一个事件的位置可以用四个坐标:三维空间坐标加上时间坐标。

光脉冲在特定的时空发出后,会作为一个光球面发散,像石头扔进池塘在水面行成的涟漪。把不同时刻的涟漪逐个堆叠起来,扩大的水波圆周就会形成一个圆锥。

从一个事件散开的光在四维时空里形成了一个三维的圆锥,这个圆锥被称为时间的将来光锥,同样的方法可以画出另一个称作过去光锥的圆锥,表示所有可以用一个光脉冲传播到该事件的事件的集合。

对于给定的事件P,人们可以将宇宙中的其他事物分成三类:P的将来,P的过去,P的他处——不处于P的将来和过去的事件:既不影响发生在P的事件,也不受发生在P的事件的影响。例如,假如太阳在此刻停止发光,它不会对此刻地球上的事情产生影响,因为它们是在太阳熄灭这一事件的他处。我们只能在8分钟之后才知道这一事件,这是光从太阳到达我们所需的时间。只有到那时候,地球才在太阳熄灭这一事件的将来光锥之内。

当我们看宇宙是,其实是在看它的过去。

广义相对论

为了协调狭义相对论和引力理论,爱因斯坦提出了广义相对论,包含两个预言,首先,引力不像其他种类的力。它不过是时空不平坦这一事实的结果。像地球这样的物体是沿着弯曲空间中最接近直线路径的东西运动,这种东西被称为测地线。光线也必须遵循测地线。

其次,像地球这样大质量的物体附近,时间显得流逝的更慢一些。因为光能量和他的频率(光在每秒波动的次数)有一种关系:能量越大,则频率越高。1962年,人们用一对儿安在水塔顶上和底下非常准确的钟印证了这个预言:底下那只更接近地球的钟走的更慢一点。假设一对儿双生子,如果一个孩子在接近光速的航天飞船中旅行,当他回来时,会比地球上的孩子年轻许多,这叫做双生子佯缪。

在相对论中没有唯一的绝对的时间,每个人都有他自己的时间测度,这依赖于他在何处、如何运动。

第三章 膨胀的宇宙

离我们最近的恒星叫比邻星。

恒星的视亮度取决于两个因素:它辐射出来的光(它的光度)以及它离我们多远。

哈勃观测到,当某些类型的恒星近到可以足以被我们测量时,他们有相同的光度;他提出,如果我们在其他星系找出这样的恒星,我们可以假定他们有同样的光度——这样我们可以计算出那个星系的距离。如果我们能对同一星系中许多恒星这样做,并且计算得出的结果总是给出相同的距离,则我们就会相当的信赖自己的估计。

而通过观测恒星的光谱可以确定恒星大气的元素。

最长的波出现在光谱的红端,最短的波出现在光谱的蓝端。当恒星离我们而去是,他们的光谱向红端移动,反之,光谱蓝移。这种现象被称为多普勒效应,包括声波和电磁波的所有种类波的一个性质。

通过对其他星系的距离编目以及观察他们的光谱,哈勃发现大多数星系是红移的,红移大小和星系离我们的举例呈正比。换句话说,星系离我们越远,它离开我们的运动越快。这表明宇宙不是像人们想象的处于静态,而实际上是在膨胀,不同星系之间的距离一直在增加。

弗里德曼对宇宙作出了两个非常简单的假定:我们不论往哪个方向看,也不论在任何地方进行观察,宇宙看起来都是一样的。根据他的假设可以找到三类宇宙膨胀模型:闭合宇宙模型、开放宇宙模型、平坦宇宙模型。

闭合宇宙:宇宙膨胀的足够慢,这样不同星系之间的引力使膨胀减缓,并最终停止。然后星系开始相互靠近,而宇宙收缩。

开放宇宙:宇宙膨胀的如此之快,引力虽然使之缓慢一些,却永远不能使之停止,邻近星系之间的距离开始为零,最后星系以维稳的速度离开。

平坦宇宙:宇宙的膨胀快到刚好足以避免坍缩。邻近星系之间的距离开始为零,然后永远增大,虽然星系分开的速度永远不会变为零,但会越来越小。

所有的弗里德曼解都有一个特点,即在过去的某一时刻(约100亿年-200亿年之间)邻近星系之间的距离为零。在这我们称之为大爆炸的时刻。宇宙的密度和时空曲率都是无限大。

因为数学不能真正地处理无限大的数。这意味着广义相对论预言,在宇宙中存在一点,在该处理论本身崩溃。这个点正是数学中称为奇点的一个例子。

罗杰斯证明了,坍缩的恒星在自己的引力作用下陷入到一个区域之中,其表面终缩小到零,其体积也应如此。恒星所有的物质将被压缩到一个零体积的区域里,所以物质的密度和时空的曲率变成无限大。换言之,人们得到了一个奇点,它包含在一个叫做黑洞的时空区域中。

霍金和罗杰斯合作证明:假定广义相对论是正确的,而且宇宙中包含我们观测到的这么多物质,则过去一定有一个大爆炸的奇点。

霍金现在改变了他的想法:宇宙的开端并没有奇点,正如我们看到的,一旦考虑了量子效应,几点就会消失。

02

以前看这书名一直以为只是谈时间,看了书才知道谈的是宇宙。宇宙学,内容有些深奥,绝对可以拓展思维的广度,让自己觉得脑洞打开。

关于宇宙,基于相对论,起于奇点,终于奇点。宇宙于大爆炸而瞬间诞生。物质于能量产生,能量守恒,物质的正能量和引力场的负能量,相互抵消,总和为零。宇宙总能量为零,很多个零相加还是零,因此可以无限的拓展膨胀而不发生改变。奇点以前又是什么?宇宙或许就是一种存在而已,宇宙自给自足,没有边界或边缘,没有开端或终结。

感受:

关于地球,关于人,如此的渺小。我们的星系只是几千亿个星系中的一个,而它宽度为十万光年,每个星系本身又包括几千亿的恒星。最近的恒星距我们四光年,遥远的太阳只不过八光分的距离。想想宇宙的大,我们的渺小,或许能叫我看开很多问题困惑?

认知收获:

1.时空是被扭曲的,时间在不同的高度是不同的;

2.虚时间的存在,在虚时间里不存在奇点或边界,或许虚时间比现在平日说的实时间更为本质;

3.经典科学在奇点处失效,而量子科学则成立,不需要有奇点;

4.时间和空间不能脱离,脱离宇宙界限,时间和空间没有意义,时间开始于大爆炸奇点,终于塌缩的奇点;

5.爱因斯坦活得诺奖因为相对论对量子力学的贡献,而他自己却是反对量子力学这些说法;

6.量子理论基于不确定性原理,总能量为正,因此可以允许出现负能量的地方;

7.光速不能被超越,时空旅行需要超越光速;

8.虫洞是实现时间旅行的一种工具,是时空细管,是一条近路,连接遥远的两个区域。时间旅行的可能性任未决;

9.恒星塌缩之后会形成黑洞,大小取决于质量,越小发热发光越厉害,越容易被发现;

10.我们的环境中存在着很多年以前来自于其他星球的射线。

03

没有科学这回事,只有科学家而已。

看过《艺术的故事》的人都知道,我这是偷用了那本书的第一句,原话为:

没有艺术这回事,只有艺术家而已。

与贡布里希的有理有据相反,我说出的则是一句底气不足的无奈之语。人贵有自知之明,对于一个上学期间物理考试(按初二到高一算,期中期末加总起来共有十二次)只有一回及格的人来说,想要看懂《时间简史》简直是痴人说梦,正像霍金在本书第十一章里说的那样,现如今的科学变得过于专业性和数学化了,就连智商极高的哲学家也已经跟不上科学理论的进步。

于是,从看这本书的伊始,我就未抱多少期待,甚至都没希冀着一劳永逸地掌握到几条前沿的科学知识。因为在我看来,一个人想要真正地触碰到科学之门,还是要从最基础的开始学起,通过大量的公式推演、实验测试一步一个脚印的理解那些定理,这样才是正道。所以在霍金解释无边界宇宙的过程中引入虚时间的概念时,我一点也不纠结,直接跳过去了,因为我之前没学过复数,看得懂这段才怪呢。

《时间简史》作为一本科普读物,能够让人引起对科学的兴趣,任务就算完成了大半。如果一个人在读完这本书后便宣称了解到了宇宙的大秘密,是会被笑话的。

说回到科学家,本书末尾附带的爱因斯坦、伽利略、牛顿的生平逸闻无疑相当成功,仅用三段短小的篇幅就让这几位科学家的形象栩栩如生、更加立体。

其实回看之前的正文,不妨也可以当做是霍金本人的传记,只是篇幅长些罢了。这十一章虽然大部分都在介绍其他科学家的成就,但霍金之所以能把这些理论信手拈来,说明他已经将之充分的吸收掌握了,并且内化成他自身科学理论、甚至是人生的一部分。

通过此种旁门左道,这本高冷的《时间简史》在我眼里变得有温度、也有血有肉起来。

霍金本人的幽默分子也给这本书加分不少。特别是第九章讲到:人类一思考,虽然可以使这个人的头脑中的有序信息量增加,但与此同时也从其身体释放出热,对于增加宇宙的其余部分的无序度将有大得多的效应。所以作者建议大家立即停止阅读。在看到这里时,我不由得会心一笑,然后不听“劝告”,继续的损人不利己去了。

此次阅读这本书,给我最大的启发是更加确定了自己的人生选择。虽然之前也没有多少迟疑,但这本书给了我另一个看待这一问题的角度。虽然是严重误读,但也只好由着我信马由缰的胡侃一下吧:

我们都囿于三维空间之中,也同样囿于时间之中,而这个时间是有固定方向的,称为时间箭头。事实上时间箭头有三种:热力学时间箭头、心理学时间箭头、宇宙学时间箭头。三个时间箭头的方向是一致的,但这不是我们人类得以存在的原因,恰恰相反,这是我们人类存在所引起的结果。事实上热力学时间箭头和宇宙学时间箭头是可以有任意方向的。但只有和心理学时间箭头一致时,我们人类才能观测到它们,否则作为观测者的人类就不存在,更谈不上观测到它们了。比如一只从桌子上掉下摔碎在地面的茶杯,其实是可以跳上去变成完整的茶杯的,只是在那样的时空中,人类就死了。所以在人类这里,时间是不能倒流的。

而虫洞又是个很不稳定的时空,除非特别高度的文明才能源源不断的给它加入负能量,使其维持开放,给航天飞船的穿越留下足够的机会。所以对于现如今的人类,星际穿越是成不了行的。

那么,我们只能老老实实地待在这个看似有规律可循、实则无从选择的时空中,对于大部分人来说,当务之急还是给自己找到一个安身立命的地方。

能量大的自然成为了周围人的中心(恒星),释放着光和热,但能量务必控制在一定的限度内,因为能量越大,燃烧的反而越快,寿命也就越短,最终形成的黑洞也越大。但成为黑洞可能就是这类人的目标,他们借此更能把周围的一切吸引在自己身边,直至将他们吞噬进去,况且这样还能有效地隐藏自己。

相对应的,那些能量小的人(比如我自己),只得围绕着恒星以及后来的黑洞转。虽然身不由己,但也不是任刀任剐,根据不确定性原理,你的位置和速度不可能同时被测得,对方越是想要捕捉到你的一项(如位置),你的另一项(如速度)就越难捕捉到,如此一来,你就安全了。当然,做到这一点的前提是,你得变成量子,需要不断地减少自己的负重,轻装上阵。

如果很不幸,你被拉拽到黑洞的事件视界,最终的结局到来了,因为实力悬殊,你即使与周围的人合作也抵抗不了,总归有一些人会被拖进黑洞中,但另一些人却也能因此逃逸出去,这种反抗不足为道,唯一的好处也许是,它能让黑洞变得不再那么的黑。

ps:书中的照片里,各位科学家虽然形态各异,但感觉都挺帅的。

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