关于《时间简史》（下简称简史）：霍金曾说，一本科普书每增加一个公式，销量就减半，所以一本好的科普书既要做到科普。又要没有公式。而简史无疑很好的贯彻了这一理念。简史与其说是时间的简史，其实更是宇宙的简史，是作者霍金以现有知识对整个宇宙的高度概括。里面不乏黑洞，时间旅行等有趣的内容，也不乏时间箭头，统一场论，宇宙循环假想等科普重点。整本书即直白易懂，又外延深刻，是一本科普佳作

简史这本书，我第一次读的时候是在初中。由于那时基本物理没有掌握完备，这本书看起来犹如天书。第二次读是在高三的时候，迫于紧张的高考，许多章节也只是泛读。在大二的时候，我第三次捧起这本书。接受了基本物理的教育后，简史带我走进了霍金对宇宙的思考。

什么是宇宙？宇宙就是时间、空间、物质和能量的总和。而宇宙是什么？这个问题可以一直追溯到人类第一次仰望星空的时候。简史给出了人类对宇宙框架思考的基本路线。早期的宇宙观念是以地球为主导的天空——地球模型，而能认识到地球是圆形的就是这种模型的最大进步。随后以亚里斯多德主导的地心说产生了。到了15世纪，托勒密的新地心说为宗教所青睐，从而形成了以天主教思想为主导的宇宙框架。之后随着思想启蒙和科技运动的发生，人们对宇宙的认识不断冲击宗教束缚，不断走向科学理性的道路，日心说应运而生。可以说，对人类有意义的宇宙框架已建立完成。时间轴上，这些事件的最后落点是18世纪。然而随着航天事业的发展，深空已不再是一片未知的领域，人类第一次借助哈勃望远镜看到了不仅空间上的深空图像，还看到了时间上的上古太空图像。随此出现了两大宇宙学难题：“宇宙有没有尽头？”和“宇宙如何创生？”。现代物理学认为，宇宙产生于一次密度其高的奇点大爆炸，随后宇宙尺度不断膨胀，炙热的能量在膨胀过程中逐渐冷却下来，形成了空间上的物质。这就是著名的大爆炸理论。可以说这个理论是成功的，因为它既回答了宇宙的尺度问题——膨胀意味着无限，又回答了宇宙的创生问题——来自一次大爆炸。此外这个理论还将宇宙物理学的两大难题最后归结为一个问题，证明大爆炸的存在问题。

空间和时间又是什么？人们首次明确提出时空观念是在亚里斯多德年代。运动就是最早的时空问题。随后经伽利略、胡克、卡文迪许等物理学家发展，几经锤炼，最终由牛顿集大家之所成，为《自然哲学的数学原理》，并由此建立了经典物理绝对时空观。简史中写到，“人们可以毫不含糊地测量两个事件之间的时间间隔，只要用好的钟，不管谁去测量，这个时间都一样。时间相对于空间是完全分离并且独立的。”这就是绝对时空观。直到遇到光速恒定问题之前，绝对时空观一直为人们所坚信。后来爱因斯坦的《相对论》提出，时间和空间是相互交织，相互影响的。质量可以扭曲空间，而扭曲的空间可以压缩时间，根据运动和质量的相对论关系，运动速度越快的物体，它的时间就过得越慢。也就是说，每个运动的物体都有自己的一个时钟，“同一时刻”这个物理概念在《相对论》时空观，或称现代时空观中，当且仅当一个物体和自己是真正同时的。书中还描述了从经典时空观到现代时空观，人类不仅认识到了时空的真正涵义，微观世界的相互作用，太空光径的弯曲，还认识到了宇宙，作为万物的载体，是多么深不可测，奥妙无限。正如简史所写，“在以后的几十年中，对空间和时间的这种新理解是对我们宇宙观的变革。”

上帝掷骰子吗？凭借经典力学，高等数学的力量，人们下到深海探测，上到同步卫星，太空空间站，可谓无所不能。而这些科技活动的顺利开展都得益于物理学中公式定理的运用和计算。科学家只需在纸上演草就能准确预测未知的运动。一种决定论的思想油然而生。人们越来越觉得，只要给定足够的初始状态，这个系统以后任何空间上的事件都是可预知的，而且是唯一确定的。然而人类本身的主观意识排斥这种科学决定论，认为这侵犯了上帝干涉世界的自由。直到1926年，海森伯提出了著名的不确定性原理，他发现在量子态下，观察者不可能同时得到一个粒子的速度和它的位置，科学决定论才受到最有力的质疑。不确定性原理的人文意义是深远重要的。它宣告了完全确定性的宇宙模型寿终就寝。虽然就决定论和非决定论这个问题，爱因斯坦和波尔争的面红耳赤，撇开科学事业，仅从人文宇宙观念来看，非决定论才是人类梦寐的宇宙最终模型。如果一切都可以从足够的初态推导出来，那么是否意味着一个人一身的命运早已决定，是否意味着就你出生的那一刻，那些决定你初态的量就刻画了你所有的未来道路？显然人们不希望这样的人生，不希望自己的未来受所谓初态左右。因此，上帝也掷骰子，不确定的世界才是美丽，才是值得人类奋斗的。

黑洞是什么？至今我们对宇宙的认识已经较为体系。日心说建立了我们宇宙的基本框架，大爆炸理论给出了宇宙的来源的去向，现代时空观和不确定性原理深化了人类对宇宙中物质相互作用的认识。然而宇宙本身的神奇之处太多太多。黑洞，作为宇宙中最神秘的存在之一，不可以不提。黑洞是宇宙中质量的自噬产物，即超级质量星体受自身引力作用坍缩成奇点的现象。黑洞之所以称为黑洞，是由于其逃逸速度大到光速也无法满足其逃逸条件，而人眼需要光子刺激才能视察对象，又经过黑洞的光子无一幸免，故黑洞是看不到的，也因此呈现的是深空的黑色。是无法测量的。

时间旅行有什么困扰？科学意义上的时空旅行可以理解为超越光速的运动。如果一个物体能比光速更快到达某处，那么这个物体就实现了时间旅行。为此，爱因斯坦与罗森曾提出建立在广义相对论上的“桥”，即连接时空上任意两点的“桥”，也称虫洞。通过虫洞，物质能以极短时间到达任意地点，从而实现时间旅行。不过，不谈时间旅行的具体可行性，若当时间旅行可能，所带来的问题也是很多的。祖父悖论就是最著名的：一个人时间旅行回到他祖父的时代，并杀害他的祖父，那么按照逻辑学上，他祖父死了就不会有他这个孙子，这个孙子也不能回去杀害他的祖父。所以这是个蛇头咬蛇尾，自相矛盾的问题。霍金在简史中给出了自己的理解，要么时间旅行有其本身的限制，霍金称为时空曲率，即一个物体想进行时间旅行必须考虑到时空曲率的问题，可能一个人要回到他祖父时代的曲率不满足条件；要么，宇宙存在多重时空，不同时空中的人物独立存在，互不影响。即每个人都有千千万万个自己，生活在不同的宇宙，做着不同的事情。不过最终简史中并未明确回答时间旅行的困扰，或许这便是时间旅行本身神秘的原因吧。

什么是物理学的大统一？现代物理学家相信，粒子的本质是蜷缩的弦，蜷缩的程度，振动的频率和节点的数量不同导致性质不同，而由粒子相互作用产生的作用力：引力、电磁力、强作用力等也随之不同。但是当外界温度和压强达到足够程度时，所有蜷缩的弦将张开并表现为统一的性质，与此相关带来的就是基本自然力的大一统。即物质间只存在一种力，这种力便是现在所有力的本源。爱因斯坦后半辈子一直致力于寻找这种大一统理论，但是最终未能如愿。统一场论，很多人说这是物理学上的皇冠，是最终的理论，不过霍金在简史中却说，“一个完备的协调的统一场理论只是第一步：我们的目标是完全理解发生在我们周围的事件以及我们自身的存在。”

合上简史这本书，我好像刚进行完一次人类探索宇宙物质规律的长征。在这次长征中，了解了宇宙的框架、时空的定义、事件的演变不确定性、黑洞的特性、时间旅行的困扰和大统一理论的含义。不过，最重要的是得到了一个启示：人类的科技活动的最终目的就是不断完善并弄清楚我们及我们身边所发生的一切。