《时间简史》读书笔记

小时候，夜晚看着满天的星星总有一种向往，幻想着能有来自哪颗星星的神秘物种赐予我超能力。后来，当我知道大部分的星星都是太阳，更加坚定有存在地外生命的星球。我们看到的星星是几亿或几万年前的星星，也给宇宙涂上了神秘的色彩。正是由于童年对宇宙的好奇，所以在暑假中我毫不犹豫地选择了一本久仰其大名的宇宙科普读物——《时间简史》读。

《时间简史》是著名的英国理论物理学家、宇宙学家斯蒂芬·威廉·霍金为通俗化高深物理理论所著。尽管如此，书中还是有很多地方难以理解。据说霍金曾经说过，能够读懂这本书中每一句的人就够资格攻读引力物理博士了，这给我一点点安慰和继续读下去的勇气。 这本书在开头部分讲述了我们宇宙的图像。早在公元前340年，人们就知道了我们的地球是圆球而不是平板。人们对真实世界逐渐地了解，从地心说到日心说；从静止的宇宙到膨胀的宇宙。牛顿提出的万有引力定律解释了为什么各个行星绕着其他星球转动。根据万有引力定律，所有物体都被另外的物体吸引，物体质量越大，距离越近，相互吸引力也越大。但是如果空间有限，由于星体之间的相互作用，最终会使所有星球都被吸引而坍缩，而事实上宇宙并不如此，所以应该有无限多星体均匀地分布在无限空间中使这种情形不至于发生。如果从另一方面考虑，一定区域的星体会坍缩在一起，再在其外面均匀地加上无限多的星体对原先的星体是没有影响的，所以这些星体还是会坍缩在一起。牛顿引力理论必然会导致宇宙不可能静止。

关于宇宙的产生，现在比较为大家接受的说法是大爆炸，而在宇宙开端之前，时间是没有意义的。奥古斯丁曾经说过：时间是上帝所创造的宇宙的一个性质，在宇宙开端之前不存在。对于普通人来说，这种说法听起来很荒谬，也很难理解。事实上，时间并不是像我们想象的那么简单，我们必须改变对时间的理解。大部分人包括亚里士多德和牛顿都相信绝对时间。他们相信两个事件之间的时间间隔是不可改变的，时间和空间之间是独立的。爱因斯坦提出的狭义相对论解释了：对于所有观察者而言，光速都是一样的，而且当物体以接近光速运动时质量会变得很大，要加速将变得更困难，所以它永远达不到光速，因为那时它的质量就会无限大。然而这种理论和牛顿引力理论不是很协调。于是爱因斯坦又提出了革命性的广义相对论。他认为引力不像其他种类的力，它只不过是空间——时间不是平坦的这一事实的后果。大质量的物体会使空间——时间弯曲，地球围绕着太阳转的时候虽然沿着弯曲的轨道做圆周运动，但是它事实上是沿着空间中最接近于直线的轨迹运动。这就像一架飞机在多山

的地面上飞行，它在三维空间是沿着直线走的，但是在地面上的影子却是弯曲的，因为地面不平坦。在太阳周围的空间——时间由于其质量而弯曲，所以光线在太阳周围就不能沿着直线走。在正常情况下很难观察到这个效应，但是在日食时就可能观察到，这正好验证了广义相对论的正确性。大质量的物体可以让时间变得慢一些。因为光的能量和频率相关：能量越大，频率越高。当光经过大质量的物体会失去能量而频率下降，光速恒定，必然导致时间变慢。在19xx年，验证到水塔顶上和底部的精确的钟时间不同步，接近地球的钟走得更慢。这种现象可能让人大跌眼镜了，以我们以前所知道的，时间是绝对的。如果时间可以不同步的话，那么我们想像的时空隧道就可能由于某种原因而真实存在了。事实上，历史上的确多次存在穿越时空事件。19xx年，在一次热气球比赛中，哈里·洛根和德里克·诺顿乘做的热气球在魔鬼三角地带神秘地失踪，经多方查找，仍无下落。在19xx年春天古巴的春季热气球比赛中的那只失踪了36年的热气球，在原来失踪的地方又突然出现。洛根和诺顿仍然和当年一样年轻，在他们看来只有几秒钟的时间，对地球来说却已经有36年。这让我想到了马航MH370。马航已经失踪半年了，至今仍然没有找到，不排除进入时空隧道的可能。也许过个几年，十几年，甚至几十年后，飞机或许真的会再次出现，让我们为马航MH370默默祈祷。

19xx年，我们现代的宇宙图象才被奠定。美国天文学家埃得温·哈勃证明了，我们的星系不是唯一的星系，并且他用绝对光度计算出了我们与其他星系的距离。那么那些星球离我们那么远，我们怎么区分它们的种类呢？不同恒星的光谱不同，而且某些颜色在光谱里找不到。因为每一种化学元素都会吸收独特的光谱线组，根据失去的谱线能确定恒星大气中存在的元素。20年代天文学家观察光谱时发现了一种奇异的现象，所有星系的线光谱和银河系一样具有吸收的特征线组，但是这些线组都会出现红移现象，即向光谱的红端移动。人的眼睛看不同频率的光颜色不同，人眼睛能看到的频率最低的光是红色，频率最高的光是蓝色。如果星系离我们远去，由多普勒效应我们可以知道眼睛看到的光的频率会减小，即出现红移现象；而如果星系靠近我们，眼睛看到的光的频率会增大，则出现蓝移现象。那么如果星系运动是紊乱的，红移光谱和蓝移光谱会一样多，但是事实却是大部分星系出现红移现象，这意味着星系都在离我们远去，宇宙在膨胀！而我们在宇宙中的位置并不特殊，只有所有星系都相互离开才能出现我们所看到的现象。我们可以想象这样一种情形：一个气球上画了很多斑点，当气球膨胀时任何两点的距离都在增大。类似的，这样就可以任何两个星系都在相互远离。

宇宙可能从大爆炸开始，并且到目前为止一直在膨胀，那么宇宙有没有边界呢？如果有，

宇宙外又可能是什么呢？我曾经非常愚蠢地做了一个简单的推论。我先假设宇宙是有界的，如果有界，那边界外必定存在，每个边界都存在边界外，这样无限个边界便是无限。而无限的宇宙意味着无限的物质，这样很难让自己接受，于是我觉得可能是人对无限的理解有错误。可是后来，我发现我把问题引到死胡同，以人太低能无法理解结束了问题，这显然是不合理的。关于宇宙的边界的一系列问题，人们将广义相对论和量子力学的测不准原理结合在一起，就可能使空间和时间都是有限的，却没有任何边界。这就类似于地球的表面，虽然地球的面积是有限的，但它却没有任何边缘，只不过地球表面是二维的。而空间是三维的，第四维时间也是有限的。

将宇宙的内容分割成物质和力的这种做法一直沿袭至今。亚里士多德认为物质是连续的，人们可以将物质一直分割下去。我本来也一直这样觉得，可当我知道光速是所有物质运动的速度的极限时，我就不太相信物质可以一直分割了。在狭义相对论发表时，人们还认为原子不可分割，后来汤姆逊证明了电子的存在，人们逐渐了解了原子的结构，质子和中子被认为是物质的组成单位。事实上它们是由更小的粒子夸克组成的。当然，现在还不能说是否有比夸克还小的粒子。任何粒子都有和它相湮灭的反粒子，也可能存在由整个反粒子构成的反世界和反人。如果你遇到了反你和你握手，你们将会在一个巨大的闪光中消失。

黑洞是时空的一个区域，它由恒星衰老坍缩而形成，其引力非常强，以至于任何东西甚至光都逃不出来。黑洞中存在时空曲率无穷大的奇点，在那里任何定律都失去作用，时间也将终止。根据广义相对论，宇宙必须有个开端，并且有个终结，空间——时间在大爆炸奇点处开始，并会在大挤压奇点或黑洞奇点处结束。当然，这只是基于一定科学理论的猜想，包括大爆炸也是，宇宙的开始与结束是否真的如此，还是个未解的迷。

《时间简史》这本书让我站在霍金的肩膀上，对宇宙稍微多了那么一点点的了解。相对于宇宙，人类的力量是那样的微不足道。如果宇宙注定要有终点，生命的存在就会那么没有意义。无论是小到地上的蚂蚁，还是大到人类的文明都将会消失在茫茫世界中。而我自己的所遭受的苦与乐，成功与失败都必然湮灭在时间里，想到这里，不免有一些伤感。这一切存在已经是无法改变的事实，每个生命都要继续走下去。前面的路依然看不到尽头，生命仍然因为本能，因为信念，因为心灵的满足而活着，毕竟这就是宇宙。

 

第二篇：时间简史 读书笔记

读《时间简史》有感

《时间简史》是由英国伟大的物理学家、黑洞理论和“大爆炸”理论的创立人史蒂芬·霍金撰写的一本有关宇宙学的经典著作，是一部将高深的理论物理通俗化的科普范本。在这部书中，霍金带领读者遨游外层空间奇异领域，对遥远星系、黑洞、夸克、“带味”粒子和“自旋”粒子、反物质、“时间箭头”等进行了深入浅出的介绍，并对宇宙是什么样的、空间和时间以及相对论等古老问题做了阐述，使读者初步了解狭义相对论以及时间、宇宙的起源等宇宙学的奥妙。书的名字就告诉了我们，时间的基本性质。从有人类科学到现在，人类基本还没有能力去证明时间的开端与终点，而且现在我们所使用的时间概念只是针对个别的事物而言。还有就是到现在人类对于宇宙它的开始与终结也没有相关数理根据。只能还在百家争鸣地去概括一些现象。 一般认为，爱因斯坦的广义相对论是用于描述宇宙演化的正确的理论。在经典广义相对论的框架里，霍金和彭罗斯证明了，在很一般的条件下，空间－时间一定存在奇点，最著名的奇点即是黑洞里的奇点以及宇宙大爆炸处的奇点。在奇点处，所有定律以及可预见性都失效。奇点可以看成空间时间的边缘或边界。只有给定了奇点处的边界条件，才能由爱因斯坦方程得到宇宙的演化。由于边界条件只能由宇宙外的造物主所给 定，所以宇宙的命运就操纵在造物主的手中。这就是从牛顿时代起一直困扰人类智慧的第一推动力的问题。 如果空间－时间没有边界，则就不必劳驾上帝进行第一推动了。这只有在量子引力论中才能做到。霍金认为宇宙的量子态是处于一种基态，空间－时间可看成一有限无界的四维面，正如地球的表面一样，只不过多了两个维数而已。宇宙中的所有结构都可归结于量子力学的测不准原理所允许的最小起伏。从一些简单的模型计算可得出和天文观测相一致的推论，如星系、恒星等等的成团结构，大尺度的各向同性和均匀性，空间－时间的平性，即空间－时间基本上是平坦的，并因此才使得星系乃至生命的发展成为可能，还有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论成为一门成熟的科学，它是一个自足的理论，即在原则上，单凭科学定律我们便可以将宇宙中的一切都预言出来。 在这部书中，霍金带领读者遨游外层空间奇异领域，对遥远星系、黑洞、夸克、“带味”粒子和“自旋”粒子、反物质、“时间箭头”等进行了深入浅出的介绍，

并对宇宙是什么样的、空间和时间以及相对论等古老问题做了阐述，使读者初步了解狭义相对论以及时间、宇宙的起源等宇宙学的奥妙。 宇宙论是一门既古老又年轻的学科。作为宇宙里高等生物的人类不会满足于自身的生存和种族的绵延，还一代代不懈地探索着存在和生命的意义。但是，人类理念的进化是极其缓慢和艰苦的。从亚里士多德—托勒密的地心说到哥白尼一伽利略的日心说的演化就花了20xx年的时间。令人吃惊的是，尽管人们知道世间的一切都在运动，只是到了20世纪20年代因哈勃发现了红移定律后，宇宙演化的观念才进入人类的意识。人们甚至从来没有想到过宇宙还会演化。牛顿的万有引力定律表明，宇宙的物质在引力作用下不可能处于稳定的状态。 尽管霍金教授的著述极为清晰而机智，有些读者仍然觉得难以掌握复杂的概念。为了使读者加深理解，《时间简史》还增加了240多幅彩色插图，包括卫星图像和照片。这些都应归功于诸如哈勃空间望远镜和电脑三维和四维实体成像等技术进步之赐。详细的插图说明使读者能体验到星系际太空的广漠、黑洞的奇妙性质以及物质和反物质碰撞的粒子物理的微观世界。作为一本飨以读者宇宙学的最新理解的经典著作，《时间简史》插图本是探索时间和空间核心秘密的引人入胜的故事。

看了霍金的书后，使我对于整个宇宙的基本组合有了最基本的认识，从开始的人类对于宇宙的看法的几个观点改变，证明了我们文明在不段地进步。由托勒密的地心说到哥白尼的日心说，到卢瑟福的原子构造图，再到爱恩斯坦的虫洞等都是由不同的人用不同的角度去看待这世界上所有的事物。他教会了我们如何正确地看待世界以及我们周围的许许多多的奇异的事情，任何事情的发生都是有一定的依据的，它让我们学会了用科学的眼光来看待事物，而不是遇到难懂的事物就盲目的相信迷信之类的歪理邪说。

就我而言，对于能用科学理论解释奇异事物的书刊杂志便很感兴趣。但是由于自己认知水平有限，对该书不得不一字一句地慢慢理解，可仍然还是有不少地方弄不明白。也难怪就连霍金先生在某一场合也曾说过，能够读懂全书的每一句话的人，就已经够格攻读引力物理博士学位了。虽说只学到了点皮毛，但对自己的知识面还是个很大的扩充并对自己发现问题、分析问题、解决问题的能力也有了不小的提高，这让我不觉得对霍金先生深厚的学术造诣敬佩不已。

“任何物理理论总是临时性的：你永远不可能将它证明。不管多少回实验的结果和某一理论相一致，你永远不可能断定下一次结果不会和它矛盾。”是我看《时间简史》中最受启发的一句话了，这句话大概意思是，所有的物理理论，你永远不能说是真理，哪怕是准确推测了一千万次，只要下一次出现了不符合的推断。那么这个理论就错了。

正如马克思的座右铭，思考一切，换而言之也就是怀疑精神。怀疑精神是人类前进的动力，只有这样文明才会进步，不然，面临的结果只会是停滞不前。 以前，我从没有过这个观念。我总觉得老师讲的物理理论，比如牛顿定理，是像古代帝王欢呼的那样千秋万代，丝毫不用改变，行之四海而皆准的。反省才明白，所有的理论都不过是一时的，这还说的是适应的有效的理论，这些理论存在的目的，是更方便人的生活和思考，比如牛顿力学，用它可以建造很多东西，提高人类的生活质量。所有的理论都是为了更好的解放人，而不是用理论捆绑人。所有的理论的另一个意义就是台阶的意义，让人能踩着这个台阶向更高走去，能有一个起点，去发现新的东西。在爱因斯坦狭义相对论发展到广义相对论的中间，之所以要发展的原因就是狭义相对论很难解决引力问题。

读了这本书之后，脑中一直萦绕着许许多多的问题。宇宙到底有没有过大爆炸？宇宙到底是否曾经是一个无限小的点？宇宙到底是不是在无限的膨胀还是最后会坍缩，还是最后趋于稳定？宇宙到底在时间上要不要有个开端？宇宙是无限的还是有尽头？人类能否发明出时光机回到过去或是来到未来？??所有的问题接踵而来，让人应接不暇。但是这种种的问号又是那么的有趣，那么的吸引我们的目光，让人浮想联翩。可能这一切一切的问题，你或许现在就能给出一个“满意”的答案，可是谁又能知道，你给出的答案或许就像是从比萨斜塔上落下的那两个不等重的铁球不同时落地的“真理”呢？可能仅仅在当时的情景下被人们所认可，但是随着科技的发展和人类的进步，将会有更多的伽利略站出来，告诉你不是这样的；也会有更多的哈勃望远镜向你展示，原来宇宙真的并不像你想象中的那样，而是真真切切的正如你眼前所视，此时你可能会有所迷惑，到底什么才是真理？没有人能给你一个满意的答案，正如没有人能预测你的未来会怎么，一切都要交给时间。或许在不久的将来，人类就能进行太空旅行，或许仍然在浩瀚的宇宙面前无所适从??

在《时间简史》中霍金所有理论公式都弃置不用，因为别人告诫他，放在书中的每一个方程都会使本书的销售量减半。霍金成功了，此书自经问世，已售出1000万册。霍金曾戏称，写此书的目的是为了给女儿挣学费，结果是，他女儿得到了丰足的学费，而读者获得了丰富的知识。

人们对于霍金的景仰，还来自于霍金对科学的执著精神和对生活的勇气。霍金20岁时被诊断出患有肌萎缩性侧索硬化，该病将导致瘫痪，医生甚至预言他还只有两年的寿命，然而霍金却创造了奇迹。尽管如今他只能坐在装有马达的轮椅里，依靠一个电脑发声合成器，以正常人十分之一的速度与人“交谈”，生理上他寸步难行，智慧上却一跃千年，跑到几十亿光年之外，那宇宙的边缘。他同其他科学家一样，用自己的经历告诉世人：执著的探索精神是生命的最大动力。 霍金所说的一切不可能都是绝对真理，他是一个探索者，在不断探索新的事物。他不仅推崇数学作为最严谨的形式逻辑的威力，更处处引证实际观测结果作为理论可信的基本条件。正如作者在书中指出的：“无论如何，科学的力量在于凡是未经实验验证的东西就不能被认为是真实的存在。”所以，在任何一种理论被实验或观测事实多次重复地证明之前，它是不可能为科学界所承认和接受为一种科学理论的，不管提出这种理论的是何许人。就宇宙学来说，说“宇宙在空间和时间上是无限的”，这对哲学家们来说可能一般地是正确的，但在现代自然科学中，科学家们往往避免使用或者根本就不使用这种说法。因为任何科学理论只能以实验和观测证据为基础，而任何实验和观测只能作用于有限的客体。所以对于现代天文学家、宇宙学家，他们所能研究和讨论的只能是可实验、可观测的具体而有限的宇宙，而对于望远镜看不到的更遥远的宇宙深处，他们将会老老实实地告诉你“这还是一个未解之谜”。这就是科学。科学永远不会标榜自己“无所不知”。重要的是，人类必须思考，必须继续不停地思考。人类必须努力拓展知识领域，但有时人们确实不知道从何处入手。我们不知道知识的边界在哪儿，是不是？因为你不知道起点在哪里。

如果我们发现了完整的宇宙理论，我们应当及时地让所有的人都能理解它的基本原理， 而不仅仅只限于少数科学家。到那时， 我们所有的人——— 哲学家、科学家，以及普通大众，都能够参与关于我们和宇宙为什么存在的问题的讨论。如果我们找到了这一问题的答案，人类理智将奏起终极胜利的凯歌，因为人

类获得了最后的胜利。

最后，从这本著作中，我深深的了解到科学上的很多重大的进展都是许多伟大的科学家们不盲目的追随权威，而是有自己的思想和见解，有时甚至冒着生命的危险，提出自己的理论，这样的事例不胜枚举。对于现今这样一个日新月异的社会，大学被赋予的历史使命将不同于往，它肩负着培养出下一代有着卓越创新能力的复合型人才，作为 一21世纪的大学生，应庆幸我们有一个好的环境来进一步求学，拓展自己的知识、开阔自己的眼界、活跃自己的思维、培养自己的能力，所以，我们更应该充分利用这样一个好的条件来努力学习，在学习方面我们也不应该盲目相信课本上的条条框框，而是带着自己的思想、自己的见解来求知问道。