《時(shí)間簡(jiǎn)史》插圖版
作者:[英]史蒂芬·霍金
譯者:許明賢 吳忠超
版本:湖南科學(xué)技術(shù)出版社
2025年6月
距離我第一次閱讀《時(shí)間簡(jiǎn)史》
已有20多年
《時(shí)間簡(jiǎn)史》應(yīng)該是我讀過(guò)次數(shù)最多的一本書(shū)。從中學(xué)到大學(xué),一直到博士畢業(yè),它的中文和英文版本,我都反復(fù)讀過(guò)。我曾經(jīng)開(kāi)設(shè)過(guò)一個(gè)音頻節(jié)目,在節(jié)目中我也為讀者推薦了這本書(shū)——在推薦和講解的過(guò)程中,我當(dāng)然又讀了一遍這本經(jīng)典著作。
我至今還記得自己第一次在校門口的書(shū)店里見(jiàn)到《時(shí)間簡(jiǎn)史》的情形。它的封面是黑紅配色,作為“第一推動(dòng)叢書(shū)”中的一本與其他幾本和物理學(xué)有關(guān)的書(shū)籍并排擺放在書(shū)架上。后來(lái)我逐漸把這套叢書(shū)都集齊,不過(guò)我清楚記得這套書(shū)中我買的第一本就是《時(shí)間簡(jiǎn)史》——原因很簡(jiǎn)單,這本書(shū)實(shí)在是太有名了,它的作者是大名鼎鼎的理論物理學(xué)家史蒂芬·霍金。當(dāng)時(shí)剛上高中的我以為只要讀懂了這本書(shū),就能夠?qū)ξ锢韺W(xué)有深刻的理解,距離成為物理學(xué)家也就更近了一步。
電影《萬(wàn)物理論》(2014)劇照。
距離我第一次閱讀《時(shí)間簡(jiǎn)史》到現(xiàn)在已經(jīng)有20多年時(shí)間,不過(guò)當(dāng)時(shí)讀到霍金在書(shū)中講述“時(shí)間”“空間”“基本粒子”“黑洞”等概念時(shí)那種激動(dòng)的心情至今仍記憶猶新,畢竟這些內(nèi)容距離我當(dāng)時(shí)的生活太過(guò)遙遠(yuǎn)。想到物理學(xué)家每天都在思考這些話題,我就認(rèn)定物理學(xué)家是世界上最偉大,也是最幸福的職業(yè)。當(dāng)時(shí)我還有另一種全新的感受,就是這本書(shū)我并不能完全讀懂。其中一些講述物理學(xué)史的部分我還能大致理解,但是當(dāng)涉及更專業(yè)的知識(shí),我就只能囫圇吞棗,暫且記下一些諸如“黑洞輻射”“引力坍縮”“虛粒子”“蟲(chóng)洞”等看上去很酷的名詞。
在大學(xué)里我并沒(méi)有選擇物理學(xué)專業(yè)。不過(guò)作為理工科學(xué)生,我學(xué)習(xí)了關(guān)于相對(duì)論和量子力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。理工科學(xué)生普遍對(duì)基礎(chǔ)物理學(xué)感興趣。在我們的男生宿舍里,總會(huì)流傳著幾本關(guān)于物理學(xué)的科普書(shū),其中自然少不了這本《時(shí)間簡(jiǎn)史》。此時(shí)再讀這本書(shū),我對(duì)其中討論的時(shí)間和空間的性質(zhì),以及基本粒子的內(nèi)容開(kāi)始有了更多的理解,不過(guò)對(duì)于作者在最后所描述的物理學(xué)的大統(tǒng)一仍然感到困惑,不知道人類距離得到這樣一個(gè)完美理論究竟還有多遠(yuǎn)。
大學(xué)畢業(yè)之后我去英國(guó)留學(xué)?;蛟S是受到少年時(shí)理想的召喚,輾轉(zhuǎn)幾年之后我來(lái)到了劍橋大學(xué),選擇物理學(xué)為研究專業(yè)(我所在的是卡文迪許實(shí)驗(yàn)室,與霍金工作的理論物理系并不是同一個(gè)系)。湊巧的是,在這個(gè)大學(xué)城里,我的宿舍與霍金的住所距離極近,大約只相隔一條馬路。于是在很多個(gè)黃昏,我出門時(shí)都能看到一個(gè)婦人推著一輛裝有屏幕的輪椅走在劍河邊。一個(gè)老者以一種奇怪姿勢(shì)坐在輪椅中,他便是著名的理論物理學(xué)家霍金。這時(shí)過(guò)往的路人往往會(huì)停下,看向這個(gè)只有眼球能夠動(dòng)彈的老者,卻無(wú)人上前打擾。
在這樣奇妙緣分的驅(qū)使下,我開(kāi)始閱讀英文版的《時(shí)間簡(jiǎn)史》。此時(shí)我大約可以理解作者在撰寫(xiě)這本面向大眾的物理學(xué)科普書(shū)的思路了:由人類對(duì)于時(shí)間和空間的基本認(rèn)識(shí)談起,進(jìn)而討論時(shí)空的性質(zhì),然后由宏觀層面轉(zhuǎn)入微觀層面,講述關(guān)于粒子物理學(xué)的基本概念,將宏觀和微觀理論結(jié)合在一起討論黑洞的性質(zhì),最后在結(jié)尾處描繪將這些物理學(xué)理論融合在一起,最終形成一個(gè)大統(tǒng)一理論的美好前景。
時(shí)間和空間究竟是什么?
2018年3月14日,霍金在劍橋去世。當(dāng)時(shí)我已經(jīng)博士畢業(yè),成為一個(gè)科學(xué)記者。在霍金去世的第二天,我便趕到霍金曾經(jīng)工作的地方,劍橋大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)與理論物理學(xué)系,采訪當(dāng)時(shí)的系主任,也是霍金的同門師弟約翰·巴羅。我們的談話主要圍繞著霍金的學(xué)術(shù)生涯以及他與疾病作斗爭(zhēng)的一生,也談到了這本著名的《時(shí)間簡(jiǎn)史》。
巴羅教授解釋,這本書(shū)的成功實(shí)際上是多種因素疊加的結(jié)果。多年以來(lái),霍金與漸凍癥作斗爭(zhēng)的傳奇經(jīng)歷,對(duì)于時(shí)空和黑洞本質(zhì)的研究,加上他坐在輪椅上的獨(dú)特形象,使他成為物理學(xué)家中的代表性人物。這樣的人物出版科普著作,自然會(huì)吸引全世界的關(guān)注。另外,因?yàn)樗牟“Y需要醫(yī)護(hù)人員24小時(shí)照顧,客觀上他也需要通過(guò)創(chuàng)作一本暢銷書(shū)來(lái)獲得額外的收入?!稌r(shí)間簡(jiǎn)史》正是在這樣的條件下誕生的,它一方面要體現(xiàn)出這位理論物理學(xué)家的深刻思想,另一方面,也要盡量發(fā)掘最廣大的讀者群。
電影《萬(wàn)物理論》(2014)劇照。
巴羅教授介紹說(shuō),《時(shí)間簡(jiǎn)史》的初稿類似于學(xué)術(shù)論文,里面充滿了各種圖表和公式,但這本書(shū)的編輯認(rèn)為,如果文章過(guò)于專業(yè)化,將會(huì)失去大多數(shù)的非專業(yè)讀者。正是在編輯的建議下,霍金反復(fù)修改書(shū)稿,盡量用通俗的語(yǔ)言來(lái)解釋物理學(xué)概念,并在其中穿插講述物理學(xué)發(fā)展的歷史,最終創(chuàng)作出了這部經(jīng)典物理學(xué)科普著作。
那么,對(duì)于首次接觸到這本書(shū)的讀者來(lái)說(shuō),究竟該怎么閱讀《時(shí)間簡(jiǎn)史》?
從我個(gè)人的閱讀經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,這本經(jīng)典物理學(xué)讀物適合不同年齡段的讀者,更值得反復(fù)閱讀。因?yàn)檎Z(yǔ)言簡(jiǎn)單易懂,即便是中學(xué)生讀者也能大致理解作者的感受,即便有些地方還不能完全理解,只要能在頭腦中留下一些印象,記住一些名詞,也可以在心中埋下種子,激勵(lì)讀者學(xué)習(xí)更多的知識(shí)。
對(duì)于成年讀者,尤其是非物理學(xué)專業(yè),又對(duì)基礎(chǔ)物理學(xué)充滿好奇的讀者來(lái)說(shuō),通讀這本書(shū),基本就可以對(duì)基礎(chǔ)物理學(xué)的框架有所了解。當(dāng)然,這本書(shū)中雖然沒(méi)有讓人望而生畏的數(shù)學(xué)公式,但很多物理學(xué)名詞確實(shí)不易理解。按圖索驥,通過(guò)學(xué)習(xí)和檢索去真正理解這些名詞,這也是深入理解物理學(xué)的一個(gè)好機(jī)會(huì)。
《時(shí)間簡(jiǎn)史》最大的特點(diǎn)就在于,它用簡(jiǎn)單易懂又較為幽默的語(yǔ)言,將物理學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)以及當(dāng)代物理學(xué)的整個(gè)框架完美地結(jié)合在一起講述。時(shí)間和空間究竟是什么?又是什么規(guī)律在支配著宇宙的運(yùn)行?這些問(wèn)題在古人眼里可能是不言自明,或是根本無(wú)從談起。隨著對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)不斷加深,人類開(kāi)始逐漸認(rèn)識(shí)到時(shí)空的本質(zhì)以及最基本粒子的構(gòu)成規(guī)則。這一套學(xué)術(shù)體系的建立,可以說(shuō)是人類智慧發(fā)展的最高峰。通過(guò)這樣一本不算太厚的書(shū),普通讀者便可以對(duì)整個(gè)物理學(xué)體系的建造過(guò)程有所了解。我認(rèn)為,即便是對(duì)于物理學(xué)專業(yè)的學(xué)生和研究者來(lái)說(shuō),這本書(shū)中涉及的很多關(guān)于物理學(xué)史,以及科學(xué)哲學(xué)的討論也會(huì)讓人感到??闯P隆?/p>
《時(shí)間簡(jiǎn)史》出版后
物理學(xué)界發(fā)生了哪些大事?
《時(shí)間簡(jiǎn)史》并不是一本新書(shū)。這本書(shū)的首次出版時(shí)間是1988年,距今已經(jīng)有將近40年。在這期間,關(guān)于物理學(xué)的科普書(shū)籍層出不窮。那么為什么我們至今仍然推崇《時(shí)間簡(jiǎn)史》?最重要的一點(diǎn),就是這本書(shū)的作者霍金是世界上最知名的物理學(xué)家之一,他講述的語(yǔ)言雖然簡(jiǎn)單,但他所描繪的物理學(xué)框架值得信賴,講述的方式也值得人深思。我們讀這本書(shū),不單單要學(xué)習(xí)書(shū)中所講述的知識(shí),更可以通過(guò)作者講述的順序和方法來(lái)體會(huì)作者對(duì)物理學(xué)的理解。
我們說(shuō)這本書(shū)尚未過(guò)時(shí),其實(shí)也揭示了近幾十年來(lái)物理學(xué)發(fā)展一個(gè)令人有些沮喪的事實(shí)——從20世紀(jì)后半葉至今,在基礎(chǔ)物理學(xué)領(lǐng)域取得的突破并不多,整個(gè)物理學(xué)的框架趨于穩(wěn)定,物理學(xué)研究的最高目標(biāo)——融合相對(duì)論和量子力學(xué)的萬(wàn)物理論看上去仍然遙不可及——這也讓喜歡物理學(xué)科普讀物的讀者不必一味追求最新的作品。
雖說(shuō)近幾十年來(lái)在基礎(chǔ)物理學(xué)領(lǐng)域取得的突破并不算多,但并不等于沒(méi)有,我們可以大致總結(jié)一下,從《時(shí)間簡(jiǎn)史》出版到現(xiàn)在的這段時(shí)間里,在物理學(xué)界發(fā)生了哪些大事。在這期間最重要的,莫過(guò)于在20、21世紀(jì)之交,科學(xué)家通過(guò)堅(jiān)實(shí)的證據(jù)發(fā)現(xiàn),整個(gè)宇宙正在加速膨脹。要注意,宇宙膨脹和宇宙加速膨脹完全是兩個(gè)概念。發(fā)現(xiàn)宇宙在加速膨脹,說(shuō)明在宇宙中存在著一種人們尚不理解的能量在推動(dòng)著時(shí)空膨脹。這正是如今宇宙學(xué)研究的最大謎題:暗能量之謎。在《時(shí)間簡(jiǎn)史》的第三章里,霍金用了很大的篇幅講述人類發(fā)現(xiàn)宇宙正在膨脹的故事。當(dāng)時(shí)人類尚未發(fā)現(xiàn)推動(dòng)宇宙加速膨脹的暗能量。
電影《萬(wàn)物理論》(2014)劇照。
霍金在寫(xiě)作《時(shí)間簡(jiǎn)史》時(shí),整個(gè)粒子物理學(xué)的基本框架已經(jīng)大致確定。這個(gè)框架以描述基本粒子的“標(biāo)準(zhǔn)模型”為基礎(chǔ)。不過(guò)當(dāng)時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)一種由標(biāo)準(zhǔn)模型所預(yù)測(cè)的基本粒子——希格斯玻色子(Higgs Boson)。直到在2012年7月4日,歐洲核子中心(CERN)宣布他們通過(guò)大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的粒子對(duì)撞實(shí)驗(yàn)終于發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子。這也標(biāo)志著標(biāo)準(zhǔn)模型的最終完成。(在這之前,霍金曾經(jīng)表示他并不相信希格斯玻色子真正存在。)
在2015年9月14日,物理學(xué)家又通過(guò)激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)和室女座干涉儀(VIRGO)直接探測(cè)到了引力波的存在。這是人類首次探測(cè)到時(shí)空自身所產(chǎn)生的漣漪,也再次驗(yàn)證了愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論。
我相信,如果霍金依然在世,并且有能力進(jìn)行寫(xiě)作,以上提到的這些內(nèi)容都會(huì)是他在再版《時(shí)間簡(jiǎn)史》時(shí)所添加的重點(diǎn)內(nèi)容。在這本新版的《時(shí)間簡(jiǎn)史》里,已經(jīng)補(bǔ)充了暗能量、宇宙加速膨脹和引力波的相關(guān)內(nèi)容。如今大師已經(jīng)去世,讀者在閱讀他的經(jīng)典作品時(shí),該考慮到這部作品的完成時(shí)間,然后在新增內(nèi)容的基礎(chǔ)上通過(guò)其他渠道去了解更新的知識(shí)。
在2016年10月,我赴瑞典首都斯德哥爾摩報(bào)道當(dāng)年的諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)情況。我問(wèn)當(dāng)時(shí)的諾貝爾物理學(xué)委員會(huì)執(zhí)行主席,烏普薩拉大學(xué)物理學(xué)教授尼爾斯·馬藤松,諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)有沒(méi)有可能授予純理論研究者,比如史蒂芬·霍金?馬藤松回答說(shuō):“霍金教授當(dāng)然是一位杰出的物理學(xué)家,但是作為諾貝爾委員會(huì)的成員,(關(guān)于誰(shuí)可能獲獎(jiǎng))我實(shí)在是不能說(shuō)更多。如果只針對(duì)你的問(wèn)題,我可以回答,諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)確實(shí)可以授予純粹的理論研究者?!?/p>
4年之后,著名數(shù)學(xué)家和理論物理學(xué)家羅杰·彭羅斯“因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)黑洞的形成是廣義相對(duì)論的一個(gè)穩(wěn)健預(yù)測(cè)”而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。彭羅斯和霍金曾經(jīng)有過(guò)持續(xù)多年的緊密合作。在彭羅斯獲獎(jiǎng)的領(lǐng)域,有很多工作正是由他和霍金共同完成的。
幾十年來(lái),《時(shí)間簡(jiǎn)史》作為物理學(xué)科普的經(jīng)典作品一直暢銷不衰,不僅是因?yàn)槠湔Z(yǔ)言通俗易懂,其中所蘊(yùn)含的思想又十分深刻;也是因?yàn)樽x者對(duì)于作者霍金的傳奇人生充滿了好奇與敬意。我愿意把這樣一部我從少年一直讀到中年,影響了我一生的經(jīng)典作品再次推薦給讀者朋友們。
本文節(jié)選自《時(shí)間簡(jiǎn)史》插圖版導(dǎo)讀手冊(cè),已獲得出版社授權(quán)刊發(fā)。
原文作者/苗千
摘編/何也
編輯/王銘博
校對(duì)/楊利