无言的宇宙读书笔记(实用11篇)
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无言的宇宙读书笔记篇一
作为一名理科生,高中时期,我们学习了牛顿万有引力,也学习了爱因斯坦的相对论。在我的印象中,万有引力定律是适用于宇宙中一切物体运行的规律,而相对论,我只记住了质能转换方程e=mc2以及老师口中说的时空变化(对于速度增大到一定程度,时间就会变慢这一现象,我一直不明其里),这两者之间,似乎并没有什么联系。
读了《极简宇宙史》后,我才发现,自己以前学的知识,全是一知半解,知其然而不知其所以然。
科学家们利用万有引力定律在太阳系八大行星上进行验证,结果发现,离太阳最近的水星,其运行轨道与计算有一点偏差,并不完美。
牛顿的公式给物体如何互相吸引定了量,但它没有解释引力到底是什么东西。(科学家的思维,和我们差别确实很大。上学时,我竟从来没有思考过引力的来源这一问题)。
有一个科学家提出了一个疯狂的想法:宇宙的构造是一张3d甚至4d不可见的膜,当一个人跌落时,并不是有一个往下拉的力让他跌落,而是他沿着宇宙构造中一个不可见的斜坡滑行而已。疯狂想象,仔细求证,在牛顿死后一百五十多年里,水星的轨道偏差问题,被他解决了,这个人就是爱因斯坦。那个将物质与宇宙的局部几何联系起来并用以解释本质的理论,被称为广义相对论。宇宙中所有的物体,行星、恒星、星系、星系群都会引起周围的时空弯曲,使附近的物质顺着时空斜坡滑下,这就是引力的来源。
现在,我们知道了,牛顿的万有引力定律有其局限性。同理,广义相对论也会有它的局限。时空在它所包含的物体周围弯曲和拉伸,那么,不停地将能量加入到某个空间,当弯曲变得越来越厉害时,最初形成弯曲的不管什么东西都会被进一步挤压,让那里的密度越来越高,形成一个恶性循环,直到无情地让时空崩塌,这种崩塌,超出了广义相对论所能应对的范围。黑洞即是如此。因此,我们需要一个更大的理论,哪怕是仅仅为了解释这些崩塌。而这,正是科学家们现在做的工作。
虽然牛顿没有发现自然的终极理论,虽然爱因斯坦的相对论也有其局限性,但这并不妨碍他们的理论成为伟大且正确的理论。正如作者后记中所说:为了找到正确,我们需要错误,这样我们才能向前进步。这句话,不仅仅适用于科学研究,也适用于我们社会生活的方方面面。
无言的宇宙读书笔记篇二
《果壳中的宇宙》是史蒂芬·霍金为其成名著作《时间简史》在20xx年写的续篇。
你或许很难理解爱因斯坦的《相对论》,但读过《果壳中的宇宙》的前两章后,你便可了解它所基于的哲学原理。读完这本书之后,你就了解了建立一个统一“量子理论”和“相对论”的理论的重要性,以及物理学家为之所进行的探索。
在众多的理论中,弦理论被认为是最有希望的理论,因而霍金的这本书中投入了大量的篇幅来解释什么是弦理论。弦论假设不存在粒子,而只有弦在空间中运动,一条弦就是一个画在空间中的圈,各种不同的粒子只不过是弦的不同振动模式而已。当一条弦随时间运动时,它的轨迹不是一条线而是一根管子。两条弦还可以结合形成一条新弦,一条弦也可以分裂成两条。自然界中的'一切相互作用,包括电子和光子的相互作用,都可以用弦的分裂和结合来解释。从某种程度来说,弦论已经统一了强力、弱力、电磁力和引力,因而弦论也被称为大一统理论。
在研究的过程中,存在着五个不同种类的自洽弦理论,这与弦论追求一种单一理论的初衷相左。经过数年努力,物理学家终于找到解决问题的钥匙。尽管目前这一理论还未得到一个大家一致赞同的形式,但至少已为它起了一个名字:m理论。
在m理论中,时空是10维或者是11维的,为什么日常生活中所见的时空是4维的呢?霍金认为,存在着两种可能的解释:一可能是所有额外维的尺度非常小,甚至如普朗克尺度那样小,实在难以观察到;二可能是额外维的尺度相当大,甚至可达无穷大,只是在目前的观察条件下尚未观测到。霍金认为,大的额外维是新理论探索中的激动人心的进展,它蕴涵着我们生活在一个胚世界中。强力、弱力和电磁力将被限制在这个胚中,所以任何与引力不相关的物理问题就会和在4维时空中的一样。与此相反,引力则会弥散到整个高维空间中去。
考虑到大的额外维度,起初的弦理论(认为时空包含4个展开的时空维度和6到10个卷曲维度)中弦的概念可以被可以进一步推广到p胚,即高维空间的p维客体。霍金认为,时空就是一张推广了的“膜”,不过这张膜不是2维的,而是4维的(不同于起初一维的弦)。
霍金认为,在4维“膜”世界中,人类生活在一个胚中,邻近还有另一个“影子”胚。因为光被限制在胚中,不能传播到另一个胚,所以人类不能看到影子世界。但是人类会感觉到影子胚中的物质的引力影响。这种引力在人类所在的胚世界中会显示成一种“暗”源(暗物质)。检测“影子”胚的仅有办法是通过引力的途径。
按照霍金的无边界设想,胚世界的自发创生有一段“虚时间”的历史。在这段历史中,宇宙像一个果壳:一个4维球面(不妨想像成是一个多了两维的核桃壳)。只是果壳是空的,在这胚世界图像中的4维果壳是满的:人类生活其中的胚在虚时间中的历史是一个4维球,它是一个5维泡泡的边界,而余下的5维或6维是卷曲的,并且卷得非常小。
以上是对霍金的最新科普书籍《果壳里的宇宙》的简述,其中每一段的内容都是很多科学家多年研究的结果,因而在短时间内理解这些内容是不可能的。老实地说,到目前为止我也只能理解这本书的前两章。虽然我也读过有关弦理论的其它科普读物(如《宇宙的琴弦》),我仍不能理解弦理论当前发展的状况。据我所知,弦理论发展的初衷是解决量子理论和相对论之间的矛盾,之后由于标准模型的成功(统一了强力、弱力、电磁力并与狭义相对相容,但不能包括引力,即与广义相对论不相容)以及其弦理论给出的预言在实验中不能被验证,弦理论受到冷落。之后弦理论的发展是基于小的卷曲维度(小于普朗克长度,对其探测超出当前实验条件,或许永远不能被探测)来弥补之前理论的缺陷以及预言,后来为囊括多种版本的弦理论,m理论被提出。考虑弦理论的这个发展历程,我有中云里雾里的感觉,并对这个研究方向感到极大地担忧。由于它的发展脱离了实验验证,因而我很怀疑发展这种理论的意义所在。
无言的宇宙读书笔记篇三
对于宇宙这个神秘,遥远的地方,我充满了好奇。3,4岁的时候,我甚至以为宇宙是一个国家,即使是现在,提起宇宙,我也会产生许多疑问,比如宇宙里有什么?日食,月食是怎么回事?宇宙怎么诞生的?地球是怎么形成的?等等。这下好啦,老师借给我一本《神秘的宇宙》,让我读一读。我抚摩着书的封面,想到以前的疑问都将得到准确的解答,心中溢满了激动与兴奋。
翻开美仑美奂的书皮,每一页都有详细的文字介绍和大量有关内容的图画,我看起来就不愿放下,当我看完最后一页时,才意识到这本书看完了。看完书后,心中的疑团迎刃而解,真有一种豁然开朗的感觉。我明白宇宙里的行星,恒星和一切一切都是运动的,宇宙是从一次大爆炸中产生的。我还明白了当月球刚好位于太阳和地球中间时,月亮挡住地球的主体部分,这便成了日食。当地球位于太阳和月球中间时,地球挡住了月球,这就是月食。我知道了拖着长长的尾巴,偶尔从天空中划过的叫做彗星,至今人们已经发现了不少彗星,如哈雷慧星,罗兰彗星。一般彗星的名字都是以发现者的名字命名的。从这本书中学到的知识实在太多太多,我讲也讲不完。
宇宙还是有许多秘密的,是的,许多许多,是所有书中所没有写到的。这些秘密也肯定超越人们的想象,这些秘密是什么呢?也许只有未来知道。但是现在我们要做的,就是不断探索。通过努力,相信我们都将有意想不到的收获。在这本书中,最后一篇是“未来”,上面有许多假说,有的说:“宇宙中的星云会消失,那时宇宙会一片黑暗。”有的说:“宇宙是从爆炸中产生的,也会在爆炸中消失。”但这毕竟是假说,事实,只有在不断为好奇和梦想而探索中长大的你我根据科学和努力,才能知道了。美国总统尼克松还说过呢,“命运给予我们的不是失望之酒,而是机会之杯。”这不就是在鼓励我们吗?就让我们一起奋斗,一起探索。相信宇宙的秘密的发现者,是你和我。
无言的宇宙读书笔记篇四
几个银白色的大字,黑色的封面,中间有一个若隐若现的果壳,它敞开着,里面是一个宇宙,在混沌虚空中的宇宙,在果壳中的宇宙。
它看似那么平凡,却又吸引着我,我犹豫着把它从书架上取下来,看到史蒂芬·霍金著后,它仿佛得到了肯定。和其它书一样,它有前言,有目录,不过我基本不会看,不太好的习惯。
相对论”,它好似在讲一个故事,在说爱因斯坦的广义相对论,但它绝不止这么简单。书中很快就对他的简史作了介绍,丰富的插图和幽默的语言,让我愉快地读完了七章。读的过程中,它好似有种魔力,让我沉醉在它奇妙的世界里,带着我在宇宙中翱翔。虽然我不懂多少物理知识,但在它风趣的语言和清晰的思路中,让我看见了许多新鲜的事物,如:黑洞、超弦、10维膜、维超引力等我从未见过的元素和物质,它们让我领略了这宇宙的奇妙无比。
这看似一本普通的物理学书,但它所涵盖的是超过空间,超过维度,超过时间的一种力量!人类就像宇宙中的一粒尘埃,我们只有有限的身体,有限的时间,但我们的思维却可以像宇宙那样无边无际!我们现在知晓的,可能只是冰山一角。看完这本书后,我明白,人类的潜力是远远大于这座冰山的。
50年没有走过路了,50年没有自己吃过饭了,但靠他两根手指操控的电脑,已经达到了普通人无法达到的辉煌!
我们拥有着健康的身体,我们依然过着要什么就有什么的生活,我们同样在果壳中的宇宙生存,我们何时才能像他一样走向人类的巅峰,何时又能超越那巅峰,去与茫茫宇宙抗衡!
读完全书,我想到了莎士比亚《暴风雨》中米兰达的唱段:呵,膜的新奇世界,里面有这样美妙的生灵,那就是果壳中的宇宙!
无言的宇宙读书笔记篇五
对我来说,仰望星空是生命中最大的美好,看着一位又一位天文学家观测的各种星星、星云、星团、星系,那绚烂却不做作的美丽,动人却调不出的色彩深深吸引了我。一幅幅宛如珍宝的图片构起了我对天空的向往。我觉得,天空中最美丽的便是那变幻莫测的星系。星系,在书中的解释是“由宇宙大爆炸形成的微尘所构筑状如云雾的居住着无数颗恒星与各种天体”的岛屿,椭圆星系直径在3300光年到49万光年之间,漩涡星系直径在1。6万光年到16万光年之间,不规则星系大约在6500光年到2。9光年之间。在茫茫的宇宙海洋中,星系就像是一个形状各不相同的大蚌,体内蕴藏着无数的珍珠----恒星,我想象着大蚌在眼前打开的那一刻,闪耀的光芒,该是多么唯美!椭圆星系宛如宇宙之瞳,中心散发着迷人与深邃的目光,一圈一圈,晕染着四周,逐渐淡下;螺旋环状星系,便如同巨大的光环,那么圆,那么亮,中心如一颗巨大的珍珠发出无与伦比的光芒,这是让我沉醉入迷的主要原因,但是,在这美丽的外表之下,那些发现它们的人们,所付出的劳动与汗水我无法估计。从162019年伽利略发现银河系开始,人类对于唯美星系的探索便真正迈开了脚步。
梅西尔、罗斯、哈勃………。。一代又一代天文学家将自己所有心血倾注在她身上,我无法了解他们究竟做了多少努力,因为在书中,什么都被“大量”一词所代替。但是,不难想象是有多难,因为时间,已经将追求之途上的艰辛表达地明明白白:“1610至今”“2019年”“2019年”“37年”等等,做同样的事情所花的时间开始用年来计算,当中那份艰难,那份执着,也如星系一样,映在了我内心深处,在追求星系的道路上,无数人倒下,又有无数人站起来,前赴后继。当眼前浮现出一幅幅绚烂夺目的星系图时,仿佛,那发光的1750亿的星系,便如同先躯们伟大的灵魂,照耀地球,照耀宇宙,照耀人心。那迷人的光芒,便是天文学家们陷入其中不可自拔的憧憬与向往的目光,这便是星系吸引人最本质的原因,因为,它承载了多少代人的梦想。作为一个高中生,我的能力还不允许我去探索,但是,我相信,我终有一天会有这个能力,就算我做不到,在这唯美星系追求之途上,多的是宇宙探索者。
我们更多的从宇宙中得到的是无穷无尽越来越多的知识,它会为人类文明进步与发展提供更大的推动力,但是请不要忘了,在这背后,真正散发光芒的是那追求的脚步,好奇的目光,执著的内心与伟大的梦想。正是这样的灵魂让我们了解星系:它离我们的距离,它的质量,它的种类,它的成因,它的区分方法……这样一代又一代的探索研究是多么伟大的事业!虽然他们感觉不到了,但是作为后人的我必须向先驱们致以最高的敬意,是他们冲破地球,让我们的眼跟着他们。放向宇宙。
不仅是追求星系,在其他的探索之路上也是充满了汗水,泪水甚至是血水,每一步都烙下一个深深的脚印,这些步伐汇聚到一起,便是整个的人类文明发展史。这步伐不会停止,还会以更快的速度迈进,直至我们将未知彻底打破,那不放弃的求知精神,便是无比强大的能量,支使人类一步不停走向那如星系般灿烂美丽的未来!
无言的宇宙读书笔记篇六
当我第一次看到这本书我便被它美丽的彩页所吸引了。虽然里面的知识对于我来说太深奥了。但是我觉得探索宇宙的形成发展是一件非常有意思的事。而作者对待人生的态度更深深吸引着我。
很遗憾在不久前因为疾病他离开了人事,我觉得天意弄人,为什么这些巨匠都在付出了那不多的时光后就离开了世界,为什么不多给他们一些时间?让他们有更多的时间来探索来发现更多的未解之谜。
从古至今,自从有了智慧以后的人类都在不停探索着天地万物,而有一大一小两种东西都是至今还未被探索出来的,大的是宇宙,小的是我们的大脑。
科技发展到今天人类的智慧结合科技的水平,不断让我们探明一个又一个未解之谜,从最早的地心说到如今人人皆知的日心说。从最早的原始社会发展到如今的共产主义社会。可以说人类的发展是一个周而复始的过程,一个时代的结束代表着另一个新时代的来临。在封建社会里人们愚忠,而在那时候帝王需要的就是这点,而想把握自己人生的推翻了他们。就是这一点一滴的进步通过不断的积累下来,才有今天的社会。
无论什么时代都有愚昧和先进。而我所要说的这本书就是一位伟大的物理学家史蒂芬·霍金的作品,他的伟大不仅仅体现在他对知识的渴望和对物理学的执着。
更能体现他伟大的是他对待人生的态度,他患卢伽雷氏症(肌萎缩性侧索硬化症),禁锢在一张轮椅上达20年之久,他却身残志不残,使之化为优势,克服了残废之患而成为国际物理界的超新星。他不能写,甚至口齿不清,但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的“几何之舞”。尽管他那么无助地坐在轮椅上,他的思想却出色地遨游到光袤的时空,解开了宇宙之谜。
一个连生活都不能自理的人却用实际行动告诉我们,其实坚持是你成功必备的品质。
而书名《果壳中的宇宙》是出自典出莎士比亚的经典《哈姆雷特》。哈姆雷特在剧中吟唱道:即便把他关在果壳中,他仍然是无限空间之王。艺术和科学是息息相通的,莎翁和霍金本就是他们各自领域中的无限空间之王。
按照作者的思想宇宙是一个不停膨胀的泡泡。或许它会一直膨胀下去,而膨胀的同是也在不断产生新的事物,也许有天会破裂,破裂后什么空间,时间,都将破灭不复存在。但我们不需要恐惧,因为世界本身就充满未知。人类才有探索的动力。
智者的世界是一个空旷的世界,这个世界里面只有他所执着的东西。反观自己自今未有所坚持,而人生几十年,无论什么出身无论什么背景,都应该做一些自己愿意为之坚持的事情,我虽然不是智者,但我通过这本书学会了许多。
当连说话都无法正常进行的时候我或许会自暴自弃,也许会放弃生命,而作者却用自己的坚持创造了一片天地,用实际行动证明了自己,用万人敬仰都不为过。
人生的路途坎坷,崎岖,天才和平庸仅悬一线之间,我们时刻描绘自己的人生画卷,自强不息才能让我们在人生道路上披荆斩棘,才会在平庸的时间里闪出异色光芒。
人生的道路处处都有失败,当失败给予你重创,请不要灰心,不要难过,比起那些处在水深火热之中的人们我们的环境优异太多太多。只要把自己心态摆正,用一颗平常心对待生活,生活将给予你无限美好。
书本给我们的知识不仅仅停留在表面上。更应该从书中从作者的角度来看待这一切,为什么会创造。为什么会撰写。为什么会如此这般努力的为科学事业奉献。
从书中我或许没有学会那深刻的物理学知识,但是我却从霍金先生对待人生的态度中学到了更多。这些东西都是我多年遗失的。我想我抓住了他们在我未来人生的道路上会更加有准备更加有信心去迎接各种挑战。
无言的宇宙读书笔记篇七
读了《宇宙的边疆》这篇科普文章后,我意识到宇宙的广阔无垠,人类与人类的居住的地球不过是苍茫宇宙中的一叶扁舟。除此之外,我还知道了一些关于星系和恒星的奥秘。如:一些旋涡星系是由恒星、气体和尘埃组成的巨大火轮,两个卫星通过引力将一些小的星系束缚在一起形成大的星系。再如:有些星球脆弱得像肥皂泡,却又大得能容下1万个太阳;有些小如一座城池,却比铅的密度大100万亿倍。还有发蓝光的星是年轻的恒星,发黄光的星是中年的恒星,发红光的星就是已经垂垂老矣的恒星等等。这些都是我以前从未了解过的,读了这篇文章后,我才知道,原来我们的宇宙还有那么多有趣的现象。
文章中除了提到许多有趣的宇宙知识外,还提到我们人类要勇于探索宇宙。是啊,一切发展都是从探索中开始的,我们人类在千百年来探索我们的地球,积累了丰富的知识和经验。如今我们的目光已经转到了宇宙。就我们中国而言,早已经开始了对太空的探索,并取得了娇人的成绩。比如在2012年6月我国的神舟九号载人飞船搭载着三个航天员升空,并与天宫一号成功对接。这是继俄罗斯、美国之后,世界上第三个有能力将航天员送上太空的国家,这标志着中国航天技术的飞速发展。
我们在对太空探索的同时,不要忘记了对我们的家园——地球的保护。我们的地球是一颗蓝色的星球,它表面覆盖了大部分的水。我曾看过一部纪录片,从外太空中看地球,地球花枝招展、五彩斑斓、桃红柳绿。我也多次听过外婆感叹她小时候可以直接观赏到夜空中一条银色的光带,那就是银河系,可是现在呢?光污染已经侵染了夜空,即使是晚上,天空也仅是射出黄黄的灯光,哪有什么星星。其实星星一直在那里,只是被杂物笼罩住了它们。
其实探索和保护地球并不冲突,我们对浩瀚而古老的宇宙的探索从未停止过,千百年来的飞天梦正一步步地实现,但保护地球却没有那么被人们重视。我们应该从身边事做起,既积极探索宇宙,又努力保护地球。
无言的宇宙读书笔记篇八
夜深了,城市静了下来,只有时间飞逝,只有空间变转。
时间和空间相依相存,捉摸不定,在霍金看来他要把时间和空间完美结合。
时间和万物都是一样的,都有缝隙。即使是难以想象的四维空间也充满了裂隙、褶皱和空洞,尽管那很小很小。人们能否从中找到时间的捷径?时间旅行一度被认为是科学狂想。因为人们难以想象怎会如神话般任意穿越,似乎有些荒缪,毫无科学依据。霍金即阐述了时间旅行的可能性,科学性。
很喜欢霍金说过的一句话,同样这句话也证明了人们不能回到过去:原因在前,结果在后,不可能颠倒过来的。客观事物一旦颠倒过来,世界就会陷入混乱。之所以喜欢这句话是因为这同样适用于生活当中,万物必先有因后有果,不管遇到什么困难都不必找一些客观或主观的理由。
虽然回到过去被否定了,但飞去未来却并非不可能。
时间尺度被称为量子泡沫——虫洞存在的地方,连接着两个不同的时间和空间,在太空中建立虫洞。因为循环效应所以虫洞不会长时间的成为时间机器,因为集聚循环的能量会摧毁虫洞,所以我们不会回到过去,否则悖论会成真。
但我依旧对时间旅行充满幻想。
如果我有一架时光机器的话,我想飞去爱因斯坦的.日子里,看看他童话般的物理世界。如果我有一架时光机器的话,我想飞向玛丽莲梦露,感受那个时代的气息!
在霍金的思维里还有一种理论。时间并不是不变的,时间会在一些地方放缓,太空中每天都会有十亿分之一秒的偏差所以每天都要矫正时间,否则就是这一天也会扰乱整个卫星导航系统,使球上的导航仪出现十公里的偏差。
除了在太空中,还有就是在极其重的东西附近时间也会出现偏差。也许金字塔足够重了吧,但4千万吨的金字塔的效果还是很弱的。时间旅行需要的是比金字塔更重的物质。二万六千光年之外有最重的物质——一个黑洞,它包含了4个太阳的质量。距离它越近引力就会越大,甚至连光都脱离不了它的引力,这儿的时间很慢,这是个自然的时间机器。飞船将进入一个直径5000万公里的轨道。宇航局的人看到的是飞船16分钟1圈,但航天员看到的时间却为8分钟一圈。
也许这种实践太耗时, 也许人们并没有足够长的寿命去等待。霍金在不断思考着另一种旅行方式。
每秒30万公里的光是极限速度,这种速度能将人们带到未来。当1秒绕地7圈时,车内的时间开始变慢,就算车内的人在奔跑,也不会超过光速的,因为自然法则会放慢,这种速度永远不会打破极限速度的。当行驶100年时,车上的乘客只是度过了1星期而已。这种方法也许是人类进入未来世界最好的方法了吧,可人们依然要付出很大的代价。人们只能保证少部分人进入了未来,而剩余的人呢?我们要为他们创造未来。这也许是自然法则给予我们的宿命吧!也许这就是人们梦寐以求的穿越吧!
时间的缝隙太过于渺小,也许真正的的未来是靠我们自己去创造的吧,也许这才是霍金要要告诉我们的真谛吧!宇宙创造了我们,我们注定要去完美宇宙。时光机器告诉了我们,过去是回不去的,而未来,这看似梦幻的梦也需要我们去创造!
原因在前,结果在后,不可能颠倒过来的。客观事物一旦颠倒过来,世界就会陷入混乱。这是霍金告诉我最真的真理。同样不要再去后悔过去,因为过去永远过不去了,不要想着穿越到未来,因为未来是靠我们去创造的!
无言的宇宙读书笔记篇九
是读者将自己在阅读时获得的资料或者心得记录下来的一种文体。写读书笔记是训练阅读的好方法。读书笔记栏目的小编精心为您准备的《果壳中的宇宙》读书笔记,希望对您有所帮助!
《果壳中的宇宙》是史蒂芬·霍金为其成名著作《时间简史》在2019年写的续篇。
你或许很难理解爱因斯坦的《相对论》,但读过《果壳中的宇宙》的前两章后,你便可了解它所基于的哲学原理。读完这本书之后,你就了解了建立一个统一“量子理论”和“相对论”的理论的重要性,以及物理学家为之所进行的探索。
在众多的理论中,弦理论被认为是最有希望的理论,因而霍金的这本书中投入了大量的篇幅来解释什么是弦理论。弦论假设不存在粒子,而只有弦在空间中运动,一条弦就是一个画在空间中的圈,各种不同的粒子只不过是弦的不同振动模式而已。当一条弦随时间运动时,它的轨迹不是一条线而是一根管子。两条弦还可以结合形成一条新弦,一条弦也可以分裂成两条。自然界中的一切相互作用,包括电子和光子的相互作用,都可以用弦的分裂和结合来解释。从某种程度来说,弦论已经统一了强力、弱力、电磁力和引力,因而弦论也被称为大一统理论(theoryofeverything)。
在研究的过程中,存在着五个不同种类的自洽弦理论,这与弦论追求一种单一理论的初衷相左。经过数年努力,物理学家终于找到解决问题的钥匙。尽管目前这一理论还未得到一个大家一致赞同的形式,但至少已为它起了一个名字:m理论。
在m理论中,时空是10维或者是11维的,为什么日常生活中所见的时空是4维的呢?霍金认为,存在着两种可能的解释:一可能是所有额外维的尺度非常小,甚至如普朗克尺度那样小,实在难以观察到;二可能是额外维的尺度相当大,甚至可达无穷大,只是在目前的观察条件下尚未观测到。霍金认为,大的额外维是新理论探索中的激动人心的进展,它蕴涵着我们生活在一个胚世界中。强力、弱力和电磁力将被限制在这个胚中,所以任何与引力不相关的物理问题就会和在4维时空中的一样。与此相反,引力则会弥散到整个高维空间中去。
考虑到大的额外维度,起初的弦理论(认为时空包含4个展开的时空维度和6到10个卷曲维度)中弦的概念可以被可以进一步推广到p胚,即高维空间的p维客体。霍金认为,时空就是一张推广了的“膜”,不过这张膜不是2维的,而是4维的(不同于起初一维的弦)。
霍金认为,在4维“膜”世界中,人类生活在一个胚中,邻近还有另一个“影子”胚。因为光被限制在胚中,不能传播到另一个胚,所以人类不能看到影子世界。但是人类会感觉到影子胚中的物质的引力影响。这种引力在人类所在的胚世界中会显示成一种“暗”源(暗物质)。检测“影子”胚的仅有办法是通过引力的途径。
按照霍金的无边界设想,胚世界的自发创生有一段“虚时间”的历史。在这段历史中,宇宙像一个果壳:一个4维球面(不妨想像成是一个多了两维的核桃壳)。只是果壳是空的,在这胚世界图像中的4维果壳是满的:人类生活其中的胚在虚时间中的历史是一个4维球,它是一个5维泡泡的边界,而余下的5维或6维是卷曲的,并且卷得非常小。
以上是对霍金的最新科普书籍《果壳里的宇宙》的简述,其中每一段的内容都是很多科学家多年研究的结果,因而在短时间内理解这些内容是不可能的。老实地说,到目前为止我也只能理解这本书的前两章。虽然我也读过有关弦理论的其它科普读物(如《宇宙的琴弦》),我仍不能理解弦理论当前发展的状况。据我所知,弦理论发展的初衷是解决量子理论和相对论之间的矛盾,之后由于标准模型的成功(统一了强力、弱力、电磁力并与狭义相对相容,但不能包括引力,即与广义相对论不相容)以及其弦理论给出的预言在实验中不能被验证,弦理论受到冷落。之后弦理论的发展是基于小的卷曲维度(小于普朗克长度,对其探测超出当前实验条件,或许永远不能被探测)来弥补之前理论的缺陷以及预言,后来为囊括多种版本的弦理论,m理论被提出。考虑弦理论的这个发展历程,我有中云里雾里的感觉,并对这个研究方向感到极大地担忧。由于它的发展脱离了实验验证,因而我很怀疑发展这种理论的意义所在。
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无言的宇宙读书笔记篇十
《宇宙简史》是史蒂芬·霍金的著作。史蒂芬·霍金生于1942年,是当代最重要的广义相对论和宇宙论家。现为剑桥大学卢卡斯数学系教授,被誉为继爱因斯坦后最著名的科学思想家。他也是黑洞理论和“大爆炸”理论的创始人。霍金患有严重的肌肉萎缩症,只能无助的坐在轮椅上,但他克服了残疾的障碍。他让思想遨游到无限的时空,去揭开一个又一个的宇宙之谜,霍金既是残疾天才的典型,也是当代的大众文化偶像。
不可及的秘密这一未竟之业中,它将引导世界各地喜欢仰望星空的人探寻宇宙的秘密。我享受这本书带给我的乐趣。每当我漫步在知识的世界中。曾几何时,自己对于宇宙充满了无尽的幻想和渴望,想着天上的星星,想着天上的月亮。现在,我时常眺望星空,看着颗颗流星,看着五彩的星座。从书中,我了解了更多关于黑洞的故事,揭开了反物质神秘的面纱,知道了更多遥远星系的奥秘。从书中,我学习到了许多天文学的知识。我感觉,我自己与遥远的未知更近了一步。
霍金认为的宇宙是一个或在膨胀或在收缩的空间,而且他还相信,宇宙是在一次爆炸中诞生出来的。而宇宙的原型是什么呢?我在书中我找到了答案,宇宙原来只是一个星球,但它的密度非常高,光亮很大,终于在某一天,它突然爆炸了,这就形成了宇宙,虽然这只是假想之一,但这却是比较广泛的一种说法。刚开始读《宇宙简史》的时候,我觉得那些语言太深奥太专业太生僻了,怎么也看不懂,领略不到畅游在宇宙中的乐趣,体会不到揭开宇宙庐山真面目的满足。细细品味后我才领悟到,那文字中蕴含着宇宙独特而神秘的魅力以及霍金热爱科学的心。是什么让霍金造就了他不平凡的一生?是那颗对一切充满好奇、刨根问底的心。是那孜不倦的精神。
无言的宇宙读书笔记篇十一
怀着对这个有趣的题目的好奇心,我阅读了著名的物理学家史蒂芬·霍金的《果壳中的宇宙》这本书,说实在的,很多地方总要一遍又一遍地看,最终却还是一知半解,但对其大概还是知道了一些,在这里谈谈我的一些感想。
通过了解,本书的题目乃出自莎士比亚的《哈姆雷特》。哈姆雷特认为,即使把他关在果壳中,仍然自认为是无限空间之王。作者把我们广阔的宇宙隐喻成一颗果壳,认为在广义上,粒子、生命和星体的处境都和果壳相似。作为一位最富有创见的科学巨人,提出整个宇宙是由一个果壳状的瞬子演化而来,果壳上的量子皱纹包含着宇宙中的所有密码。
霍金在书里,告诉我们宇宙,告诉我们未来。相对论和量子论是20世纪最伟大的科学成就。尤其是前者,他完全是人类智慧的伟大构筑。所以在《果壳中的宇宙》的第一章相对论简史中主要是关于爱因斯坦的生平。这位在轮椅上度过后半生的科学巨人,1879年诞生于德国的乌尔姆,次年他全家即迁往慕尼黑。几经辗转后他在苏黎完成学业,与1900年从eth的联邦高等工业学校毕业。1905年在专利局上任,写了三篇论文,着三篇论文不仅奠定了他作为世界最主要科学家之一的地位,而且开启了两项观念革命,着革命改变了我们对时间、空间以及实在本身的理解。
在第一章里,主要介绍了广义相对论和狭义相对论,以及爱因斯坦是如何以它为基础进行下一步的思考和研究的,同时还说明了霍金本人的看法。讲爱因斯坦是如何为20世纪两个基本理论,即相对论和量子论。在第二章中,讲了一种假设。时间的形态:爱因斯坦的广义相对论使时间具有形态。这如何与量子论相互和谐。作者假设时间是有形状的,并通过量子公式验证了这种假设与相对论的理论是相符的。第三章中,讲了果壳中的宇宙:宇宙具有多重历史,每一个历史都是由微小的硬果确定的。作者是在解说宇宙。他认为宇宙有许多重的历史,每一个历史都可以是由微小的粒子构成。奠基的量子论则是实验观测的被动产物,它的含义迄今还解释不清。在广义相对论中,时空不再是一个被动的背景,而是宇宙演化的主动参与者。物质分布使时空弯曲。现在再去侈谈宇宙之外的空间和时间,对这些概念进行所谓的思辨,只能是倒退到圣奥古斯丁之前。牛顿的时空观是一个虚幻,而虚幻的唯一功能是对软弱者的安慰。爱因斯坦的引力论是将万有引力归结为时空的曲率。那么时空能否被弯曲得这么厉害,以至于人们可以返回到过去改变历史呢?严格的科学计算指出,这是不可能的。第四章中,讲的是预言未来:黑洞中的信息丧失如何降低我们预言未来的能力。霍金先生预言在超引力的状态下(如黑洞)时间弯曲,我们如何降低我们自身来适应未来。那么关于预言将来的能力呢?现在看来它至少在三个层次上受到限制。第一,是动力学系统的混沌行为,使得拉普拉斯意义上的决定性在实际上是不可能实现的。第二,在量子力学中状态是由波函数描述的,海森堡的不确定性原理使得经典意义上的决定性被减半。第三,不平凡的时空拓扑,使波函数被密度矩阵所取代,就在这里引进了热力学意义上的随机性。第五章中,讲了护卫过去:时间旅行可能吗?一种先进的文明能回返以前并改变过去吗?宇宙的未来是怎样的呢?如果我们承认科学定律的普适性和无穷威力,则不管人类的雄心有多大,毕竟要受环境和人口问题的限制,我们不能和这些限制作无望和愚昧的搏斗。人类只能采用一种明智和节制欲望的生活方式。最后两章用宇宙中的各种条件来拟出我们作为生物在时空中旅行的种种可能性以及我们与宇宙的关系,还提出了我们所生活的地方是否虚无等假设。
从《时间简史》首版以来的十年间,相对论家、宇宙学家和粒子物理学家通力合作,在寻找宇宙最核心的万物理论上取得长足进展。但和人们以往期望不同的是,我们可能不再具有统一理论的唯一表述,这正如不能用一张地图描绘整个地球表面一样。这种所谓的m-理论把超引力和五种弦理论在一个单独的理论框架中统一起来。超弦理论是在不同情形下对自然的方便的近似。但是m-理论的整体概况还是不很清楚。我们的宇宙很可能是高维空间中的一个四维膜,我们的宇宙果壳也就更加神奇了。困扰天体物理学家多年的暗物质很可能是影子星系的贯穿高维空间到达我们星系的引力效应,引力的近距效应和牛顿定律有偏差等等。四维膜之外的高维空间的行为如何是个饶有兴趣的问题。但是只要它们对膜世界具有相同的效应,对于它们的区别就没有意义。量子宇宙学家就相信无中生有的场景而言是彻底的无神论者,就科学的方法论而言是不可救药的实证主义者,而就沉迷。
以上大多数是我通过书里的内容看后整理出来的,要说真的看懂那还是需要花更多的时间去研究的,毕竟对这类深奥的自然科学类的书,并不是一时半会能领悟的。但在这本书里,我看到了宇宙的神秘与其带给我们的无穷无尽的遐想。