【读书笔记】时间简史

10分,重温下还是经典。

书名:时间简史
作者:史蒂芬·霍金
时间: 2017-04-16


第1章 我们的宇宙图象

  • 在只是一个假设的意义上来讲,任何物理理论总是临时性的:你永远不可能证明它。不管多少回实验的结果和某个理论相一致,你永远不可能断定下一次结果不和它矛盾。

第2章 空间和时间

  • 任何正常的物体永远以低于光速的速度运动,只有光或其他没有内禀质量的波才能以光速运动。
  • 在相对论中,在时间和空间坐标之间没有真正的差别,犹如在任何两个空间坐标之间没有真正的差别一样。
  • 从一个事件散开的光在(四维的)时空里形成了一个(三维的)圆锥,这个圆锥称为事件的将来光锥
  • 通过空间和时间的任何物体的轨迹必须由一根线来表示,而这根线落在它上面的每一事件的光锥之内。
  • 像地球这样的物体并非由于称为引力的力使之沿着弯曲轨道运动,相反,它沿着弯曲空间中最接近于直线路径的东西运动,这个东西称为测地线。
  • 在广义相对论中,物体总是沿着四维时空的直线走。
  • 光线也必须在时空中遵循测地线。时空是弯曲的事实再次意味着,光线在空间中看起来不是沿着直线行进。
  • 广义相对论的另一个预言是,在像地球这样的大质量的物体附近,时间显得流逝得更慢一些。
  • 在相对论中并没有惟一的绝对时间,相反,每个人都有他自己的时间测度,这依赖于他在何处并如何运动。
  • 当物体运动,或者力作用时,它影响了空间和时间的曲率;反过来,时空的结构影响了物体运动和力作用的方式。

第3章 膨胀的宇宙

  • 当恒星离开我们而去时,它们的光谱向红端移动(红移),而当恒星趋近我们而来时,光谱则被蓝移。
  • 宇宙在空间上不是无限的,但却没有边界。引力如此强大,将空间折弯使之再绕回到自身。

第4章 不确定性原理

  • 一部分光波被此粒子散射开来,由此指明它的位置。然而,人们不可能将粒子的位置确定到比光的两个波峰之间距离更小的程度,所以为了精确测量粒子的位置,必须用短波长的光。可是,由普朗克的量子假设,人们不能用任意小量的光;人们至少要用一个光量子。这量子会扰动这粒子,并以一种不能预见的方式改变粒子的速度。此外,位置测量得越准确,所需的波长就越短,单个量子的能量就越大,这样粒子的速度就被扰动得越厉害。换言之,你对粒子的位置测量得越准确,你对速度的测量就越不准确,反之亦然。
  • 一般而言,量子力学并不对一次观测预言一个单独的确定结果。取而代之,它预言一组可能发生的不同结果,并告诉我们每个结果出现的概率。

第5章 基本粒子和自然的力

  • 泡利不相容原理是说,两个类似的粒子不能存在于相同的态中,也就是说,在不确定性原理给出的限制下,它们不能同时具有相同的位置和速度。
  • 任何粒子都有会和它相湮灭的反粒子。

第9章 时间箭头

  • 至少有三种不同的时间箭头:第一个,是热力学时间箭头,即是在这个时间方向上无序度或熵增加;然后是心理学时间箭头,这就是我们感觉时间流逝的方向,在这个方向上我们可以记忆过去而不是未来;最后,是宇宙学时间箭头,宇宙在这个方向上膨胀,而不是收缩。

第11章 物理学的统一

  • 我们是否确实找到了正确的理论。但是如果理论在数学上是协调的,并且总是给出与观察一致的预言,我们便可以适度地相信它是正确的。