史蒂芬·霍金的《时间简史》在1988年首版以来的岁月里，已成为全球科学著作的里程碑。它被翻译成40种文字，销售了1000万册，成为国际出版史上的奇观。该书内容是关于宇宙本性的最前沿知识。但是从那以后无论在微观还是宏观宇宙世界的观测技术方面都有了非凡的进展。这些观测证实了霍金教授在该书第一版中的许多理论预言，其中包括宇宙恢复探险者卫星（COBE）的最近发现，它在时间上回溯探测到离宇宙创生的30万年之内，并显露了他所计算的在时空结构中的涟漪。

为了把许当观测揭示的新知识，以及他最新的研究纳入该书，霍策教授为这一增订版准备了新的前言，全面更新了原书的内容，而且还新增加了一章，有关虫洞和时间旅行的激动人心的课题。

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，本版还增加了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。

前言


第一章我们的宇宙图像


第二章空间和时间


第三章膨胀的宇宙


第四章不确定性原理


第五章基本粒子和自然的力


第六章黑洞


第七章黑洞不是这么黑的


第八章字宙的起源和命运


第九章时间箭头


第十章虫洞和对间旅行


第十一章物理学的统一


第十二章结论


阿尔伯特·爱因斯坦


伽利略·伽利雷


艾萨克·牛顿


小辞典


感谢

第一章 我们的宇宙图像

一位著名的科学家（据说是贝特朗·罗素）曾经作过一次关于天文学方面的讲演。他描述了地球如何绕着太阳运动，以及太阳又是如何绕着我们称之为星系的巨大的恒星群的中心转动。演讲结束之时，一位坐在房间后排的矮个老妇人站起来说道：“你说的这些都是废话。这个世界实际上是驮在一只大乌龟的背上的一块平板。” 这位科学家很有教养地微笑着答道：“那么这只乌龟是站在什么上面的呢？”“你很聪明，年轻人，的确很聪明，”老妇人说，“不过，这是一只驮着一只一直驮下去的乌龟塔啊！”

第三章


膨胀的宇宙


如果在一个清澈的、无月的夜晚仰望星空，能看到的最亮的星体最可能是金星、火星、木星和土星这几颗行星，还有巨大数目的类似太阳但离开我们远得多的恒星。事实上，当地球绕着太阳公转时，某些固定的恒星相互之间的位置确实起了非常微小的变化——它们不是完全固定不动的！这是因为它们距离我们相对近一些。当地球绕着太阳公转时，相对于更远处的恒星的背景，我们从不同的位置观测它们（图3．1）。这是幸运的，因为它使我们能直接测量这些恒星离开我们的距离，它们离我们越近，就显得移动得越多。最近的恒星叫做普罗希马半人马座，它离我们大约4光年那么远（从它发出的光大约花4年才能到达地球），也就是大约23万亿英里的距离。大部分其他可用肉眼看到的恒星离开我们的距离均在几百光年之内。与之相比，太阳仅仅在8光分那么远！可见的恒星散布在整个夜空，但是特别集中在一条称为银河的带上。远在公元1750年，就有些天文学家建议，如果大部分可见的恒星处在一个单独的碟状的结构中，则银河的外观可以得到解释。碟状结构的一个例子，便是今天我们叫做螺旋星系的东西。只有在几十年之后，天文学家威廉·赫歇尔爵士才非常精心地对大量的恒星的位置和距离进行编目分类，从而证实了自己的观念。即便如此，这个思想在本世纪初才完全被人们接受。


1924年，我们现代的宇宙图像才被奠定。那是因为美国天文学家埃德温·哈勃证明了，我们的星系不是惟一的星系。事实上，还存在许多其他的星系，在它们之间是巨大的空虚的太空。为了证明这些，他必须确定这些星系的距离。这些星系是如此之遥远，不像邻近的恒星那样，它们确实显得是固定不动的。所以……

巴蒂芬·霍金生于1942年，他的生日恰好与伽利略去世的纪念日是同一天。他现任剑桥大学卢卡斯数学系教授教席（这一职位曾由艾萨克·牛顿担任）。他被誉为继爱因斯坦后最杰出的理论物理学家。他于1993年出版了《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》。这本书是理论物理学方面的经典著作，其中的内容已被许多科学论文和书籍引用。