A Briefer History of Time 時間新簡史(下集) @ julie & frank 的部落格

2005年中文版(時間新簡史)

1988年版 (時間簡史)

讀書心得

By Julie Chen Feb. 26, 2012

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l 當今科學家用兩個理論來描述宇宙: 廣義相對論(General Theory of Relativity)和量子力學 (Quantum Mechanics)。這兩個理論是二十上半世紀人類偉大的智慧成就。廣義相對論描述重力(gravity)和宇宙的大尺度結構，而量子力學則處理極端微小尺度下原子及次原子的行為。
19 世紀初，法國科學家拉普拉斯侯爵(Marquis de Laplace)論證說，這個宇宙是完全命定性的 (completely deterministic)，也就是說，宇宙萬物萬象(包括人類) 應該會遵守一組科學定律去發展，所以依照宇宙現在的狀態，這些定律就能告訴我們，宇宙過去與將來的狀況。
西元1926 年，量子力學科學家海森堡(Heisenberg)提出著名的不確定性原理 (uncertainty principles)，他的論點是：我們必須能夠精確測量一個粒子(particle)的位置和速度，才能準確預言這個粒子未來的位置和速度。但事實是: 我們人類能力有限，我們無法做到精確測量一個粒子(particle)的位置和速度，但能預測一些可能的不同結果，並指出每個結果發生的機率。愛因斯坦從未接受這種機緣、發生機率的觀念，他曾針對這不確定性原理，不贊同的說:　”上帝不玩骰子(God does not play dices.)"　(註二)
總之，不確定性原理終結了拉普拉斯侯爵的古典命定理論，我們連宇宙的現在狀態都不能精確測量，我們肯定不能準確預測未來的事件!。
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l 宇宙擴張的發現，是二十世紀最偉大的智慧革命之一。
在 1920年代，美國天文學家哈伯( Edwin Hubble, 1889- 1953) 證明了銀河系不是唯一星系，並且經由觀察星系光譜的紅移(Redshift) 情形，發現幾乎所有星系都在遠離我們，而且星系越遠，飛遠離得愈快速。在二十世紀，人類見證了宇宙觀的轉變: 我們意識到，地球這一行星在廣袤的宇宙中，真是微不足道，我們又發現，時間和空間是彎曲的(curvative)，是不可分的，宇宙正在擴張，而且有一個時間開端。廣義相對論預言宇宙從大霹靂(Big Bang)起始。

l 大自然有四種力(fundamental forces of nature):

n 重力(即萬有引力，universal gravity)，
是四種力中最弱的。

n 電磁力(electromagnetic force)、
西元1865年，馬克士威爾(James Maxwell)統一了電學與磁學。
(註三)

n 弱核力(weak nuclear force)、
這是原子核衰變，我們在日常生活不會直接接觸到這種力。

n 強核力(strong nuclear force)
是四種力中最強的。就是這種力，將我們日常世界大部分東西聯繫在一起。強核力將質子(proton)和中子(neutron)中的夸克(quark)束縛在一起，並將原子中的質子和中子束縛在一起。我們日常生活中不直接接觸這種力。(註四)

結語

美國太空總署於1990年四月將當時耗資15億美金的哈伯太空望遠鏡發射送入地球外太空軌道，此後又經過數次太空人飛上太空去定期維修。 “使用哈伯太空望遠鏡進行觀測的天文學家，不停地做突破性的科學發現，其中包括我們宇宙年齡和組成的新量測、新發現的星系、找到星系核心有大質量黑洞的證據、新恆星系統、恆星形成區,、以及使我們對宇宙中的物理過程有更深的認知。”(註五)。
天文學家推測，宇宙的年紀約為138億年。而且太陽系外，還有不計其數的星系(galaxies)；有科學家曾說，把全地球的砂石加上所有海灘的沙子數，也還比宇宙中的星球數目少!

地球之眼: 哈伯太空望遠鏡

我們放棄了地球是宇宙中心的想法已數百年；但數十年前，我們才放棄了銀河系是宇宙中獨特、唯一的想法。隨著科技工具的進步(如電腦、望遠鏡等)，我們對宇宙的了解越來越有進展；大家也越來越明白，人類在這浩瀚的宇宙是多麼的微不足道啊!

我心裡倒有一個疑團: 如宇宙繼續快速擴張，最後會產生什麼結果? 會不會擴張到最後，宇宙會像被五馬分屍一樣，向四面八方分裂而去?

或是「加速膨脹代表宇宙將無法逃避冰冷的死劫。最終的黑暗降臨前，大多數星系以越來越快的速度彼此遠離，直到所有星系的恆星都孤寂死去，物質的溫度也都降到絕對零度。」（註六）

我想我們現在不用太擔心，因為如果真會發生，那將是幾十億年後的事件吧。

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“ Pillar of Creation" 創生之柱，天鷹星座星雲，距離地球6500光年。哈伯望遠鏡攝（2015年）

全文完

(註一) 最新資訊: 木星已知有64個衛星(或月亮)，數目可能增加。

請參以下NASA網頁: http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Jupiter&Display=Sats

(註二) 參考資料 “上帝不玩骰子” 網頁:

http://www.wretch.cc/blog/mmi87/3417571#trackbacks

(註三) 維基百科: Maxwell demonstrated that electric and magnetic fields travel through space in the form of waves, and at the constant speed of light.
Speed of light: 186,282 miles, or about 299,792 kilometers, per second