Stephen Hawking ialah seorang ahli fizik terkenal yang memberikan sumbangan besar kepada sains dan mendidik ramai orang, walaupun pada hakikatnya dia menghabiskan hidupnya di atas kerusi roda. Beliau dikenali secara meluas bukan sahaja dalam kalangan saintifik. Bukunya "A Brief History of Time" membangkitkan minat yang besar di kalangan pembaca dan menjadi popular.
Hawking mengkaji semua teori asal usul Alam Semesta dan menjalankan penyelidikan. Dalam karyanya, dia memberikan jawapan kepada soalan-soalan yang telah menyiksa ramai orang sejak awal penciptaan dunia. Pengarang menerangkan bagaimana Alam Semesta wujud, apa itu Big Bang, dan apa yang berlaku selepasnya. Apakah Alam Semesta pula? Dan bagaimana kita melihatnya, dan adakah kita melihatnya seadanya?
Buku A Brief History of Time juga mengkaji hubungan antara ruang dan masa. Ahli sains bercakap tentang bagaimana masa mengalir, dan sama ada ia sentiasa seperti sekarang; Adakah terdapat tempat di mana masa mengalir lebih cepat atau lebih perlahan?
Pembaca akan dapat mencari jawapan kepada soalan: apakah itu Black Hole? Macam mana rupa dia? Atau mungkin dia tidak begitu hitam?..
Dengan perkembangan tamadun, semakin ramai orang dan saintis tertanya-tanya dari mana datangnya angkasa, mengapa Matahari bersinar, apakah bintang. Ramai orang ingin mengetahui kebenaran tentang bagaimana dunia dicipta. Sesetengah orang lebih suka berfikir bahawa Tuhan menciptanya, yang lain yakin bahawa semua ini adalah hasil daripada Big Bang. Terdapat banyak teori yang tidak 100% terbukti. Dan sudah tentu, persoalan yang menarik ialah sama ada Alam Semesta boleh wujud selama-lamanya, sama ada ia tidak terhingga atau sama ada ia mempunyai beberapa jenis sempadan temporal dan ruang.
Buku ini ditulis dalam bahasa yang mudah dan mudah difahami; Walau bagaimanapun, adalah disyorkan untuk mempunyai pengetahuan asas fizik untuk memudahkan untuk memahami maklumat yang ditawarkan. Buku ini akan menarik minat semua orang yang ingin belajar tentang penciptaan Alam Semesta dan undang-undangnya.
Di laman web kami, anda boleh memuat turun buku "A Brief History of Time" oleh Stephen Hawking secara percuma dan tanpa pendaftaran dalam format fb2, rtf, epub, pdf, txt, baca buku dalam talian atau beli buku di kedai dalam talian.
Ucapan terima kasih
Buku itu didedikasikan untuk Jane
Saya memutuskan untuk cuba menulis buku popular tentang ruang dan masa selepas saya memberi Loeb Lectures di Harvard pada tahun 1982. Pada masa itu sudah terdapat beberapa buku yang dikhaskan untuk Alam Semesta awal dan lubang hitam, kedua-duanya sangat bagus, contohnya buku Steven Weinberg "The First Three Minutes," dan sangat buruk, yang tidak perlu dinamakan di sini. Tetapi nampaknya saya tidak ada seorang pun daripada mereka yang benar-benar menjawab soalan yang mendorong saya untuk mengkaji kosmologi dan teori kuantum: dari mana alam semesta berasal? bagaimana dan mengapa ia timbul? adakah ia akan berakhir, dan jika ia berlaku, bagaimana? Soalan-soalan ini menarik minat kita semua. Tetapi sains moden sangat kaya dengan matematik, dan hanya beberapa pakar yang mempunyai pengetahuan yang mencukupi tentang yang terakhir untuk memahami perkara ini. Walau bagaimanapun, idea asas tentang kelahiran dan nasib selanjutnya Alam Semesta boleh dibentangkan tanpa bantuan matematik sedemikian rupa sehingga mereka akan dapat difahami walaupun kepada orang yang tidak menerima pendidikan saintifik. Inilah yang saya cuba lakukan dalam buku saya. Terpulang kepada pembaca untuk menilai sejauh mana kejayaan saya.
Saya diberitahu bahawa setiap formula yang disertakan dalam buku itu akan mengurangkan bilangan pembeli kepada separuh. Kemudian saya memutuskan untuk melakukan tanpa formula sama sekali. Benar, pada akhirnya saya masih menulis satu persamaan - persamaan Einstein yang terkenal E=mc^2. Saya harap ia tidak menakutkan separuh daripada bakal pembaca saya.
Selain daripada fakta bahawa saya jatuh sakit dengan amyotrophic lateral sclerosis, maka dalam hampir semua perkara lain saya bernasib baik. Bantuan dan sokongan yang diberikan oleh isteri saya Jane dan anak-anak Robert, Lucy dan Timothy membolehkan saya menjalani kehidupan yang agak normal dan mencapai kejayaan di tempat kerja. Saya juga bernasib baik kerana saya memilih fizik teori, kerana semuanya sesuai dalam kepala saya. Oleh itu, kelemahan fizikal saya tidak menjadi kelemahan yang serius. Rakan-rakan saintifik saya, tanpa pengecualian, sentiasa memberikan saya bantuan maksimum.
Semasa peringkat pertama, "klasik" kerja saya, pembantu dan kolaborator terdekat saya ialah Roger Penrose, Robert Gerok, Brandon Carter dan George Ellis. Saya berterima kasih kepada mereka atas bantuan dan kerjasama mereka. Peringkat ini berakhir dengan penerbitan buku "Struktur ruang-masa berskala besar," yang saya dan Ellis tulis pada tahun 1973 (S. Hawking, J. Ellis. Struktur ruang-masa berskala besar. M.: Mir, 1976).
Saya tidak akan menasihati sesiapa yang membaca halaman berikut untuk merujuknya untuk mendapatkan maklumat tambahan: ia terlalu sarat dengan matematik dan sukar dibaca. Saya harap sejak itu saya telah belajar menulis dengan lebih mudah diakses.
Semasa fasa kedua, "kuantum" kerja saya, yang bermula pada tahun 1974, saya bekerja terutamanya dengan Gary Gibbons, Don Page dan Jim Hartle. Saya berhutang banyak kepada mereka, dan juga kepada pelajar siswazah saya, yang memberikan saya bantuan yang besar baik dari segi "fizikal" dan dalam erti kata "teori". Keperluan untuk bersaing dengan pelajar siswazah adalah pendorong yang sangat penting dan, saya fikir, menghalang saya daripada terjebak dalam lumpur.
Brian Witt, salah seorang pelajar saya, banyak membantu saya semasa mengerjakan buku itu. Pada tahun 1985, selepas melakar garis kasar pertama buku itu, saya jatuh sakit dengan radang paru-paru. Saya terpaksa menjalani pembedahan, dan selepas trakeotomi saya berhenti bercakap, dan dengan itu hampir kehilangan keupayaan untuk berkomunikasi. Saya fikir saya tidak akan dapat menghabiskan buku itu. Tetapi Brian bukan sahaja membantu saya menyemaknya, tetapi juga mengajar saya cara menggunakan program komunikasi komputer Living Center, yang diberikan kepada saya oleh Walt Waltosh, pekerja Words Plus, Inc., Sunnyvale, California. Dengan bantuannya, saya boleh menulis buku dan artikel, dan juga bercakap dengan orang ramai melalui pensintesis pertuturan yang diberikan kepada saya oleh syarikat Sunnyvale yang lain, Speech Plus. David Mason memasang pensintesis ini dan komputer peribadi kecil pada kerusi roda saya. Sistem ini mengubah segala-galanya: ia menjadi lebih mudah untuk saya berkomunikasi berbanding sebelum saya kehilangan suara.
Saya berterima kasih kepada ramai yang telah membaca versi awal buku itu atas nasihat mereka tentang cara ia boleh diperbaiki. Oleh itu, Peter Gazzardi, editor saya di Bantam Books, menghantar surat demi surat kepada saya dengan komen dan soalan mengenai petikan yang dia rasa kurang dijelaskan. Diakui, saya agak kesal apabila saya menerima senarai besar pembaikan yang disyorkan, tetapi Gazzardi betul-betul betul. Saya pasti buku itu dibuat lebih baik oleh Gazzardi menggosok hidung saya dalam kesilapan.
Saya mengucapkan terima kasih yang mendalam kepada pembantu saya Colin Williams, David Thomas dan Raymond Laflamme, setiausaha saya Judy Fella, Ann Ralph, Cheryl Billington dan Sue Macy serta jururawat saya. Saya tidak dapat mencapai apa-apa jika semua kos penyelidikan saintifik dan penjagaan perubatan yang diperlukan tidak ditanggung oleh Kolej Gonville dan Caius, Majlis Penyelidikan Sains dan Teknologi dan Yayasan Leverhulme, MacArthur, Nuffield dan Ralph Smith. Saya sangat berterima kasih kepada mereka semua.
Mukadimah
Kita hidup, tidak memahami apa-apa tentang struktur dunia. Kami tidak memikirkan mekanisme apa yang menjana cahaya matahari yang memastikan kewujudan kita, kita tidak memikirkan tentang graviti, yang mengekalkan kita di Bumi, menghalangnya daripada membuang kita ke angkasa. Kita tidak berminat dengan atom-atom dari mana kita tersusun dan pada kestabilan yang kita bergantung pada dasarnya. Kecuali kanak-kanak (yang masih tahu terlalu sedikit untuk tidak bertanya soalan serius seperti itu), beberapa orang tertanya-tanya mengapa alam semula jadi seperti itu, dari mana kosmos berasal, dan sama ada ia sentiasa wujud? Tidakkah masa suatu hari boleh diterbalikkan supaya kesannya mendahului punca? Adakah terdapat had yang tidak dapat diatasi untuk pengetahuan manusia? Malah ada kanak-kanak (saya pernah berjumpa dengan mereka) yang ingin tahu bagaimana rupa lubang hitam, apakah zarah jirim yang paling kecil? kenapa kita ingat masa lalu dan bukan masa depan? Jika sebelum ini benar-benar berlaku huru-hara, maka bagaimana keadaan yang jelas kini telah diwujudkan? dan mengapakah Alam Semesta wujud sama sekali?
Dalam masyarakat kita, adalah perkara biasa bagi ibu bapa dan guru untuk menjawab soalan-soalan ini dengan mengangkat bahu mereka atau meminta bantuan daripada rujukan yang samar-samar diingati kepada legenda agama. Sesetengah orang tidak menyukai topik sebegitu kerana ia mendedahkan dengan jelas kesempitan pemahaman manusia.
Tetapi perkembangan falsafah dan sains semula jadi bergerak ke hadapan terutamanya berkat soalan-soalan seperti ini. Semakin ramai orang dewasa menunjukkan minat terhadap mereka, dan jawapannya kadang-kadang tidak dijangka untuk mereka. Berbeza dalam skala daripada kedua-dua atom dan bintang, kami sedang mendorong ufuk penerokaan untuk merangkumi kedua-dua yang sangat kecil dan sangat besar.
Pada musim bunga tahun 1974, kira-kira dua tahun sebelum kapal angkasa Viking mencapai permukaan Marikh, saya berada di England pada persidangan yang dianjurkan oleh Royal Society of London mengenai kemungkinan mencari tamadun luar angkasa. Semasa rehat kopi, saya melihat mesyuarat yang lebih besar berlaku di bilik sebelah dan, kerana ingin tahu, memasukinya. Jadi saya menyaksikan upacara yang telah lama wujud - kemasukan ahli baharu ke Royal Society, yang merupakan salah satu persatuan saintis tertua di planet ini. Di hadapan, seorang lelaki muda yang duduk di atas kerusi roda sedang perlahan-lahan menulis namanya dalam sebuah buku, muka surat sebelumnya tertera tandatangan Isaac Newton. Apabila dia akhirnya selesai menandatangani, penonton bertepuk tangan. Stephen Hawking sudah pun menjadi legenda ketika itu.
Hawking kini menduduki kerusi matematik di Universiti Cambridge, yang pernah diduduki oleh Newton dan kemudian oleh P. A. M. Dirac - dua penyelidik terkenal yang mengkaji satu - yang terbesar, dan yang lain - yang terkecil. Hawking adalah pengganti mereka yang layak. Buku popular pertama oleh Hokippa ini mengandungi banyak perkara berguna untuk khalayak luas. Buku ini menarik bukan sahaja untuk keluasan kandungannya, ia membolehkan anda melihat bagaimana pemikiran pengarang berfungsi. Anda akan mendapati di dalamnya pendedahan yang jelas tentang had fizik, astronomi, kosmologi dan keberanian.
Tetapi ini juga buku tentang Tuhan... atau mungkin tentang ketiadaan Tuhan. Perkataan "Tuhan" sering muncul dalam halamannya. Hawking mula mencari jawapan kepada soalan terkenal Einstein tentang sama ada Tuhan mempunyai pilihan apabila dia mencipta Alam Semesta. Hawking cuba, seperti yang dia sendiri tulis, untuk membongkar rancangan Tuhan. Yang lebih tidak dijangka adalah kesimpulan (sekurang-kurangnya sementara) yang membawa kepada pencarian ini: Alam Semesta tanpa kelebihan di angkasa, tanpa permulaan dan akhir dalam masa, tanpa sebarang kerja untuk Pencipta.
Carl Sagan, Universiti Cornell, Ithaca, NY New York.
1. Idea kita tentang Alam Semesta
Pernah seorang saintis terkenal (mereka mengatakan ia adalah Bertrand Russell) memberikan syarahan umum mengenai astronomi. Dia memberitahu bagaimana Bumi beredar mengelilingi Matahari, dan Matahari pula beredar mengelilingi pusat gugusan bintang besar yang dipanggil Galaxy kita. Semasa kuliah berakhir, seorang wanita tua kecil berdiri dari barisan belakang dewan dan berkata: “Semua yang kamu beritahu kami adalah karut. Sebenarnya, dunia kita adalah pinggan rata yang berdiri di belakang penyu gergasi.” Sambil tersenyum merendahkan, saintis itu bertanya: "Apa yang penyu menyokong?" "Kamu sangat pintar, anak muda," jawab wanita tua itu. "Seekor kura-kura berada di atas penyu yang lain, yang itu juga di atas kura-kura, dan seterusnya lebih rendah dan lebih rendah."
Idea Alam Semesta sebagai menara penyu yang tidak berkesudahan akan kelihatan lucu kepada kebanyakan kita, tetapi mengapa kita berfikir bahawa kita sendiri lebih tahu? Apa yang kita tahu tentang Alam Semesta, dan bagaimana kita mengetahuinya? Di manakah Alam Semesta berasal, dan apa yang akan berlaku kepadanya? Adakah Alam Semesta mempunyai permulaan, dan jika ya, apa yang berlaku sebelum permulaan? Apakah intipati masa? Adakah ia akan berakhir? Pencapaian fizik dalam beberapa tahun kebelakangan ini, yang sebahagiannya kita berhutang kepada teknologi baharu yang hebat, membolehkan akhirnya memperoleh jawapan kepada sekurang-kurangnya beberapa soalan yang telah lama wujud ini. Apabila masa berlalu, jawapan ini mungkin menjadi jelas seperti fakta bahawa Bumi berputar mengelilingi Matahari, dan mungkin tidak masuk akal seperti menara penyu. Hanya masa (apa pun) yang akan menentukan.
Kembali pada 340 SM. e. Ahli falsafah Yunani Aristotle, dalam bukunya "On the Heavens," memberikan dua hujah yang menarik yang menyokong fakta bahawa Bumi bukanlah plat rata, tetapi bola bulat. Pertama, Aristotle meneka bahawa gerhana bulan berlaku apabila Bumi berada di antara Bulan dan Matahari. Bumi sentiasa memberikan bayang-bayang bulat pada Bulan, dan ini hanya boleh berlaku jika Bumi berbentuk sfera. Jika Bumi adalah cakera rata, bayangnya akan mempunyai bentuk elips memanjang, melainkan gerhana sentiasa berlaku tepat pada masa Matahari berada tepat pada paksi cakera. Kedua, dari pengalaman perjalanan mereka, orang Yunani tahu bahawa di wilayah selatan Bintang Utara terletak lebih rendah di langit daripada di utara. (Oleh kerana Polaris berada di atas Kutub Utara, ia akan berada tepat di atas kepala pemerhati yang berdiri di Kutub Utara, tetapi bagi seseorang di khatulistiwa ia akan kelihatan di kaki langit.) Mengetahui perbezaan kedudukan jelas Bintang Utara di Mesir dan Yunani, Aristotle malah dapat mengira bahawa panjang khatulistiwa ialah 400,000 stadia. Apakah stade tidak diketahui dengan tepat, tetapi ia hampir 200 meter, dan oleh itu anggaran Aristotle adalah kira-kira 2 kali nilai yang diterima sekarang. Orang Yunani juga mempunyai hujah ketiga yang memihak kepada bentuk sfera Bumi: jika Bumi tidak bulat, maka mengapa kita mula-mula melihat layar kapal naik di atas ufuk, dan hanya kemudian kapal itu sendiri?
Aristotle berpendapat bahawa Bumi tidak bergerak, dan Matahari, Bulan, planet dan bintang mengelilinginya dalam orbit bulat. Dia percaya begitu, kerana menurut pandangan mistiknya, dia menganggap Bumi sebagai pusat Alam Semesta, dan gerakan bulat sebagai yang paling sempurna. Ptolemy mengembangkan idea Aristotle menjadi model kosmologi yang lengkap pada abad ke-2. Bumi berdiri di tengah, dikelilingi oleh lapan sfera yang mengandungi Bulan, Matahari dan lima planet yang diketahui ketika itu: Utarid, Zuhrah, Marikh, Musytari dan Zuhal (Gamb. 1.1). Planet-planet itu sendiri, Ptolemy percaya, bergerak dalam bulatan yang lebih kecil yang disambungkan ke sfera yang sepadan. Ini menjelaskan laluan yang sangat kompleks yang kita lihat planet-planet mengambil. Pada sfera terakhir adalah bintang-bintang tetap, yang, kekal dalam kedudukan yang sama berbanding satu sama lain, bergerak melintasi langit semuanya bersama-sama sebagai satu keseluruhan. Apa yang terletak di luar sfera terakhir tidak dijelaskan, tetapi dalam apa jua keadaan ia bukan lagi sebahagian daripada Alam Semesta yang diperhatikan oleh manusia.
Model Ptolemy memungkinkan untuk meramalkan dengan baik kedudukan badan angkasa di langit, tetapi untuk ramalan yang tepat dia terpaksa menerima bahawa lintasan Bulan di beberapa tempat datang 2 kali lebih dekat ke Bumi daripada di tempat lain! Ini bermakna bahawa dalam satu kedudukan Bulan sepatutnya kelihatan 2 kali lebih besar daripada yang lain! Ptolemy menyedari kelemahan ini, tetapi bagaimanapun teorinya diiktiraf, walaupun tidak di mana-mana. Gereja Kristian menerima model Ptolemaic Alam Semesta sebagai tidak bercanggah dengan Alkitab, kerana model ini sangat baik kerana ia meninggalkan banyak ruang untuk neraka dan syurga di luar sfera bintang tetap. Walau bagaimanapun, pada tahun 1514, paderi Poland Nicolaus Copernicus mencadangkan model yang lebih mudah. (Pada mulanya, mungkin takut bahawa Gereja akan mengisytiharkannya sebagai bidaah, Copernicus mempromosikan modelnya tanpa nama). Ideanya ialah Matahari berdiri tidak bergerak di tengah, dan Bumi dan planet lain mengelilinginya dalam orbit bulat. Hampir satu abad berlalu sebelum idea Copernicus diambil serius. Dua ahli astronomi, Johannes Kepler Jerman dan Galileo Galilei Itali, menyokong teori Copernicus secara terbuka, walaupun orbit yang diramalkan Copernicus tidak betul-betul sepadan dengan yang diperhatikan. Teori Aristotle-Ptolemy berakhir pada tahun 1609 apabila Galileo mula memerhati langit malam dengan teleskop yang baru dicipta. Dengan mengacukan teleskopnya ke planet Musytari, Galileo menemui beberapa satelit kecil, atau bulan, yang mengorbit Musytari. Ini bermakna tidak semua benda angkasa mesti mengorbit terus mengelilingi Bumi, seperti yang dipercayai oleh Aristotle dan Ptolemy. (Sudah tentu, seseorang masih boleh mengandaikan bahawa Bumi terletak di tengah-tengah Alam Semesta, dan bulan-bulan Musytari bergerak di sepanjang laluan yang sangat kompleks mengelilingi Bumi, supaya mereka hanya kelihatan berputar di sekitar Musytari. Walau bagaimanapun, teori Copernicus adalah lebih mudah.) Pada masa yang sama Pada masa itu, Johannes Kepler mengubah suai teori Copernicus berdasarkan andaian bahawa planet bergerak bukan dalam bulatan, tetapi dalam elips (elips ialah bulatan memanjang). Akhirnya, kini ramalan itu bertepatan dengan hasil pemerhatian.
Bagi Kepler, orbit elipsnya adalah hipotesis buatan (ad hoc), dan, lebih-lebih lagi, orbit yang "tidak sopan", kerana elips adalah angka yang kurang sempurna daripada bulatan. Setelah menemui hampir secara tidak sengaja bahawa orbit elips adalah sesuai dengan pemerhatian, Kepler tidak pernah dapat mendamaikan fakta ini dengan ideanya bahawa planet-planet beredar mengelilingi Matahari di bawah pengaruh daya magnet. Penjelasan itu hanya datang kemudian, pada tahun 1687, apabila Isaac Newton menerbitkan bukunya "Prinsip Matematik Falsafah Alam." Di dalamnya, Newton bukan sahaja mengemukakan teori pergerakan badan material dalam masa dan ruang, tetapi juga membangunkan kaedah matematik kompleks yang diperlukan untuk menganalisis pergerakan badan angkasa. Di samping itu, Newton mengemukakan hukum graviti sejagat, mengikut mana setiap jasad di Alam Semesta tertarik kepada mana-mana jasad lain dengan daya yang lebih besar, semakin besar jisim badan-badan ini dan semakin kecil jarak antara mereka. Ini adalah daya yang sama yang membuat mayat jatuh ke tanah. (Kisah bahawa Newton diilhamkan oleh epal yang jatuh di atas kepalanya hampir pasti tidak boleh dipercayai. Newton sendiri hanya mengatakan bahawa idea graviti datang semasa dia sedang duduk dalam "mood kontemplatif" dan "peristiwa itu adalah kejatuhan epal.”). Newton seterusnya menunjukkan bahawa, mengikut undang-undangnya, Bulan, di bawah pengaruh daya graviti, bergerak dalam orbit elips mengelilingi Bumi, dan Bumi dan planet-planet berputar dalam orbit elips mengelilingi Matahari.
Model Copernican membantu menyingkirkan sfera cakerawala Ptolemaic, dan pada masa yang sama idea bahawa Alam Semesta mempunyai beberapa jenis sempadan semula jadi. Oleh kerana "bintang tetap" tidak mengubah kedudukannya di langit, kecuali gerakan bulatnya yang dikaitkan dengan putaran Bumi di sekeliling paksinya, adalah wajar untuk menganggap bahawa bintang tetap adalah objek yang serupa dengan Matahari kita, hanya lebih banyak lagi. jauh.
Newton memahami bahawa, menurut teori gravitinya, bintang harus tertarik antara satu sama lain dan oleh itu, nampaknya, tidak boleh kekal tidak bergerak sepenuhnya. Bukankah mereka sepatutnya jatuh di atas satu sama lain, semakin dekat pada satu ketika? Pada tahun 1691, dalam sepucuk surat kepada Richard Bentley, seorang lagi pemikir terkemuka pada masa itu, Newton berkata bahawa ini memang akan berlaku jika kita hanya mempunyai bilangan bintang yang terhad di kawasan ruang yang terhad. Tetapi, Newton beralasan, jika bilangan bintang tidak terhingga dan mereka lebih kurang sama rata di ruang tak terhingga, maka ini tidak akan berlaku, kerana tidak ada titik pusat di mana mereka perlu jatuh.
Hujah-hujah ini adalah contoh betapa mudahnya menghadapi masalah apabila bercakap tentang infiniti. Dalam Alam Semesta yang tidak terhingga, mana-mana titik boleh dianggap sebagai pusat, kerana pada kedua-dua belahnya bilangan bintang adalah tidak terhingga. Selepas itu barulah mereka menyedari bahawa pendekatan yang lebih betul adalah dengan mengambil sistem terhingga di mana semua bintang jatuh pada satu sama lain, cenderung ke tengah, dan melihat perubahan yang akan berlaku jika kita menambah lebih banyak bintang, diedarkan lebih kurang sama rata di luar wilayah yang dipertimbangkan. Mengikut undang-undang Newton, bintang tambahan, secara purata, tidak akan menjejaskan yang asal dalam apa cara sekalipun, iaitu, bintang akan jatuh pada kelajuan yang sama ke pusat kawasan yang dipilih. Tidak kira berapa banyak bintang yang kita tambah, mereka akan sentiasa cenderung ke pusat. Pada masa kini, diketahui bahawa model alam semesta statik tak terhingga adalah mustahil jika daya graviti sentiasa kekal sebagai daya tarikan bersama.
Sungguh menarik keadaan umum pemikiran saintifik sebelum permulaan abad ke-20: tidak pernah terfikir oleh sesiapa pun bahawa Alam Semesta boleh mengembang atau mengecut. Semua orang percaya bahawa Alam Semesta sama ada sentiasa wujud dalam keadaan yang tidak berubah, atau dicipta pada satu ketika masa dahulu lebih kurang seperti sekarang. Ini mungkin sebahagiannya dijelaskan oleh kecenderungan orang untuk mempercayai kebenaran abadi, dan juga oleh tarikan istimewa idea bahawa, walaupun mereka sendiri menjadi tua dan mati, Alam Semesta akan kekal kekal dan tidak berubah.
Malah para saintis yang menyedari bahawa teori graviti Newton menjadikan Alam Semesta statik mustahil tidak memikirkan hipotesis Alam Semesta yang berkembang. Mereka cuba mengubah suai teori dengan membuat daya graviti menjijikkan pada jarak yang sangat jauh. Ini secara praktikal tidak mengubah pergerakan planet yang diramalkan, tetapi ia membenarkan pengedaran bintang yang tidak terhingga kekal dalam keseimbangan, kerana tarikan bintang berdekatan telah dikompensasikan oleh tolakan dari yang jauh. Tetapi sekarang kami percaya bahawa keseimbangan sedemikian akan menjadi tidak stabil. Malah, jika di beberapa kawasan bintang-bintang semakin dekat, maka daya tarikan antara mereka akan meningkat dan menjadi lebih besar daripada daya tolakan, sehingga bintang-bintang akan terus mendekat. Jika jarak antara bintang meningkat sedikit, maka daya tolakan akan lebih besar dan jarak akan bertambah.
Satu lagi bantahan terhadap model alam semesta statik tak terhingga biasanya dikaitkan dengan ahli falsafah Jerman Heinrich Olbers, yang menerbitkan karya mengenai model ini pada tahun 1823. Malah, ramai rakan seangkatan Newton sedang mengusahakan masalah yang sama, dan kertas kerja Albers bukanlah yang pertama membangkitkan bantahan yang serius. Dia adalah orang pertama yang dipetik secara meluas. Bantahannya ialah: dalam Alam Semesta statik yang tidak terhingga, sebarang sinar penglihatan mesti terletak pada beberapa bintang. Tetapi kemudian langit, walaupun pada waktu malam, harus bersinar terang, seperti Matahari. Hujah balas Olbers ialah cahaya yang datang kepada kita dari bintang yang jauh harus dilemahkan oleh penyerapan dalam jirim dalam laluannya.
Tetapi dalam kes ini, bahan ini sendiri harus panas dan bersinar terang, seperti bintang. Satu-satunya cara untuk mengelakkan kesimpulan bahawa langit malam bercahaya terang, seperti Matahari, adalah dengan mengandaikan bahawa bintang-bintang tidak selalu bersinar, tetapi menyala pada suatu masa tertentu pada masa lalu. Kemudian bahan penyerap mungkin belum sempat memanaskan badan, atau cahaya bintang yang jauh belum sampai kepada kita. Tetapi persoalan timbul: mengapa bintang-bintang menyala?
Sudah tentu, masalah asal usul Alam Semesta telah menduduki fikiran manusia untuk masa yang sangat lama. Menurut beberapa kosmogoni awal dan mitos Judeo-Kristian-Muslim, Alam Semesta kita muncul pada masa yang tertentu dan tidak terlalu jauh pada masa lalu. Salah satu sebab kepercayaan sedemikian adalah keperluan untuk mencari "sebab pertama" kewujudan Alam Semesta. Sebarang kejadian di Alam Semesta dijelaskan dengan menunjukkan puncanya, iaitu satu lagi kejadian yang berlaku lebih awal; penjelasan tentang kewujudan Alam Semesta itu sendiri hanya mungkin jika ia mempunyai permulaan. Asas lain dikemukakan oleh Blessed Augustine (Gereja Ortodoks menganggap Augustine diberkati, dan Gereja Katolik menganggapnya sebagai orang suci. - Ed.). dalam buku "Kota Tuhan". Beliau menegaskan bahawa tamadun semakin maju, dan kita masih ingat siapa yang melakukan perbuatan ini atau itu dan siapa yang mencipta apa. Oleh itu, manusia, dan oleh itu, mungkin, Alam Semesta, tidak mungkin wujud untuk masa yang lama. St Augustine menganggap tarikh yang boleh diterima untuk penciptaan Alam Semesta, sepadan dengan kitab Kejadian: kira-kira 5000 SM. (Menariknya, tarikh ini tidak terlalu jauh dari penghujung zaman ais terakhir - 10,000 SM, yang ahli arkeologi menganggap permulaan tamadun).
Aristotle dan kebanyakan ahli falsafah Yunani lain tidak menyukai idea penciptaan Alam Semesta, kerana ia dikaitkan dengan campur tangan ilahi. Oleh itu, mereka percaya bahawa manusia dan dunia di sekeliling mereka wujud dan akan wujud selama-lamanya. Para saintis zaman dahulu mempertimbangkan hujah mengenai kemajuan tamadun dan memutuskan bahawa banjir dan bencana lain secara berkala berlaku di dunia, yang sepanjang masa mengembalikan manusia ke titik permulaan tamadun.
Persoalan sama ada Alam Semesta timbul pada satu ketika awal dan sama ada ia terhad dalam ruang kemudiannya dikaji dengan teliti oleh ahli falsafah Immanuel Kant dalam karya monumental (dan sangat gelap) "Kritik Alasan Tulen", yang diterbitkan dalam 1781. Dia memanggil soalan-soalan ini sebagai antinomies (iaitu, percanggahan) alasan yang murni, kerana dia melihat bahawa adalah sama mustahil untuk membuktikan atau menyangkal sama ada tesis tentang keperluan permulaan Alam Semesta atau antitesis tentang kewujudannya yang kekal. Tesis Kant dihujahkan oleh fakta bahawa jika Alam Semesta tidak mempunyai permulaan, maka setiap peristiwa akan didahului oleh jangka masa yang tidak terhingga, dan Kant menganggap ini tidak masuk akal. Untuk menyokong antitesis, Kant berkata bahawa jika Alam Semesta mempunyai permulaan, maka ia akan didahului oleh jangka masa yang tidak terhingga, dan kemudian persoalannya ialah, mengapa Alam Semesta tiba-tiba muncul pada satu masa dan bukan yang lain? Sebenarnya, hujah Kant hampir sama untuk kedua-dua tesis dan antitesis. Ia berpunca daripada andaian tersirat bahawa masa adalah tidak terhingga pada masa lalu, tidak kira sama ada alam semesta wujud atau tidak wujud selama-lamanya. Seperti yang akan kita lihat di bawah, sebelum kemunculan Alam Semesta, konsep masa tidak bermakna. Ini pertama kali ditunjukkan oleh St. Augustine. Apabila ditanya apa yang Tuhan lakukan sebelum dia mencipta alam semesta, Augustine tidak pernah menjawab bahawa Tuhan sedang menyediakan neraka bagi mereka yang bertanya soalan sedemikian. Tidak, dia berkata bahawa masa adalah harta penting Alam Semesta yang dicipta oleh Tuhan dan oleh itu tidak ada masa sebelum kemunculan Alam Semesta.
Apabila kebanyakan orang percaya kepada alam semesta yang statik dan tidak berubah, persoalan sama ada ia mempunyai permulaan atau tidak pada dasarnya adalah soal metafizik dan teologi. Semua fenomena yang boleh diperhatikan boleh dijelaskan sama ada dengan teori di mana alam semesta wujud selama-lamanya, atau oleh teori di mana alam semesta dicipta pada satu ketika dalam satu cara yang semuanya kelihatan seolah-olah ia telah wujud selama-lamanya. Tetapi pada tahun 1929, Edwin Hubble membuat penemuan epokal: ternyata tidak kira bahagian langit mana pun yang diperhatikan, semua galaksi yang jauh dengan pantas bergerak menjauhi kita. Dengan kata lain, Alam Semesta berkembang. Ini bermakna bahawa pada zaman dahulu semua objek lebih dekat antara satu sama lain berbanding sekarang. Ini bermakna nampaknya ada satu masa, kira-kira sepuluh atau dua puluh ribu juta tahun yang lalu, apabila mereka semua berada di satu tempat, sehingga kepadatan Alam Semesta sangat besar. Penemuan Hubble membawa persoalan bagaimana Alam Semesta bermula ke alam sains.
Pemerhatian Hubble mencadangkan bahawa terdapat satu masa, yang dipanggil Big Bang, apabila Alam Semesta adalah sangat kecil dan tidak terhingga padat. Dalam keadaan sedemikian, semua undang-undang sains menjadi tidak bermakna dan tidak membenarkan kita meramal masa depan. Jika pada zaman dahulu apa-apa peristiwa berlaku, ia masih tidak dapat mempengaruhi apa yang berlaku sekarang. Oleh kerana kekurangan akibat yang boleh diperhatikan, mereka boleh diabaikan. Letupan Besar boleh dianggap sebagai permulaan masa dalam erti kata bahawa masa yang lebih awal tidak akan ditentukan. Mari kita tekankan bahawa titik permulaan masa sedemikian adalah sangat berbeza daripada semua yang dicadangkan sebelum Hubble. Permulaan masa dalam Alam Semesta yang tidak berubah adalah sesuatu yang mesti ditentukan oleh sesuatu yang wujud di luar Alam Semesta; Tiada keperluan fizikal untuk permulaan Alam Semesta. Penciptaan Alam Semesta oleh Tuhan boleh dikaitkan dengan mana-mana masa pada masa lalu. Jika Alam Semesta berkembang, maka mungkin ada sebab fizikal untuk ia mempunyai permulaan. Anda masih boleh membayangkan bahawa Tuhan yang mencipta Alam Semesta - pada saat letupan besar atau lebih kemudian (tetapi seolah-olah letupan besar telah berlaku). Walau bagaimanapun, adalah tidak masuk akal untuk mengatakan bahawa Alam Semesta telah wujud sebelum Big Bang. Idea Alam Semesta yang berkembang tidak mengecualikan pencipta, tetapi ia mengenakan sekatan pada kemungkinan tarikh kerjanya!
Stephen Hawking
SEJARAH RINGKAS MASA.
Dari letupan besar kepada lubang hitam
Ucapan terima kasih
Buku itu didedikasikan untuk Jane
Saya memutuskan untuk cuba menulis buku popular tentang ruang dan masa selepas saya memberi Loeb Lectures di Harvard pada tahun 1982. Pada masa itu sudah terdapat beberapa buku yang dikhaskan untuk Alam Semesta awal dan lubang hitam, kedua-duanya sangat bagus, contohnya buku Steven Weinberg "The First Three Minutes," dan sangat buruk, yang tidak perlu dinamakan di sini. Tetapi nampaknya saya tidak ada seorang pun daripada mereka yang benar-benar menjawab soalan yang mendorong saya untuk mengkaji kosmologi dan teori kuantum: dari mana alam semesta berasal? bagaimana dan mengapa ia timbul? adakah ia akan berakhir, dan jika ia berlaku, bagaimana? Soalan-soalan ini menarik minat kita semua. Tetapi sains moden sangat kaya dengan matematik, dan hanya beberapa pakar yang mempunyai pengetahuan yang mencukupi tentang yang terakhir untuk memahami perkara ini. Walau bagaimanapun, idea asas tentang kelahiran dan nasib selanjutnya Alam Semesta boleh dibentangkan tanpa bantuan matematik sedemikian rupa sehingga mereka akan dapat difahami walaupun kepada orang yang tidak menerima pendidikan saintifik. Inilah yang saya cuba lakukan dalam buku saya. Terpulang kepada pembaca untuk menilai sejauh mana kejayaan saya.
Saya diberitahu bahawa setiap formula yang disertakan dalam buku itu akan mengurangkan bilangan pembeli kepada separuh. Kemudian saya memutuskan untuk melakukan tanpa formula sama sekali. Benar, pada akhirnya saya masih menulis satu persamaan - persamaan Einstein yang terkenal E=mc^2. Saya harap ia tidak menakutkan separuh daripada bakal pembaca saya.
Selain daripada fakta bahawa saya jatuh sakit dengan amyotrophic lateral sclerosis, maka dalam hampir semua perkara lain saya bernasib baik. Bantuan dan sokongan yang diberikan oleh isteri saya Jane dan anak-anak Robert, Lucy dan Timothy membolehkan saya menjalani kehidupan yang agak normal dan mencapai kejayaan di tempat kerja. Saya juga bernasib baik kerana saya memilih fizik teori, kerana semuanya sesuai dalam kepala saya. Oleh itu, kelemahan fizikal saya tidak menjadi kelemahan yang serius. Rakan-rakan saintifik saya, tanpa pengecualian, sentiasa memberikan saya bantuan maksimum.
Semasa peringkat pertama, "klasik" kerja saya, pembantu dan kolaborator terdekat saya ialah Roger Penrose, Robert Gerok, Brandon Carter dan George Ellis. Saya berterima kasih kepada mereka atas bantuan dan kerjasama mereka. Peringkat ini berakhir dengan penerbitan buku "Large-scale structure of space-time," yang Ellis dan saya tulis pada tahun 1973 (Hawking S., Ellis J. Large-scale structure of space-time. M.: Mir, 1976 ).
Semasa fasa kedua, "kuantum" kerja saya, yang bermula pada tahun 1974, saya bekerja terutamanya dengan Gary Gibbons, Don Page dan Jim Hartle. Saya berhutang banyak kepada mereka, dan juga kepada pelajar siswazah saya, yang memberikan saya bantuan yang besar baik dari segi "fizikal" dan dalam erti kata "teori". Keperluan untuk bersaing dengan pelajar siswazah adalah pendorong yang sangat penting dan, saya fikir, menghalang saya daripada terjebak dalam lumpur.
Brian Witt, salah seorang pelajar saya, banyak membantu saya semasa mengerjakan buku itu. Pada tahun 1985, selepas melakar garis kasar pertama buku itu, saya jatuh sakit dengan radang paru-paru. Saya terpaksa menjalani pembedahan, dan selepas trakeotomi saya berhenti bercakap, dan dengan itu hampir kehilangan keupayaan untuk berkomunikasi. Saya fikir saya tidak akan dapat menghabiskan buku itu. Tetapi Brian bukan sahaja membantu saya menyemaknya, tetapi juga mengajar saya cara menggunakan program komunikasi komputer Living Center, yang diberikan kepada saya oleh Walt Waltosh, pekerja Words Plus, Inc., Sunnyvale, California. Dengan bantuannya, saya boleh menulis buku dan artikel, dan juga bercakap dengan orang ramai melalui pensintesis pertuturan yang diberikan kepada saya oleh syarikat Sunnyvale yang lain, Speech Plus. David Mason memasang pensintesis ini dan komputer peribadi kecil pada kerusi roda saya. Sistem ini mengubah segala-galanya: ia menjadi lebih mudah untuk saya berkomunikasi berbanding sebelum saya kehilangan suara.
Saya berterima kasih kepada ramai yang telah membaca versi awal buku itu atas nasihat mereka tentang cara ia boleh diperbaiki. Oleh itu, Peter Gazzardi, editor saya di Bantam Books, menghantar surat demi surat kepada saya dengan komen dan soalan mengenai petikan yang dia rasa kurang dijelaskan. Diakui, saya agak kesal apabila saya menerima senarai besar pembaikan yang disyorkan, tetapi Gazzardi betul-betul betul. Saya pasti buku itu dibuat lebih baik oleh Gazzardi menggosok hidung saya dalam kesilapan.
Saya mengucapkan terima kasih yang mendalam kepada pembantu saya Colin Williams, David Thomas dan Raymond Laflamme, setiausaha saya Judy Fella, Ann Ralph, Cheryl Billington dan Sue Macy serta jururawat saya. Saya tidak dapat mencapai apa-apa jika semua kos penyelidikan saintifik dan penjagaan perubatan yang diperlukan tidak ditanggung oleh Kolej Gonville dan Caius, Majlis Penyelidikan Sains dan Teknologi dan Yayasan Leverhulme, MacArthur, Nuffield dan Ralph Smith. Saya sangat berterima kasih kepada mereka semua.
Mukadimah
Kita hidup, tidak memahami apa-apa tentang struktur dunia. Kami tidak memikirkan mekanisme apa yang menjana cahaya matahari yang memastikan kewujudan kita, kita tidak memikirkan tentang graviti, yang mengekalkan kita di Bumi, menghalangnya daripada membuang kita ke angkasa. Kita tidak berminat dengan atom-atom dari mana kita tersusun dan pada kestabilan yang kita bergantung pada dasarnya. Kecuali kanak-kanak (yang masih tahu terlalu sedikit untuk tidak bertanya soalan serius seperti itu), beberapa orang tertanya-tanya mengapa alam semula jadi seperti itu, dari mana kosmos berasal, dan sama ada ia sentiasa wujud? Tidakkah masa suatu hari boleh diterbalikkan supaya kesannya mendahului punca? Adakah terdapat had yang tidak dapat diatasi untuk pengetahuan manusia? Malah ada kanak-kanak (saya pernah berjumpa dengan mereka) yang ingin tahu bagaimana rupa lubang hitam, apakah zarah jirim yang paling kecil? kenapa kita ingat masa lalu dan bukan masa depan? Jika sebelum ini benar-benar berlaku huru-hara, maka bagaimana keadaan yang jelas kini telah diwujudkan? dan mengapakah Alam Semesta wujud sama sekali?
Dalam masyarakat kita, adalah perkara biasa bagi ibu bapa dan guru untuk menjawab soalan-soalan ini dengan mengangkat bahu mereka atau meminta bantuan daripada rujukan yang samar-samar diingati kepada legenda agama. Sesetengah orang tidak menyukai topik sebegitu kerana ia mendedahkan dengan jelas kesempitan pemahaman manusia.
Tetapi perkembangan falsafah dan sains semula jadi bergerak ke hadapan terutamanya berkat soalan-soalan seperti ini. Semakin ramai orang dewasa menunjukkan minat terhadap mereka, dan jawapannya kadang-kadang tidak dijangka untuk mereka. Berbeza dalam skala daripada kedua-dua atom dan bintang, kami sedang mendorong ufuk penerokaan untuk merangkumi kedua-dua yang sangat kecil dan sangat besar.
Pada musim bunga tahun 1974, kira-kira dua tahun sebelum kapal angkasa Viking mencapai permukaan Marikh, saya berada di England pada persidangan yang dianjurkan oleh Royal Society of London mengenai kemungkinan mencari tamadun luar angkasa. Semasa rehat kopi, saya melihat mesyuarat yang lebih besar berlaku di bilik sebelah dan, kerana ingin tahu, memasukinya. Jadi saya menyaksikan upacara yang telah lama wujud - kemasukan ahli baharu ke Royal Society, yang merupakan salah satu persatuan saintis tertua di planet ini. Di hadapan, seorang lelaki muda yang duduk di atas kerusi roda sedang perlahan-lahan menulis namanya dalam sebuah buku, muka surat sebelumnya tertera tandatangan Isaac Newton. Apabila dia akhirnya selesai menandatangani, penonton bertepuk tangan. Stephen Hawking sudah pun menjadi legenda ketika itu.
Hawking kini menduduki kerusi matematik di Universiti Cambridge, yang pernah diduduki oleh Newton dan kemudian oleh P. A. M. Dirac - dua penyelidik terkenal yang mengkaji satu - yang terbesar, dan yang lain - yang terkecil. Hawking adalah pengganti mereka yang layak. Buku popular pertama oleh Hokippa ini mengandungi banyak perkara berguna untuk khalayak luas. Buku ini menarik bukan sahaja untuk keluasan kandungannya, ia membolehkan anda melihat bagaimana pemikiran pengarang berfungsi. Anda akan mendapati di dalamnya pendedahan yang jelas tentang had fizik, astronomi, kosmologi dan keberanian.
Tetapi ini juga buku tentang Tuhan... atau mungkin tentang ketiadaan Tuhan. Perkataan "Tuhan" sering muncul dalam halamannya. Hawking mula mencari jawapan kepada soalan terkenal Einstein tentang sama ada Tuhan mempunyai pilihan apabila dia mencipta Alam Semesta. Hawking cuba, seperti yang dia sendiri tulis, untuk membongkar rancangan Tuhan. Yang lebih tidak dijangka adalah kesimpulan (sekurang-kurangnya sementara) yang mana ini
10. Sejarah Ringkas Masa
Idea untuk menulis buku sains popular tentang Alam Semesta pertama kali datang kepada saya pada tahun 1982. Sebahagian daripada matlamat saya adalah untuk mendapatkan wang untuk membayar yuran sekolah untuk anak perempuan saya. (Malah, pada masa buku itu dikeluarkan, dia sudah berada di tahun seniornya.) Tetapi sebab utama menulis buku itu ialah saya ingin menjelaskan sejauh mana saya fikir kita telah memahami Alam Semesta: seberapa dekat kita mungkin sudah mencipta teori lengkap yang menerangkan Alam Semesta dan segala isinya.
Memandangkan saya akan meluangkan masa dan usaha untuk menulis buku seperti ini, saya mahu seramai mungkin orang membacanya. Sebelum itu, buku ilmiah murni saya diterbitkan oleh Cambridge University Press. Penerbit melakukan kerja yang baik, tetapi saya merasakan bahawa ia tidak akan dapat menjangkau khalayak seluas yang saya inginkan. Jadi saya menghubungi ejen sastera Al Zuckerman, yang telah diperkenalkan kepada saya sebagai menantu kepada salah seorang rakan sekerja saya. Saya memberinya draf bab pertama dan menerangkan keinginan saya untuk membuat buku seperti yang dijual di kiosk lapangan terbang. Dia memberitahu saya tidak ada peluang untuk itu. Para saintis dan pelajar, tentu saja, akan membelinya, tetapi buku seperti itu tidak akan masuk ke wilayah Jeffrey Archer.
Saya memberikan versi pertama buku itu kepada Zuckerman pada tahun 1984. Dia menghantarnya kepada beberapa penerbit dan mengesyorkan agar mereka menerima tawaran daripada Norton, sebuah syarikat buku elit Amerika. Tetapi bertentangan dengan saranannya, saya menerima tawaran Bantam Books, sebuah rumah penerbitan yang ditujukan kepada pembaca umum. Walaupun Bantam tidak pakar dalam menerbitkan buku bukan fiksyen, buku-bukunya boleh didapati secara meluas di kedai buku lapangan terbang.
Mungkin Bantam tertarik dengan buku ini kerana salah seorang editornya, Peter Guzzardi. Dia mengambil kerjanya dengan sangat serius dan memaksa saya menulis semula buku itu supaya dapat difahami oleh bukan pakar seperti dirinya. Setiap kali saya menghantar bab yang disemak, dia membalas dengan senarai panjang kekurangan dan isu yang dia rasa perlu dijelaskan. Kadang-kadang saya fikir proses ini tidak akan berakhir. Tetapi dia betul: buku itu ternyata lebih baik sebagai hasilnya.
Kerja saya pada buku itu terganggu oleh radang paru-paru, yang saya dijangkiti di CERN. Adalah mustahil untuk menghabiskan buku itu jika bukan kerana program komputer yang diberikan kepada saya. Ia agak perlahan, tetapi saya berfikir secara santai pada masa itu, jadi ia agak sesuai. Dengan bantuannya, didorong oleh Guzzardi, saya hampir menulis semula teks asal sepenuhnya. Salah seorang pelajar saya, Brian Witt, membantu saya dengan semakan ini.
Muka depan edisi pertama Sejarah Ringkas Masa
Saya sangat kagum dengan siri televisyen Jacob Bronowski The Ascent of Man. (Nama seksis sebegitu tidak akan dibenarkan untuk digunakan pada hari ini.) Ia memberi gambaran tentang pencapaian umat manusia dan perkembangannya daripada orang liar primitif yang hanya lima belas ribu tahun dahulu kepada keadaan moden kita. Saya ingin membangkitkan perasaan yang sama mengenai pergerakan kita ke arah pemahaman penuh undang-undang yang mengawal Alam Semesta. Saya pasti hampir semua orang berminat dengan cara alam semesta berfungsi, tetapi kebanyakan orang tidak dapat memahami persamaan matematik. Saya sendiri tidak begitu menyukai mereka. Sebahagiannya kerana sukar bagi saya untuk menulisnya, tetapi perkara utama ialah saya tidak mempunyai rasa formula yang intuitif. Sebaliknya, saya berfikir dalam imej visual, dan dalam buku saya, saya cuba untuk menyatakan imej ini dalam perkataan, menggunakan analogi biasa dan sebilangan kecil gambar rajah. Dengan memilih jalan ini, saya berharap kebanyakan orang dapat berkongsi dengan saya kekaguman atas kejayaan yang telah dicapai oleh fizik hasil daripada kemajuan yang menakjubkan sepanjang lima puluh tahun yang lalu.
Namun beberapa perkara sukar difahami, walaupun anda mengelak daripada pengiraan matematik. Masalah yang saya hadapi ialah: patutkah saya cuba menjelaskannya dengan risiko mengelirukan orang, atau patutkah saya menyapu sampah di bawah permaidani, kononnya? Beberapa konsep luar biasa, seperti fakta bahawa pemerhati yang bergerak pada kelajuan berbeza mengukur tempoh masa yang berbeza untuk pasangan peristiwa yang sama, tidak relevan dengan gambar yang saya ingin lukis. Jadi saya rasa saya boleh menyebutnya sahaja tanpa membuat perincian. Tetapi terdapat juga idea-idea kompleks yang penting untuk apa yang saya cuba sampaikan.
Terdapat dua konsep yang saya fikir sangat penting untuk dimasukkan ke dalam buku. Salah satunya ialah apa yang dipanggil penjumlahan oleh sejarah. Ini adalah idea bahawa alam semesta mempunyai lebih daripada satu sejarah. Sebaliknya, terdapat koleksi semua kemungkinan sejarah alam semesta, dan semua sejarah ini adalah sama nyata (apa pun maksudnya). Idea lain yang diperlukan untuk membuat pengertian matematik penjumlahan ke atas sejarah ialah masa khayalan. Saya kini menyedari bahawa saya sepatutnya berusaha lebih keras untuk menerangkan kedua-dua konsep ini kerana ia adalah bahagian buku yang paling sukar digunakan oleh orang ramai. Walau bagaimanapun, adalah tidak perlu untuk memahami dengan tepat apa itu masa khayalan; cukup untuk mengetahui bahawa ia berbeza daripada apa yang kita panggil masa sebenar.
Ketika buku itu hampir diterbitkan, saintis yang dihantar salinan awal untuk menyediakan ulasan untuk majalah itu alam semula jadi, berasa ngeri apabila menemui sejumlah besar ralat di dalamnya - gambar dan gambar rajah yang diletakkan dengan salah dengan tandatangan yang salah. Dia memanggil Bantam, mereka juga ngeri dan pada hari yang sama mereka mengimbas kembali dan memusnahkan seluruh peredaran. (Salinan edisi pertama sebenar yang masih hidup kini berkemungkinan tinggi.) Penerbit menghabiskan tiga minggu kerja keras untuk menyemak dan membetulkan keseluruhan buku, dan buku itu sudah bersedia untuk memasuki kedai tepat pada masanya untuk tarikh keluaran April Fool yang diumumkan. .Hari April Fool. Kemudian majalah Masa menerbitkan nota biografi tentang saya dengannya di muka depan.
Walaupun semua ini, Bantam terkejut dengan permintaan untuk buku saya. Ia kekal dalam senarai terlaris The New York Times selama 147 minggu, dan dalam senarai terlaris London Masa - dalam rekod 237 minggu, telah diterjemahkan ke dalam 40 bahasa dan terjual lebih 10 juta salinan di seluruh dunia.
Saya pada asalnya menamakan buku From the Big Bang to Black Holes: A Short History of Time, tetapi Guzzardi menukar tajuk dan sari kata dan menggantikannya dengan "pendek kepada "ringkas". Ini adalah cemerlang dan semestinya telah menyumbang kepada kejayaan buku itu. Sejak itu, banyak "sejarah ringkas" ini atau itu malah "Sejarah Ringkas Thyme" telah muncul. Peniruan adalah bentuk sanjungan yang paling ikhlas.
Mengapa orang ramai membeli buku ini? Sukar untuk saya yakin dengan objektiviti saya, dan saya lebih suka memetik apa yang orang lain katakan. Ternyata kebanyakan ulasan, walaupun meluluskan, tidak banyak menjelaskan. Pada asasnya mereka dibina mengikut skema yang sama: Stephen Hawking menghidap penyakit Lou Gehrig(istilah yang digunakan dalam ulasan Amerika), atau penyakit neuron motor(Ulasan British). Dia terkurung di kerusi roda, tidak boleh bercakap dan hanya menggerakkan N jari(Di mana N berkisar antara satu hingga tiga, bergantung pada seberapa tidak tepat artikel tentang saya yang telah dibaca oleh pengulas). Namun dia menulis buku ini tentang persoalan terbesar semua: dari mana kita datang dan ke mana kita akan pergi? Jawapan yang dicadangkan Hawking ialah alam semesta tidak diciptakan dan tidak akan pernah musnah - ia begitu sahaja. Untuk menyatakan idea ini, Hawking memperkenalkan konsep masa khayalan, yang saya(iaitu pengulas) Saya rasa agak sukar untuk difahami. Walau bagaimanapun, jika Hawking betul dan kita mendapati teori bersatu yang lengkap, maka kita akan benar-benar memahami reka bentuk Tuhan.(Semasa peringkat membaca pruf, saya hampir mengeluarkan frasa terakhir dari buku tentang kita memahami rancangan Tuhan. Jika saya berbuat demikian, jualan akan turun separuh.)
Saya rasa artikel dalam akhbar London itu lebih bernas Yang Merdeka, di mana dikatakan bahawa buku saintifik yang serius seperti "Sejarah Masa Ringkas" boleh menjadi kultus. Saya sangat tersanjung dengan perbandingannya dengan buku "Zen and the Art of Motorcycle Maintenance." Saya berharap, seperti itu, buku saya memberi orang rasa bahawa mereka tidak harus menolak soalan intelektual dan falsafah yang hebat.
Tidak dinafikan, minat manusia terhadap kisah bagaimana saya berjaya menjadi ahli fizik teori, walaupun saya cacat, juga memainkan peranan. Tetapi mereka yang membeli buku itu hanya untuk ini kecewa, kerana keadaan saya disebut hanya beberapa kali. Buku itu bertujuan untuk menjadi kisah alam semesta, bukan kisah saya sama sekali. Ini tidak melindungi penerbit Bantam daripada tuduhan bahawa ia mengeksploitasi penyakit saya tanpa segan silu dan saya memanjakan mereka dengan membenarkan gambar saya diletakkan di muka depan. Malah, mengikut kontrak, saya tidak mempunyai hak untuk mempengaruhi reka bentuk kulit. Walau bagaimanapun, saya berjaya meyakinkan penerbit untuk menggunakan foto yang lebih baik untuk edisi British daripada foto buruk dan lapuk yang terdapat dalam versi Amerika. Walau bagaimanapun, pada kulit muka Amerika, foto itu tetap sama kerana, seperti yang saya diberitahu, orang ramai Amerika mengenal pasti foto ini dengan buku itu sendiri.
Ia juga dicadangkan bahawa ramai orang membeli buku ini untuk memaparkannya di rak buku atau meja kopi mereka tanpa membacanya. Saya pasti ini adalah kesnya, walaupun saya tidak fikir ia adalah lebih daripada dengan banyak buku serius lain. Namun saya tahu bahawa sekurang-kurangnya beberapa pembaca pasti berjaya, kerana setiap hari saya menerima timbunan surat tentang buku ini, banyak daripadanya mengandungi soalan atau ulasan terperinci, yang menunjukkan bahawa orang membaca buku ini, walaupun jika mereka tidak memahaminya sepenuhnya. Orang ramai juga menghalang saya di jalan dan memberitahu saya betapa mereka menyukainya. Kekerapan saya menerima ungkapan pengiktirafan awam sedemikian (walaupun saya, sudah tentu, pengarang yang sangat berbeza, jika bukan yang paling cemerlang,) nampaknya saya meyakinkan bahawa sebahagian tertentu orang yang membeli buku itu benar-benar membaca. ia.
Selepas A Brief History of Time, saya menulis beberapa lagi buku untuk membawa pengetahuan saintifik kepada khalayak yang lebih luas. Ini ialah "Black Hole and Young Universe", "The World in a Nutshell" dan "The Grander Design". Saya fikir adalah sangat penting bahawa orang ramai mempunyai pemahaman asas tentang sains yang akan membolehkan mereka membuat keputusan termaklum dalam dunia di mana sains dan teknologi memainkan lebih banyak peranan. Di samping itu, anak perempuan saya Lucy dan saya menulis satu siri buku untuk kanak-kanak - dewasa esok. Ini adalah cerita pengembaraan berdasarkan idea saintifik.
Dari buku Komen tentang apa yang telah diliputi pengarang Strugatsky Boris NatanovichS. YAROSLAVTSEV, ATAU SEJARAH RINGKAS SATU PSEUDON Mengapa, sebenarnya, “S. Yaroslavtsev"? saya tak ingat. Jelas mengapa "S": semua nama samaran kami bermula dengan huruf ini - S. Berezhkov, S. Vitin, S. Pobedin... Tetapi dari manakah "Yaroslavtsev" berasal? Saya tidak ingat sama sekali. Dalam kami
Dari buku Ermak pengarang Skrynnikov Ruslan GrigorievichLampiran 2 SEMYON ULYANOVICH REMEZOV. SEJARAH SIBERIA. SIBERIAN CHRONICLE RINGKAS KUNGUR Sejarah Siberia Sejak dahulu lagi, Maha Melihat Tuhan Kristian kita, Pencipta semua ciptaan, pembina rumah-Nya dan pemberi anggur dan biri-biri mental, berdakwah yang diperintahkan secara kehakiman
Daripada buku Ulasan tentang perkara yang telah diliputi [Edisi lain] pengarang Strugatsky Boris NatanovichS. YAROSLAVTSEV, atau SEJARAH RINGKAS SATU PSEUDON Mengapa, sebenarnya, “S. Yaroslavtsev"? saya tak ingat. Jelas mengapa "S": semua nama samaran kami bermula dengan huruf ini - S. Berezhkov, S. Vitin, S. Pobedin... Tetapi dari manakah "Yaroslavtsev" berasal? Saya tidak ingat sama sekali
Dari buku oleh William Thackeray. Kehidupan dan aktiviti sasteranya pengarang Alexandrov Nikolay NikolaevichBab VI. "Sejarah Pendennis". "Pendatang baru." "Kisah Esmond". "The Virginians" Tidak lama selepas tamat "Vanity Fair," iaitu, pada awal tahun 1849, novel hebat kedua Thackeray, "The History of Pendennis," mula dicetak. Dalam kata pengantar kerja ini, Thackeray mengadu bahawa
Daripada buku 9 Years of Thrash Frenzy of Metal Corrosion pengarang Troitsky SergeySEJARAH RINGKAS Sejarah kumpulan Corrosion of Metal bermula pada tahun 1984, pada permulaan revolusi logam berat di Rusia. Itu adalah masa yang tidak dapat dilupakan dalam penapisan umum dan pembunuhan beramai-ramai awam. Salah satu yang pertama, semua kebusukan dan kekasaran apa yang wujud ketika itu
Daripada buku Inside the West pengarang Voronel Alexander VladimirovichSEJARAH RINGKAS WANG Saya sentiasa terkejut dengan sebulat suara yang mana dunia bukan Yahudi telah mengaitkan idea watak Yahudi dengan cinta wang. Saya tidak melihat apa-apa seperti ini dalam persekitaran Yahudi. Dan dalam sejarah, cinta wang Yahudi sama sekali tidak mengatasi
Daripada buku A Brief History of Philosophy oleh Johnston DerekDerek Johnston Sejarah Ringkas Falsafah
Dari buku Bazhenov pengarang Pigalev Vadim AlekseevichBIBLIOGRAFI RINGKAS, LITERATUR TENTANG V.I BAZHENOV DAN MASANYA Borisov S. Bazhenov. M., 1937. Shishko A. Tukang batu. M., 1941. Snegirev V. V. I. Bazhenov. M., 1950. Petrov P., Klyushnikov V. Keluarga pemikir bebas. St Petersburg, 1872. Chernov E, G., Shishko A. V. Bazhenov. M., Rumah Penerbitan Akademi Sains USSR, 1949. Yanchuk N. A.
Dari buku Mocker oleh Waugh EvelynBab Enam SEJARAH RINGKAS PANDANGAN AGAMA SAYA Pada 18 Jun 1921, saya menulis dalam diari saya: “Sejak beberapa minggu lalu saya tidak lagi menjadi seorang Kristian. Saya menyedari bahawa sekurang-kurangnya dua suku terakhir saya adalah seorang ateis dalam segala-galanya kecuali keberanian untuk mengakuinya kepada diri saya sendiri.
Dari buku Penipuan Ingenious pengarang Khvorostukhina Svetlana AlexandrovnaBahagian 3 Sejarah ringkas piramid kewangan Sesungguhnya, dalam bab yang dibentangkan kita tidak akan bercakap tentang sejarah piramid Mesir yang terkenal, tetapi mengenai piramid jenis yang sedikit berbeza - kewangan. Pada masa kini, di seluruh dunia, mungkin sukar untuk mencari orang yang tidak pernah
Daripada buku From Diogenes to Jobs, Gates and Zuckerberg ["Nerds" yang mengubah dunia] oleh Zittlau JörgBab 1 Dari lukisan gua hingga bom atom. Sejarah Ringkas Ahli Botani Secara umumnya, ahli botani terbahagi kepada dua kategori: mereka yang kononnya hanya muncul pada tahun 1950-an, dan mereka yang hidup lama dahulu. "Ahli botani sentiasa wujud dalam sejarah manusia," jelasnya
Dari buku oleh Francois Marie Voltaire pengarang Kuznetsov Vitaly Nikolaevich Dari buku Byzantine Journey oleh Ash JohnSejarah Ringkas Sunrooms Walaupun pemandu pelancong tidak memberi perhatian kepada Afyon, ia adalah salah satu bandar tercantik di dataran tinggi Anatolia. Seni bina modennya boleh diramalkan hambar, tetapi berbanding dengan Eskisehir (dalam hati saya, saya takut bahawa
Dari buku Biografi Belgrade oleh Pavic MiloradSejarah Ringkas Membaca Saya telah lama ingin melihat sebuah buku yang dipanggil "Sejarah Ringkas Membaca" di beberapa pesta buku. Saya akan cuba memberitahu anda bagaimana saya membayangkannya. Sekali di Tel Aviv saya ditanya soalan berikut: "Dalam buku anda kami bertemu tiga syaitan -
Dari buku Hero of Soviet Times: The Story of a Worker pengarang Kalinyak Georgy AlexandrovichWira era Soviet: sejarah seorang pekerja Georgy Aleksandrovich Kalinyak (1910-09/14/1989) Dilahirkan pada tahun 1910 di Grodno. Pada tahun 1927 beliau lulus dari gred ke-7 sekolah menengah Vitebsk. Sejak 1928 dia tinggal di Leningrad. Pada tahun 1928 beliau mula bekerja di artel Kozhmetalloshtamp sebagai operator akhbar, kemudian dari 1929 hingga
Dari buku oleh Vladimir Vysotsky. Kehidupan selepas kematian pengarang Bakin Victor V.P. Soldatenkov - "Kisah Cinta, Kisah Penyakit" Tidak ada yang lebih membosankan daripada bercakap tentang penyakit orang lain dan perzinaan orang lain. Anna Akhmatova Saya tidak suka apabila orang kreatif yang dihormati bercakap tentang cara dia minum. Saya faham bahawa dia sedang minum, tetapi mereka membawanya ke hadapan seperti
Halaman semasa: 1 (buku mempunyai 4 halaman secara keseluruhan) [petikan bacaan tersedia: 1 halaman]
Stephen Hawking
Sejarah Ringkas Masa. Dari Big Bang hinggalah lubang hitam
SEJARAH RINGKAS MASA
Rumah penerbitan merakamkan ucapan terima kasih kepada agensi sastera Writers House LLC (AS) dan Agensi Sastera Sinopsis (Rusia) atas bantuan mereka dalam memperoleh hak.
© Stephen Hawking 1988.
© N.Ya. Smorodinskaya, per. daripada bahasa Inggeris, 2017
© Y.A. Smorodinsky, kata akhir, 2017
© AST Publishing House LLC, 2017
* * *
Didedikasikan untuk Jane
Syukur
Saya memutuskan untuk cuba menulis buku popular tentang ruang dan masa selepas memberi Loeb Lectures di Harvard pada tahun 1982. Pada masa itu sudah terdapat beberapa buku yang dikhaskan untuk Alam Semesta awal dan lubang hitam, kedua-duanya sangat bagus, contohnya buku Steven Weinberg "The First Three Minutes," dan sangat buruk, yang tidak perlu dinamakan di sini. Tetapi nampaknya saya tidak ada seorang pun daripada mereka yang benar-benar menjawab soalan yang mendorong saya untuk mengkaji kosmologi dan teori kuantum: dari mana alam semesta berasal? Bagaimana dan mengapa ia timbul? Adakah ia akan berakhir, dan jika ia berlaku, bagaimana? Soalan-soalan ini menarik minat kita semua. Tetapi sains moden penuh dengan matematik, dan hanya beberapa pakar yang cukup mengetahuinya untuk memahami semua ini. Walau bagaimanapun, idea-idea asas tentang kelahiran dan nasib selanjutnya Alam Semesta boleh dibentangkan tanpa bantuan matematik sedemikian rupa sehingga mereka akan dapat difahami walaupun kepada orang yang tidak menerima pendidikan khas. Inilah yang saya cuba lakukan dalam buku saya. Sejauh mana saya berjaya dalam ini adalah untuk pembaca menilai.
Saya diberitahu bahawa setiap formula yang disertakan dalam buku itu akan mengurangkan bilangan pembeli kepada separuh. Kemudian saya memutuskan untuk melakukan tanpa formula sama sekali. Benar, pada akhirnya saya masih menulis satu persamaan - persamaan Einstein yang terkenal E=mc². Saya harap ia tidak menakutkan separuh daripada bakal pembaca saya.
Selain daripada penyakit saya - amyotrophic lateral sclerosis - maka dalam hampir semua perkara lain saya bernasib baik. Bantuan dan sokongan yang diberikan oleh isteri saya Jane dan anak-anak Robert, Lucy dan Timothy membolehkan saya menjalani kehidupan yang agak normal dan mencapai kejayaan di tempat kerja. Saya juga bernasib baik kerana saya memilih fizik teori, kerana semuanya sesuai dalam kepala saya. Oleh itu, kelemahan fizikal saya tidak menjadi halangan yang serius. Rakan sekerja saya, tanpa pengecualian, sentiasa memberikan saya bantuan maksimum.
Semasa peringkat pertama, "klasik" kerja saya, rakan sekerja dan pembantu saya yang paling rapat ialah Roger Penrose, Robert Gerok, Brandon Carter dan George Ellis. Saya berterima kasih kepada mereka atas bantuan dan kerjasama mereka. Fasa ini memuncak dalam penerbitan buku The Large-Scale Structure of Spacetime, yang Ellis dan saya tulis pada tahun 1973. 1
Hawking S, Ellis J. Struktur ruang-masa berskala besar. M.: Mir, 1977.
Saya tidak akan menasihati pembaca untuk merujuknya untuk mendapatkan maklumat tambahan: ia terlalu sarat dengan formula dan sukar dibaca. Saya harap sejak itu saya telah belajar menulis dengan lebih mudah diakses.
Semasa fasa kedua, "kuantum" kerja saya, yang bermula pada tahun 1974, saya bekerja terutamanya dengan Gary Gibbons, Don Page dan Jim Hartle. Saya berhutang banyak kepada mereka, dan juga kepada pelajar siswazah saya, yang memberikan saya bantuan yang besar baik dari segi "fizikal" dan dalam erti kata "teori". Keperluan untuk bersaing dengan pelajar siswazah adalah pendorong yang sangat penting dan, saya fikir, menghalang saya daripada terjebak dalam lumpur.
Brian Witt, salah seorang pelajar saya, banyak membantu saya semasa mengerjakan buku ini. Pada tahun 1985, selepas melakar garis kasar pertama buku itu, saya jatuh sakit dengan radang paru-paru. Dan kemudian pembedahan, dan selepas trakeotomi saya berhenti bercakap, pada dasarnya kehilangan keupayaan untuk berkomunikasi. Saya fikir saya tidak akan dapat menghabiskan buku itu. Tetapi Brian bukan sahaja membantu saya menyemaknya, dia juga mengajar saya cara menggunakan program komputer komunikasi Living Center, yang diberikan kepada saya oleh Walt Waltosh dari Words Plus, Inc., Sunnyvale, California. Dengan bantuannya, saya boleh menulis buku dan artikel, dan juga bercakap dengan orang ramai melalui pensintesis pertuturan yang diberikan kepada saya oleh syarikat Sunnyvale yang lain, Speech Plus. David Mason memasang pensintesis ini dan komputer peribadi kecil pada kerusi roda saya. Sistem ini mengubah segala-galanya: ia menjadi lebih mudah untuk saya berkomunikasi berbanding sebelum saya kehilangan suara.
Saya berterima kasih kepada ramai yang telah membaca versi awal buku itu atas nasihat mereka tentang cara ia boleh diperbaiki. Oleh itu, Peter Gazzardi, editor Bantam Books, menghantar surat demi surat kepada saya dengan komen dan soalan mengenai perkara yang, pada pendapatnya, tidak dijelaskan dengan baik. Diakui, saya agak kesal apabila saya menerima senarai besar pembaikan yang disyorkan, tetapi Gazzardi betul-betul betul. Saya pasti buku itu dibuat lebih baik dengan Gazzardi menggosok hidung saya dalam kesilapan.
Setinggi-tinggi penghargaan saya tujukan kepada pembantu saya Colin Williams, David Thomas dan Raymond Laflamme, setiausaha saya Judy Fella, Ann Ralph, Cheryl Billington dan Sue Macy, dan jururawat saya.
Saya tidak dapat mencapai apa-apa jika semua kos penyelidikan saintifik dan penjagaan perubatan yang diperlukan tidak ditanggung oleh Kolej Gonville dan Caius, Majlis Penyelidikan Sains dan Teknologi dan Yayasan Leverhulme, MacArthur, Nuffield dan Ralph Smith. Saya sangat berterima kasih kepada mereka semua.
Stephen Hawking
Bab satu
Idea kami tentang Alam Semesta
Pernah seorang saintis terkenal (mereka mengatakan ia adalah Bertrand Russell) memberikan syarahan umum mengenai astronomi. Dia memberitahu bagaimana Bumi beredar mengelilingi Matahari, dan Matahari pula beredar mengelilingi pusat gugusan bintang besar yang dipanggil Galaxy kita. Semasa kuliah berakhir, seorang wanita tua kecil berdiri dari barisan terakhir dan berkata, “Semua yang awak beritahu kami adalah karut. Sebenarnya, dunia kita adalah pinggan rata yang terletak di belakang penyu gergasi.” Sambil tersenyum merendahkan, saintis itu bertanya: "Apa yang penyu menyokong?" "Kamu sangat pintar, anak muda," jawab wanita tua itu. "Seekor penyu berada di atas penyu yang lain, yang itu juga di atas penyu, dan seterusnya, dan seterusnya."
Idea Alam Semesta sebagai menara penyu yang tidak berkesudahan akan kelihatan lucu kepada kebanyakan kita, tetapi mengapa kita fikir kita lebih tahu? Apa yang kita tahu tentang Alam Semesta dan bagaimana kita mengetahuinya? Dari mana asalnya Alam Semesta dan apa yang akan berlaku kepadanya? Adakah Alam Semesta mempunyai permulaan, dan jika ya, apa yang berlaku? sebelum permulaan? Apakah intipati masa? Adakah ia akan berakhir? Pencapaian fizik dalam beberapa tahun kebelakangan ini, yang sedikit sebanyak kita berhutang kepada teknologi baru yang hebat, membolehkan kita akhirnya memperoleh jawapan kepada sekurang-kurangnya beberapa soalan ini yang telah lama kita hadapi. Apabila masa berlalu, jawapan ini mungkin pasti seperti fakta bahawa Bumi berputar mengelilingi Matahari, dan mungkin tidak masuk akal seperti menara penyu. Hanya masa (apa pun) yang akan menentukan.
Kembali pada 340 SM. e. Ahli falsafah Yunani Aristotle, dalam bukunya "On the Heavens," memberikan dua hujah yang menarik yang menyokong fakta bahawa Bumi tidak rata, seperti piring, tetapi bulat, seperti bola. Pertama, Aristotle meneka bahawa gerhana bulan berlaku apabila Bumi berada di antara Bulan dan Matahari. Bumi sentiasa memberikan bayang-bayang bulat pada Bulan, dan ini hanya boleh berlaku jika Bumi berbentuk sfera. Jika Bumi adalah cakera rata, bayangnya akan mempunyai bentuk elips memanjang - melainkan gerhana sentiasa berlaku pada saat yang tepat apabila Matahari berada tepat pada paksi cakera. Kedua, dari pengalaman pelayaran laut mereka, orang Yunani tahu bahawa di wilayah selatan Bintang Utara lebih rendah di langit daripada di utara. (Memandangkan Bintang Utara berada di atas Kutub Utara, ia akan berada tepat di atas kepala seorang pemerhati yang berdiri di Kutub Utara, dan bagi seseorang di khatulistiwa ia akan kelihatan berada di kaki langit.) Mengetahui perbezaan dalam Kedudukan jelas Bintang Utara di Mesir dan Yunani, Aristotle bahkan dapat mengira bahawa panjang khatulistiwa ialah 400,000 stadia. Apa yang sama dengan stade tidak diketahui dengan tepat, tetapi ia adalah kira-kira 200 meter, dan oleh itu anggaran Aristotle adalah kira-kira 2 kali nilai yang diterima sekarang. Orang Yunani juga mempunyai hujah ketiga yang memihak kepada bentuk sfera Bumi: jika Bumi tidak bulat, maka mengapa kita mula-mula melihat layar kapal naik di atas ufuk, dan hanya kemudian kapal itu sendiri?
Aristotle percaya bahawa Bumi tidak bergerak, dan Matahari, Bulan, planet dan bintang mengelilinginya dalam orbit bulat. Selaras dengan pandangan mistiknya, dia menganggap Bumi sebagai pusat Alam Semesta, dan gerakan bulat sebagai yang paling sempurna. Pada abad ke-2, Ptolemy mengembangkan idea Aristotle menjadi model kosmologi yang lengkap. Bumi berdiri di tengah, dikelilingi oleh lapan sfera yang mengandungi Bulan, Matahari dan lima planet yang diketahui ketika itu: Utarid, Zuhrah, Marikh, Musytari dan Zuhal (Gamb. 1.1). Planet-planet itu sendiri, Ptolemy percaya, bergerak dalam bulatan yang lebih kecil yang disambungkan ke sfera yang sepadan. Ini menjelaskan laluan yang sangat kompleks yang kita lihat planet-planet mengambil. Pada sfera terakhir adalah bintang-bintang tetap, yang, kekal dalam kedudukan yang sama berbanding satu sama lain, bergerak melintasi langit semuanya bersama-sama sebagai satu keseluruhan. Apa yang terletak di luar sfera terakhir tidak dijelaskan, tetapi dalam apa jua keadaan ia bukan lagi sebahagian daripada Alam Semesta yang diperhatikan oleh manusia.
nasi. 1.1
Model Ptolemy memungkinkan untuk meramalkan dengan baik kedudukan benda angkasa di langit, tetapi untuk ramalan yang tepat dia terpaksa menerima bahawa di beberapa tempat lintasan Bulan melepasi 2 kali lebih dekat ke Bumi daripada di tempat lain. Ini bermakna bahawa dalam satu kedudukan Bulan sepatutnya kelihatan 2 kali lebih besar daripada yang lain! Ptolemy menyedari kelemahan ini, tetapi bagaimanapun teorinya diiktiraf, walaupun tidak di mana-mana. Gereja Kristian menerima model Ptolemaic Alam Semesta sebagai tidak bercanggah dengan Alkitab: model ini bagus kerana ia meninggalkan banyak ruang untuk neraka dan syurga di luar sfera bintang tetap. Walau bagaimanapun, pada tahun 1514, paderi Poland Nicolaus Copernicus mencadangkan model yang lebih mudah. (Pada mulanya, mungkin takut bahawa Gereja akan mengisytiharkan dia sebagai bidaah, Copernicus mempromosikan modelnya tanpa nama.) Ideanya ialah Matahari berdiri tidak bergerak di tengah, dan Bumi dan planet lain mengelilinginya dalam orbit bulat. Hampir satu abad berlalu sebelum idea Copernicus diambil serius. Dua ahli astronomi - Johannes Kepler Jerman dan Galileo Galilei Itali - menyokong teori Copernicus, walaupun fakta bahawa orbit yang diramalkan oleh Copernicus tidak betul-betul sepadan dengan yang diperhatikan. Teori Aristotle-Ptolemy didapati tidak dapat dipertahankan pada tahun 1609, apabila Galileo mula memerhati langit malam menggunakan teleskop yang baru dicipta. Dengan mengacukan teleskopnya ke planet Musytari, Galileo menemui beberapa satelit kecil, atau bulan, yang mengorbit Musytari. Ini bermakna tidak semua benda angkasa mesti mengorbit terus mengelilingi Bumi, seperti yang dipercayai oleh Aristotle dan Ptolemy. (Sudah tentu, seseorang masih boleh mengandaikan bahawa Bumi terletak di tengah-tengah Alam Semesta, dan bulan-bulan Musytari bergerak di sepanjang laluan yang sangat kompleks mengelilingi Bumi, supaya mereka hanya kelihatan berputar di sekitar Musytari. Walau bagaimanapun, teori Copernicus adalah lebih mudah.) Pada masa yang sama Pada masa itu, Johannes Kepler mengubah suai teori Copernicus berdasarkan andaian bahawa planet bergerak bukan dalam bulatan, tetapi dalam elips (elips ialah bulatan memanjang). Akhirnya, kini ramalan itu bertepatan dengan hasil pemerhatian.
Bagi Kepler, orbit elipsnya adalah hipotesis buatan (ad hoc), dan, lebih-lebih lagi, orbit yang "tidak sopan", kerana elips adalah angka yang kurang sempurna daripada bulatan. Setelah menemui hampir secara tidak sengaja bahawa orbit elips adalah sesuai dengan pemerhatian, Kepler tidak pernah dapat mendamaikan fakta ini dengan ideanya bahawa planet-planet beredar mengelilingi Matahari di bawah pengaruh daya magnet. Penjelasan itu datang lebih lama kemudian, pada tahun 1687, apabila Isaac Newton menerbitkan bukunya "Prinsip Matematik Falsafah Alam." Di dalamnya, Newton bukan sahaja mengemukakan teori pergerakan badan material dalam masa dan ruang, tetapi juga membangunkan kaedah matematik kompleks yang diperlukan untuk menganalisis pergerakan badan angkasa. Di samping itu, Newton mengemukakan hukum graviti sejagat, mengikut mana setiap jasad di Alam Semesta tertarik kepada mana-mana jasad lain dengan daya yang lebih besar, semakin besar jisim badan-badan ini dan semakin kecil jarak antara mereka. Ini adalah daya yang sama yang membuat mayat jatuh ke tanah. (Kisah bahawa Newton diilhamkan oleh epal yang jatuh di atas kepalanya hampir pasti tidak boleh dipercayai. Newton sendiri hanya berkata bahawa idea graviti berlaku kepadanya semasa dia sedang duduk dalam "mood kontemplatif" dan "peristiwa itu adalah kejatuhan of a epal ".) Newton selanjutnya menunjukkan bahawa, menurut undang-undangnya, Bulan, di bawah pengaruh daya graviti, bergerak dalam orbit elips mengelilingi Bumi, dan Bumi dan planet-planet berputar dalam orbit elips mengelilingi Matahari.
Model Copernican membantu menyingkirkan sfera cakerawala Ptolemaic, dan pada masa yang sama idea bahawa Alam Semesta mempunyai beberapa jenis sempadan semula jadi. Oleh kerana "bintang tetap" tidak mengubah kedudukannya di langit, kecuali gerakan bulatnya yang dikaitkan dengan putaran Bumi di sekeliling paksinya, adalah wajar untuk menganggap bahawa bintang tetap adalah objek yang serupa dengan Matahari kita, hanya lebih banyak lagi. jauh.
Newton memahami bahawa, menurut teori gravitinya, bintang harus tertarik antara satu sama lain dan oleh itu, nampaknya, tidak boleh kekal tidak bergerak sepenuhnya. Bukankah mereka sepatutnya jatuh di atas satu sama lain, semakin dekat pada satu ketika? Pada tahun 1691, dalam sepucuk surat kepada Richard Bentley, seorang pemikir terkemuka pada masa itu, Newton berkata bahawa ini memang akan berlaku jika kita hanya mempunyai bilangan bintang yang terhad dalam kawasan ruang yang terhad. Tetapi, Newton beralasan, jika bilangan bintang tidak terhingga dan mereka lebih kurang sama rata di ruang tak terhingga, maka ini tidak akan berlaku, kerana tidak ada titik pusat di mana mereka perlu jatuh.
Hujah-hujah ini adalah contoh betapa mudahnya menghadapi masalah apabila bercakap tentang infiniti. Dalam Alam Semesta yang tidak terhingga, mana-mana titik boleh dianggap sebagai pusat, kerana pada kedua-dua belahnya bilangan bintang adalah tidak terhingga. Selepas itu barulah mereka menyedari bahawa pendekatan yang lebih betul adalah dengan mengambil sistem terhingga di mana semua bintang jatuh pada satu sama lain, cenderung ke tengah, dan melihat perubahan yang akan berlaku jika kita menambah lebih banyak bintang, diedarkan lebih kurang sama rata di luar wilayah yang dipertimbangkan. Mengikut undang-undang Newton, bintang tambahan, secara purata, tidak akan menjejaskan yang asal dalam apa cara sekalipun, iaitu, bintang akan jatuh pada kelajuan yang sama ke pusat kawasan yang dipilih. Tidak kira berapa banyak bintang yang kita tambah, mereka akan sentiasa cenderung ke pusat. Pada masa kini, diketahui bahawa model alam semesta statik tak terhingga adalah mustahil jika daya graviti sentiasa kekal sebagai daya tarikan bersama.
Sungguh menarik keadaan umum pemikiran saintifik sebelum permulaan abad kedua puluh: tidak pernah terfikir oleh sesiapa pun bahawa Alam Semesta boleh mengembang atau mengecut. Semua orang percaya bahawa Alam Semesta sama ada sentiasa wujud dalam keadaan yang tidak berubah, atau dicipta pada satu ketika masa dahulu lebih kurang seperti sekarang. Ini mungkin sebahagiannya dijelaskan oleh kecenderungan orang untuk mempercayai kebenaran abadi, dan juga oleh tarikan istimewa idea bahawa, walaupun mereka sendiri menjadi tua dan mati, Alam Semesta akan kekal abadi dan tidak berubah.
Malah para saintis yang menyedari bahawa teori graviti Newton menjadikan Alam Semesta statik mustahil tidak memikirkan hipotesis Alam Semesta yang berkembang. Mereka cuba mengubah suai teori dengan membuat daya graviti menjijikkan pada jarak yang sangat jauh. Ini secara praktikal tidak mengubah pergerakan planet yang diramalkan, tetapi ia membenarkan pengedaran bintang yang tidak terhingga kekal dalam keseimbangan, kerana tarikan bintang berdekatan telah dikompensasikan oleh tolakan dari yang jauh. Tetapi sekarang kami percaya bahawa keseimbangan sedemikian akan menjadi tidak stabil. Malah, jika di beberapa kawasan bintang-bintang semakin dekat, maka daya tarikan antara mereka akan meningkat dan menjadi lebih besar daripada daya tolakan, sehingga bintang-bintang akan terus mendekat. Jika jarak antara bintang meningkat sedikit, maka daya tolakan akan lebih besar dan jarak akan bertambah.
Satu lagi bantahan terhadap model alam semesta statik tak terhingga biasanya dikaitkan dengan ahli falsafah Jerman Heinrich Olbers, yang menerbitkan karya mengenai model ini pada tahun 1823. Malah, ramai rakan seangkatan Newton sedang mengusahakan masalah yang sama, dan kertas kerja Albers bukanlah yang pertama membangkitkan bantahan yang serius. Dia adalah orang pertama yang dipetik secara meluas. Bantahannya ialah: dalam Alam Semesta statik yang tidak terhingga, sebarang sinar penglihatan mesti terletak pada beberapa bintang. Tetapi kemudian langit, walaupun pada waktu malam, harus bersinar terang, seperti Matahari. Hujah balas Olbers ialah cahaya yang datang kepada kita dari bintang yang jauh harus dilemahkan oleh penyerapan dalam jirim dalam laluannya. Tetapi dalam kes ini, bahan ini sendiri harus panas dan bersinar terang, seperti bintang. Satu-satunya cara untuk mengelakkan kesimpulan bahawa langit malam bercahaya terang, seperti Matahari, adalah dengan mengandaikan bahawa bintang-bintang tidak selalu bersinar, tetapi menyala pada suatu masa tertentu pada masa lalu. Kemudian bahan penyerap mungkin belum sempat memanaskan badan, atau cahaya bintang yang jauh belum sampai kepada kita. Tetapi persoalan timbul: mengapa bintang-bintang menyala?
Sudah tentu, masalah asal usul Alam Semesta telah menduduki fikiran manusia untuk masa yang sangat lama. Menurut beberapa kosmogoni awal dan mitos Judeo-Kristian-Muslim, Alam Semesta kita muncul pada masa yang tertentu dan tidak terlalu jauh pada masa lalu. Salah satu sebab kepercayaan sedemikian adalah keperluan untuk mencari "sebab pertama" kewujudan Alam Semesta. Sebarang kejadian di Alam Semesta dijelaskan dengan menunjukkan puncanya, iaitu satu lagi kejadian yang berlaku lebih awal; penjelasan tentang kewujudan Alam Semesta itu sendiri hanya mungkin jika ia mempunyai permulaan. Sebab lain dikemukakan oleh St. Augustine 2
Augustine the Blessed(354–430) – ahli teologi, Bapa Gereja, pengasas falsafah sejarah Kristian. – Nota ed.
Dalam eseinya "Tentang Kota Tuhan." Beliau menegaskan bahawa tamadun semakin maju, dan kita masih ingat siapa yang melakukan perbuatan ini atau itu dan siapa yang mencipta apa. Oleh itu, manusia, dan mungkin Alam Semesta, tidak mungkin wujud untuk masa yang lama. Augustine the Blessed menganggap tarikh yang boleh diterima untuk penciptaan Alam Semesta, sepadan dengan kitab Kejadian: kira-kira 5000 SM. e. (Menariknya, tarikh ini tidak terlalu jauh dari penghujung zaman ais terakhir - 10,000 SM, yang ahli arkeologi menganggap permulaan tamadun.)
Aristotle dan kebanyakan ahli falsafah Yunani lain tidak menyukai idea penciptaan Alam Semesta, kerana ia dikaitkan dengan campur tangan ilahi. Oleh itu, mereka percaya bahawa manusia dan dunia di sekeliling mereka wujud dan akan wujud selama-lamanya. Para saintis zaman dahulu mempertimbangkan hujah mengenai kemajuan tamadun dan memutuskan bahawa banjir dan bencana lain secara berkala berlaku di dunia, yang sepanjang masa mengembalikan manusia ke titik permulaan tamadun.
Persoalan sama ada Alam Semesta timbul pada satu ketika awal dan sama ada ia terhad dalam ruang kemudiannya diteliti dengan teliti oleh ahli falsafah Immanuel Kant dalam karya monumental (dan sangat kabur) "Kritik Alasan Tulen", yang diterbitkan dalam 1781. Dia memanggil soalan-soalan ini sebagai antinomies (iaitu, percanggahan) alasan yang murni, kerana dia melihat bahawa adalah sama mustahil untuk membuktikan atau menyangkal kedua-dua tesis tentang keperluan permulaan Alam Semesta dan antitesis tentang kewujudannya yang kekal. Tesis Kant dihujahkan oleh fakta bahawa jika Alam Semesta tidak mempunyai permulaan, maka setiap peristiwa akan didahului oleh jangka masa yang tidak terhingga, dan Kant menganggap ini tidak masuk akal. Untuk menyokong antitesis, Kant berkata bahawa jika Alam Semesta mempunyai permulaan, maka ia akan didahului oleh jangka masa yang tidak terhingga, dan kemudian persoalannya ialah, mengapa Alam Semesta tiba-tiba muncul pada satu masa dan bukan pada masa yang lain. ? Sebenarnya, hujah Kant hampir sama untuk kedua-dua tesis dan antitesis. Ia berpunca daripada andaian tersirat bahawa masa adalah tidak terhingga pada masa lalu, tidak kira sama ada alam semesta wujud atau tidak wujud selama-lamanya. Seperti yang akan kita lihat di bawah, sebelum kemunculan Alam Semesta, konsep masa tidak bermakna. Ini pertama kali ditunjukkan oleh St. Augustine. Apabila ditanya apa yang Tuhan lakukan sebelum dia mencipta alam semesta, Augustine tidak pernah menjawab bahawa Tuhan sedang menyediakan neraka bagi mereka yang bertanya soalan sedemikian. Tidak, dia berkata bahawa masa adalah harta penting Alam Semesta yang dicipta oleh Tuhan dan oleh itu tidak ada masa sebelum kemunculan Alam Semesta.
Apabila kebanyakan orang percaya kepada alam semesta yang statik dan tidak berubah, persoalan sama ada ia mempunyai permulaan atau tidak pada dasarnya adalah soal metafizik dan teologi. Semua fenomena yang boleh diperhatikan boleh dijelaskan sama ada dengan teori di mana alam semesta wujud selama-lamanya, atau oleh teori di mana alam semesta dicipta pada satu ketika dalam satu cara yang semuanya kelihatan seolah-olah ia telah wujud selama-lamanya. Tetapi pada tahun 1929, Edwin Hubble membuat penemuan epokal: ternyata tidak kira bahagian langit mana pun yang diperhatikan, semua galaksi yang jauh dengan pantas bergerak menjauhi kita. Dengan kata lain, Alam Semesta berkembang. Ini bermakna bahawa pada zaman dahulu semua objek lebih dekat antara satu sama lain berbanding sekarang. Ini bermakna nampaknya ada satu masa, kira-kira sepuluh atau dua puluh ribu juta tahun yang lalu, apabila mereka semua berada di satu tempat, sehingga kepadatan Alam Semesta sangat besar. Penemuan Hubble membawa persoalan bagaimana Alam Semesta bermula ke alam sains.
Pemerhatian Hubble mencadangkan bahawa terdapat satu masa, yang dipanggil Big Bang, apabila Alam Semesta adalah sangat kecil dan tidak terhingga padat. Dalam keadaan sedemikian, semua undang-undang sains menjadi tidak bermakna dan tidak membenarkan kita meramal masa depan. Jika pada zaman dahulu apa-apa peristiwa berlaku, ia masih tidak dapat mempengaruhi apa yang berlaku sekarang. Oleh kerana kekurangan akibat yang boleh diperhatikan, mereka boleh diabaikan. Letupan Besar boleh dianggap sebagai permulaan masa dalam erti kata bahawa masa yang lebih awal tidak akan ditakrifkan. Mari kita tekankan bahawa titik permulaan masa sedemikian adalah sangat berbeza daripada semua yang dicadangkan sebelum Hubble. Permulaan masa dalam Alam Semesta yang tidak berubah adalah sesuatu yang mesti ditentukan oleh sesuatu yang wujud di luar Alam Semesta; Tiada keperluan fizikal untuk permulaan Alam Semesta. Penciptaan Alam Semesta oleh Tuhan boleh dikaitkan dengan mana-mana masa pada masa lalu. Jika Alam Semesta berkembang, maka mungkin ada sebab fizikal untuk ia mempunyai permulaan. Anda masih boleh bayangkan bahawa Tuhan yang mencipta Alam Semesta - pada saat Big Bang atau pun kemudian (tetapi seolah-olah Big Bang telah berlaku). Walau bagaimanapun, adalah tidak masuk akal untuk mengatakan bahawa Alam Semesta telah wujud sebelum Big Bang. Idea Alam Semesta yang berkembang tidak mengecualikan pencipta, tetapi ia mengenakan sekatan pada kemungkinan tarikh kerjanya!
Untuk dapat bercakap tentang intipati Alam Semesta dan sama ada ia mempunyai permulaan dan sama ada akan ada penghujung, anda perlu mempunyai pemahaman yang baik tentang apa itu teori saintifik secara umum. Saya akan mematuhi sudut pandangan yang paling mudah: teori ialah model teori Alam Semesta atau sebahagian daripadanya, ditambah dengan satu set peraturan yang menghubungkan kuantiti teori dengan pemerhatian kami. Model ini hanya wujud dalam kepala kita dan tidak mempunyai realiti lain (tidak kira apa makna yang kita masukkan ke dalam perkataan ini). Sesuatu teori dianggap baik jika ia memenuhi dua keperluan: pertama, ia mesti menerangkan dengan tepat kelas pemerhatian yang luas dalam model yang mengandungi hanya beberapa elemen sewenang-wenangnya, dan kedua, teori itu mesti membuat ramalan yang jelas tentang hasil pemerhatian masa hadapan. Sebagai contoh, teori Aristotle bahawa segala-galanya terdiri daripada empat unsur-bumi, udara, api, dan air-cukup mudah untuk dipanggil teori, tetapi ia tidak membuat sebarang ramalan yang pasti. Teori graviti Newton bermula daripada model yang lebih ringkas, di mana jasad tertarik antara satu sama lain dengan daya yang berkadar dengan kuantiti tertentu yang dipanggil jisimnya, dan berkadar songsang dengan kuasa dua jarak antara mereka. Tetapi teori Newton sangat tepat meramalkan pergerakan Matahari, Bulan dan planet.
Mana-mana teori fizikal sentiasa bersifat sementara dalam erti kata ia hanyalah hipotesis yang tidak dapat dibuktikan. Tidak kira berapa kali teori itu bersetuju dengan data eksperimen, seseorang tidak dapat memastikan bahawa percubaan seterusnya tidak akan bercanggah dengan teori. Pada masa yang sama, sebarang teori boleh disangkal dengan merujuk kepada satu pemerhatian yang tidak bersetuju dengan ramalannya. Seperti yang dinyatakan oleh ahli falsafah Karl Popper, pakar dalam bidang falsafah sains, ciri yang diperlukan bagi teori yang baik ialah ia membuat ramalan yang boleh, pada dasarnya, dipalsukan secara eksperimen. Setiap kali eksperimen baharu mengesahkan ramalan sesuatu teori, teori itu menunjukkan daya hidup dan kepercayaan kita terhadapnya semakin kuat. Tetapi jika walaupun satu pemerhatian baru tidak bersetuju dengan teori itu, kita perlu sama ada meninggalkannya atau mengulanginya. Ini sekurang-kurangnya logiknya, walaupun, tentu saja, anda sentiasa mempunyai hak untuk meragui kecekapan orang yang menjalankan pemerhatian.
Dalam amalan, ia sering ternyata bahawa teori baru sebenarnya adalah lanjutan daripada yang sebelumnya. Sebagai contoh, pemerhatian yang sangat tepat terhadap planet Mercury telah mendedahkan percanggahan kecil antara gerakannya dan ramalan teori graviti Newton. Menurut teori relativiti umum Einstein, Mercury sepatutnya bergerak sedikit berbeza daripada teori Newton. Fakta bahawa ramalan Einstein bertepatan dengan keputusan pemerhatian, tetapi ramalan Newton tidak bertepatan, menjadi salah satu pengesahan yang menentukan bagi teori baru itu. Benar, dalam praktiknya kita masih menggunakan teori Newton, kerana dalam kes yang biasa kita hadapi, ramalannya berbeza sedikit daripada ramalan relativiti am. (Teori Newton juga mempunyai kelebihan besar iaitu lebih mudah untuk dikerjakan berbanding teori Einstein.)
Matlamat utama sains adalah untuk mencipta teori bersatu yang akan menggambarkan seluruh Alam Semesta. Apabila menyelesaikan masalah ini, kebanyakan saintis membahagikannya kepada dua bahagian. Bahagian pertama ialah undang-undang yang memberi kita peluang untuk mengetahui bagaimana Alam Semesta berubah dari semasa ke semasa. (Mengetahui rupa Alam Semesta pada satu masa, kita boleh menggunakan undang-undang ini untuk mengetahui apa yang akan berlaku kepadanya pada bila-bila masa kemudian.) Bahagian kedua ialah masalah keadaan awal Alam Semesta. Ada yang percaya bahawa sains harus berurusan hanya dengan bahagian pertama, dan menganggap persoalan tentang apa yang pada mulanya adalah masalah metafizik dan agama. Penyokong pandangan ini mengatakan bahawa oleh kerana Tuhan adalah mahakuasa, adalah kehendak-Nya untuk "menjalankan" alam semesta sesuka hati. Jika mereka betul, maka Tuhan mempunyai peluang untuk menjadikan alam semesta berkembang sepenuhnya secara rawak. Tuhan, nampaknya, lebih suka bahawa ia berkembang sangat kerap, mengikut undang-undang tertentu. Tetapi ia adalah sama logik untuk mengandaikan bahawa terdapat juga undang-undang yang mengawal keadaan awal Alam Semesta.
Ternyata sangat sukar untuk segera mencipta teori yang akan menggambarkan seluruh Alam Semesta. Sebaliknya, kami membahagikan masalah kepada bahagian dan membina teori separa. Setiap daripada mereka menerangkan satu kelas pemerhatian terhad dan membuat ramalan mengenainya, mengabaikan pengaruh semua kuantiti lain atau mewakili yang terakhir sebagai set nombor mudah. Ada kemungkinan pendekatan ini salah sama sekali. Jika segala-galanya di alam semesta pada asasnya bergantung pada segala-galanya, maka ada kemungkinan bahawa dengan mengkaji bahagian-bahagian masalah secara berasingan, seseorang tidak dapat mendekati penyelesaian yang lengkap. Namun begitu, pada masa lalu kemajuan kita adalah seperti ini. Contoh klasik sekali lagi ialah teori graviti Newton, yang menurutnya daya graviti yang bertindak di antara dua jasad hanya bergantung pada satu ciri setiap jasad, iaitu jisimnya, tetapi tidak bergantung pada bahan apa badan itu dibuat. Akibatnya, untuk mengira orbit di mana Matahari dan planet bergerak, teori struktur dan komposisi mereka tidak diperlukan.
Kini terdapat dua teori separa utama untuk menggambarkan Alam Semesta: relativiti am dan mekanik kuantum. Kedua-duanya adalah hasil usaha intelektual besar para saintis pada separuh pertama abad ke-20. Relativiti am menerangkan interaksi graviti dan struktur berskala besar Alam Semesta, iaitu, struktur pada skala dari beberapa kilometer kepada satu juta juta juta juta (satu diikuti oleh dua puluh empat sifar) kilometer, atau sehingga saiz bahagian Alam Semesta yang boleh diperhatikan. Mekanik kuantum memperkatakan fenomena pada skala yang sangat kecil, seperti sepersejuta daripada sepersejuta sentimeter. Dan kedua-dua teori ini, malangnya, tidak serasi - mereka tidak boleh betul pada masa yang sama. Salah satu bidang penyelidikan utama dalam fizik moden dan tema utama buku ini ialah pencarian teori baru yang akan menggabungkan dua yang sebelumnya menjadi satu - teori kuantum graviti. Belum ada teori sedemikian, dan mungkin masih perlu menunggu lama, tetapi kita sudah tahu banyak sifat yang sepatutnya ada. Dalam bab-bab berikut anda akan melihat bahawa kita sudah tahu banyak tentang ramalan yang harus diikuti dari teori kuantum graviti.
Jika anda percaya bahawa Alam Semesta tidak berkembang secara sewenang-wenangnya, tetapi mematuhi undang-undang tertentu, maka pada akhirnya anda perlu menggabungkan semua teori separa menjadi satu yang lengkap yang akan menerangkan segala-galanya di Alam Semesta. Benar, terdapat satu paradoks asas dalam mencari teori bersatu itu. Semua yang dikatakan di atas tentang teori saintifik menganggap bahawa kita adalah makhluk yang bijak, kita boleh membuat sebarang pemerhatian di Alam Semesta dan membuat kesimpulan logik berdasarkan pemerhatian ini. Dalam skema sedemikian, adalah wajar untuk menganggap bahawa, pada dasarnya, kita boleh menjadi lebih dekat untuk memahami undang-undang yang mengawal Alam Semesta kita. Tetapi jika teori bersatu benar-benar wujud, maka ia mungkin juga mempengaruhi tindakan kita. Dan kemudian teori itu sendiri harus menentukan hasil pencarian kita! Mengapa dia perlu menentukan terlebih dahulu bahawa kita akan membuat kesimpulan yang betul daripada pemerhatian? Mengapa dia tidak sepatutnya membawa kita kepada kesimpulan yang salah dengan mudah? Atau tiada langsung?
Perhatian! Ini adalah serpihan pengenalan buku.
Jika anda menyukai permulaan buku, maka versi penuh boleh dibeli daripada rakan kongsi kami - pengedar kandungan undang-undang, liters LLC.