這本書是20世紀(jì)偉大的物理學(xué)家霍金寫的，一本科普性質(zhì)的著作，深入淺出，主要講述了整個(gè)物理學(xué)的進(jìn)程，現(xiàn)在物理學(xué)所到達(dá)的頂點(diǎn)以及未來要研究的方向。
最開始，人們認(rèn)為世界是馱在一只巨大烏龜背上的平板，世界萬物都是圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)。
公元前340年，希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為地球是一個(gè)圓球，不是一塊平板。亞里士多德認(rèn)為地球是不動(dòng)的，太陽、月亮、行星和恒星都以圓周為軌道圍繞著地球公轉(zhuǎn)。
1514年，波蘭教士尼古拉哥白尼提出了一個(gè)更簡單的模型。他的觀念是，太陽靜止地位于中心，而地球和行星們圍繞著太陽作圓周運(yùn)動(dòng)。
約翰斯開普勒修正了哥白尼理論，提出行星不是沿著圓周，而是沿著橢圓運(yùn)動(dòng)。
1687年，艾薩克牛頓爵士出版了他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，提出物體如何在空間和時(shí)間中運(yùn)動(dòng)的理論，并且發(fā)展了為分析這些運(yùn)動(dòng)所需的復(fù)雜的數(shù)學(xué)。此外，牛頓還提出了萬有引力定律。
1781年，哲學(xué)家伊曼努爾康德發(fā)表了里程碑般的，也是非?；逎y懂的著作純粹理性批判。在這本書中，他深入地考察了關(guān)于宇宙在時(shí)間上是否有開端、在空間上是否有限的問題。
1929年，埃德溫哈勃作出了一個(gè)里程碑式的觀測(cè)，即不管你往哪個(gè)方向觀測(cè)，遠(yuǎn)處的星系都正急速地飛離我們而去。換言之，宇宙正在膨脹。
亞里士多德和牛頓都相信絕對(duì)時(shí)間。也就是說，他們相信人們可以毫不含糊地測(cè)量兩個(gè)事件之間的時(shí)間間隔，只要用好的鐘，不管誰去測(cè)量，這個(gè)時(shí)間都是一樣的。
1865年，麥克斯韋理論預(yù)言，射電波或光波應(yīng)以某一固定的速度行進(jìn)。如果假定光以固定的速度行進(jìn)，人們就必須說清這固定的速度是相對(duì)于何物來測(cè)量的。
麥克斯韋方程組推倒出，慣性參考系中，光以固定的速度前進(jìn)，相對(duì)于任何物質(zhì)，都是這個(gè)速度，并被邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)證實(shí)。
比如說，一束光朝你射過來，你無論朝哪個(gè)方向移動(dòng)，以多大的速度移動(dòng)，你測(cè)出的這束光的速度都是不變的，這就有點(diǎn)像是靈異事件了。
因?yàn)?，在牛頓的物理學(xué)定理中，一輛火車向你開過來，速度是100m/s，假如你坐在一輛汽車上，速度是50m/s，那么你和火車之間的速度是150m/s。
可是，一但上升到光速級(jí)別，就不是這么回事了。一束光以速度c發(fā)射過來，而你同時(shí)以0.1c的速度迎著光奔跑，但你相對(duì)于光的速度仍然是c，而不是1.1c。這里，c=30萬公里/s。
世界上有質(zhì)量的物體的速度不可能超過光速，因?yàn)樗俣仍酱?，它的質(zhì)量就越大。而當(dāng)它接近于光速的時(shí)候，它的質(zhì)量趨于無窮大，需要花費(fèi)無限大的能量，才能夠給它提供加速度。無限大的能量顯然是不存在的。
光這種物質(zhì)本身就很特殊，從產(chǎn)生到發(fā)射，中間不需要時(shí)間來加速，它一出來就是每秒30萬公里。而有質(zhì)量的物體是需要經(jīng)過加速的。比如，汽車從開始加速到100公里/小時(shí)，是有一個(gè)過程的。
楊晨看到這里時(shí)，覺得這些理論徹底顛覆了他的想象，與過去理解的物理學(xué)很不一樣。難怪，有很多物理學(xué)家晚年都相信神學(xué)，是什么導(dǎo)致這種現(xiàn)象產(chǎn)生，很多人相信這是上帝的安排。
牛頓認(rèn)為上帝是存在的，萬有引力就是上帝創(chuàng)造的天體運(yùn)行規(guī)則。上帝在創(chuàng)造萬物的時(shí)候，也給萬物制定了運(yùn)行規(guī)則，而萬有引力就是上帝創(chuàng)造的規(guī)則。當(dāng)上帝創(chuàng)造了萬物及萬物的運(yùn)行規(guī)則以后，他就不管了，他不會(huì)進(jìn)行人為的干預(yù)。這就像一個(gè)鐘表師創(chuàng)造了一個(gè)鐘表以后，他就任隨鐘表自己運(yùn)動(dòng)下去一樣。
人是怎么來的？以前解釋不清楚，于是中國古代的說法是女媧制造出來的，這本質(zhì)上是一種神學(xué)。
世間萬物，日月星辰，為什么會(huì)按照一定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，這最初的一擊是從何而來的？沿著這個(gè)思路推理下去，最終牛頓把這個(gè)最初的一擊歸結(jié)為上帝。牛頓也就從科學(xué)家走到了神學(xué)家。
以前老師講過，說是牛頓認(rèn)為是上帝早上起來踢了一腳，于是日月星辰就這樣運(yùn)動(dòng)了。
為什么光速是不變的？愛因斯坦給出的解釋是，因?yàn)闀r(shí)間變了，時(shí)間也是相對(duì)的。你在一艘以0.1c的速度行駛的宇宙飛船上，測(cè)試一速發(fā)射過來的光，因?yàn)橛钪骘w船上的時(shí)間變慢了，所以測(cè)試出來的光速仍然是c。
愛因斯坦的相對(duì)論，包括狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論，深刻的揭示了時(shí)間和空間的關(guān)系。
每個(gè)人的時(shí)間是不一樣的，如果你身上有個(gè)鐘，我身上有個(gè)鐘，早上我們把鐘對(duì)好，晚上回來，就會(huì)發(fā)現(xiàn)時(shí)間不一樣。由于速度太小，這種差異性體現(xiàn)不出來。
而一旦上升到光速，差異性就會(huì)體現(xiàn)出來了。
天上的衛(wèi)星圍繞地球高速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)狹義相對(duì)論，它上面的時(shí)間比地面上的時(shí)間要慢，因?yàn)楦咚龠\(yùn)動(dòng)的物體上的時(shí)間要變慢。
而根據(jù)廣義相對(duì)論，天上的衛(wèi)星因?yàn)殡x地面更遠(yuǎn)，受到的萬有引力更小，所以時(shí)間比地面快。這一慢一塊的差別，就是衛(wèi)星上的時(shí)間跟地球上的時(shí)間的差距。這個(gè)差距會(huì)影響gps定位精度，需要調(diào)節(jié)衛(wèi)星上的時(shí)間來保持衛(wèi)星和地面的時(shí)間一致。
上面的這些內(nèi)容，是楊晨閱讀《時(shí)間簡史》經(jīng)過思考，以及根據(jù)愛因斯坦相對(duì)論推導(dǎo)過程得出的，有點(diǎn)困惑，他還要花些時(shí)間來消化。
相對(duì)論在最初開始提出的時(shí)候，據(jù)說世界上沒幾個(gè)人能懂。愛因斯坦獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，是因?yàn)樗岢龅墓怆娦?yīng)，而不是因?yàn)橄鄬?duì)論。從影響上來說，相對(duì)論的提出要比光電效應(yīng)偉大成千上萬倍，是大象和螞蟻的區(qū)別。