与霍金一起了解宇宙

美国2012年John Smithson执导的探索节目

《与霍金一起了解宇宙》是由John Smithson执导的探索节目，斯蒂芬·霍金编剧，斯蒂芬·霍金主演，于2010年5年2月在美国播出。

剧情简介

《与霍金一起了解宇宙》，英译为《Into the Universe with Stephen Hawking》，是Discovery探索频道的一档节目。

导演: John Smithson

编剧: 斯蒂芬·霍金

主演: 斯蒂芬·霍金

制片国家/地区: 美国

语言: 英语

上映日期: 2010-05-02

英国著名物理学家史蒂芬·霍金发出警告，称外星生物可能真的存在，但是人类与他们接触可能会带来毁灭性的后果。在“探索”频道新近推出的纪录片《与霍金一起了解宇宙》中，霍金指出外星生物在消耗尽自己星球上的资源后便会乘坐大型飞船到他们能够到达的星球掠夺资源，并将那里开拓成为他们的殖民地；如果有外星生物到访地球，那将会像当年意大利航海家哥伦布登陆美洲大陆一样，最后给人类带来毁灭性的灾难。

68岁的霍金在片中谈论了他对宇宙外星生命问题的最新思考。他认为外星生命几乎肯定存在于宇宙的许多其他地方——不仅是活在行星之上，甚至还可能存在于恒星中心，甚或是漂浮于行星间的广阔宇宙。霍金认为外星人存在的理论依据，超乎寻常的简单。他指出，宇宙有1000亿个银河系，每个都包含上亿计恒星，在这样一个庞大空间里，地球不大可能是唯一演化出生命的行星。“我觉得，纯粹出于数学脑筋去想，单是如此巨大的数字，就足已令外星人存在的想法显得完全合理。真正的挑战是，去发现外星人到底是什么样子。”

《与霍金一起了解宇宙》这纪录片耗3年多制作，期间霍金曾多次坚持对剧本作大幅修改。Discovery执行制作人史密森（John Smithson）说，他希望能制作一个既能娱乐大众、又能娱乐科学界的节目，考虑到其复杂性，这是一项很难的工作。

关键情节

1、探讨如何建造“时间机器”的文章中详细分析了人类如何利用自然规律实现“时间旅行”的伟大梦想。

2、在科学界，时间旅行一度被认为是歪理邪说。过去因为担心有人会把怪人的标签贴在自己身上，我对这个问题常常避而不谈。但，我不再那么谨小慎微了。我对时间痴迷已久，如果有一台时间机器，我会去拜访风华正茂的玛丽莲-梦露，或是造访将望远镜转向宇宙的伽利略。或许，我还会走到宇宙的尽头，破解整个宇宙湮灭之谜。

3、为了让这一切从虚幻变成现实，我们应以物理学家的角度来重新审视时间——即第四维。这个问题没有听上去那么晦涩难懂。每个好学的孩子都知道，任何物体都以三维形式存在。一切物体都有宽度、高度和长度。此外，还有一种长度——时间的长度。

4、霍金提出三种穿越路径

（1）虫洞：穿越第四维的通道

虫洞就在我们周围，只是小到肉眼无法看见。宇宙万物都会出现小孔或裂缝，这种基本规律同样适用于时间。时间也有细微的裂缝和空隙，比分子、原子还要小的空隙被称作“量子泡沫”，而虫洞就存在于“量子泡沫”中。

有朝一日，人类也许能够捕获某一个虫洞，将它放大到足以使人类甚至宇宙飞船从中穿过。

（2）光速：时空旅行的关键

如果我们想踏上未来之旅，那么速度必须快。如果能够建造出速度接近光速的宇宙飞船，那么宇宙飞船必然会因为不能违反光速最快的法则，而致使舱内的时间放慢。霍金设想出一艘大型极速宇宙船，其速度是人类历史上速度最快的载人飞船“阿波罗”10号的2000倍。在太空飞行数年后飞船将到达其最高速度——相当于光速的99%。在这一速度下，在船上待一天，就意味着在地球上度过一年。船上的乘客就是变相飞向未来，作出名副其实的时间旅行。

（3）黑洞：天然的“时间机器”

时间就像是一条河流，在不同的地段会有不同的流速，而这正是实现通往未来之旅的关键。比整个银河系还要重的超大黑洞可以更明显地降低时间流逝的速度。霍金说，这种超大黑洞就像是一部天然的时间机器。如果一艘宇宙飞船进入超大黑洞，在超大黑洞内执行5年任务，返回地球时会发现已过去了10年。这种时光旅行方式的问题在于，接近超大黑洞的危险太大。

详细介绍

宇宙论是一门既古老又年轻的学科。作为宇宙里高等生物的人类不会满足于自身的生存和种族的绵延，还一代代不懈地探索着存在和生命的意义。但是，人类理念的进化是极其缓慢和艰苦的。从亚里士多德——托勒密的地心说到哥白尼——伽利略的日心说的演化就花了2000年的时间。令人吃惊的是，尽管人们知道世间的一切都在运动，只是到了本世纪20年代因哈勃发现了红移定律后，宇宙演化的观念才进入人类的意识。人们甚至从来没有想到过宇宙还会演化。牛顿的万有引力定律表明，宇宙的物质在引力作用下不可能处于稳定的状态。即使在爱因斯坦的广义相对论中，情况也好不到哪儿去，为了得到一个稳定的宇宙模型，他曾将宇宙常数引进理论中。他们都希望在自己的理论中找到稳定的宇宙模型。可见，宇宙演化的观念并不是产生于这些天才的头脑之中。

哈勃与宇宙论

将哈勃的发现当成现代宇宙论的诞生是公平的。哈勃发现，从星系光谱的红移可以推断，越远的星系以越快的速度离开我们而去，这表明整个宇宙处于膨胀的状态。从时间上倒溯到过去，估计在100亿到200亿年前曾经发生过一桩开天辟地的大事件，即宇宙从一个极其紧致、极热的状态中大爆炸而产生。伽莫夫在1948年发表的一篇关于热大爆炸模型的文章中作出了一个惊人的预言，早期大爆炸的辐射仍残存在我们周围，不过由于宇宙膨胀引起的红移，其绝对温度只余下几度左右，在这种温度下，辐射是处于微波的波段。但在1965年彭齐亚斯和威尔逊观测到宇宙微波背景辐射之前，人们并不认真对待此预言。

一般认为，爱因斯坦的广义相对论是用于描述宇宙演化的正确的理论。在经典广义相对论的框架里，霍金和彭罗斯证明了，在很一般的条件下，空间——时间一定存在奇点，最著名的奇点即是黑洞里的奇点以及宇宙大爆炸处的奇点。在奇点处，所有定律以及可预见性都失效。奇点可以看成空间时间的边缘或边界。只有给定了奇点处的边界条件，才能由爱因斯坦方程得到宇宙的演化。由于边界条件只能由宇宙外的造物主所给定，所以宇宙的命运就操纵在造物主的手中。这就是从牛顿时代起一直困扰人类智慧的第一推动问题。

如果空间——时间没有边界，则就不必劳驾上帝进行第一推动了。这只有在量子引力论中才能做到。霍金认为宇宙的量子态是处于一种基态，空间——时间可看成一有限无界的四维面，正如地球的表面一样，只不过多了两个维数而已。宇宙中的所有结构都可归结于量子力学的测不准原理所允许的最小起伏。从一些简单的模型计算可得出和天文观测相一致的推论，如星系、恒星等等的成团结构，大尺度的各向同性和均匀性，空间——时间的平性，即空间——时间基本上是平坦的，并因此才使得星系乃至生命的发展成为可能，还有时间的方向箭头等等。霍金的量子宇宙论的意义在于它真正使宇宙论成为一门成熟的科学，它是一个自足的理论，即在原则上，单凭科学定律我们便可以将宇宙中的一切都预言出来。

成就

本书作者是当代最重要的广义相对论家和宇宙论家。70年代他和彭罗斯一道证明了著名的奇性定理，为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他还证明了黑洞的面积定理，即随着时间的增加黑洞的面积不减。这很自然使人将黑洞的面积和热力学的熵联系在一起。1973年，他考虑黑洞附近的量子效应，发现黑洞会像黑体一样发出辐射，其辐射的温度和黑洞质量成反比，这样黑洞就会因为辐射而慢慢变小，而温度却越变越高，它以最后一刻的爆炸而告终。黑洞辐射的发现具有板其基本的意义，它将引力、量子力

学和统计力学统一在一起。

1974年以后，他的研究转向量子引力论。虽然人们还没有得到一个成功的理论，但它的一些特征已被发现。例如，空间——时间在普郎克尺度（10^-33厘米）下不是平坦的，而是处于一种泡沫的状态。在量子引力中不存在纯态，因果性受到破坏，因此使不可知性从经典统计物理、量子统计物理提高到了量子引力的第三个层次。

1980年以后，他的兴趣转向量子宇宙论。本书的副题是从大爆炸到黑洞。霍金认为他一生的贡献是，在经典物理的框架里，证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性，黑洞越变越大；但在量子物理的框架里，他指出，黑洞因辐射而越变越小，大爆炸的奇点不但被量子效应所抹平，而且整个宇宙正是起始于此。理论物理学的细节在未来的20年中还会有变化，但就观念而言，的研究已经具有很高的水平了。

霍金的生平是非常富有传奇性的，在科学成就上，他是有史以来最杰出的科学家之一，他的贡献是在他20年之久被卢伽雷病禁锢在轮椅上的情况下做出的，这真正是空前的。因为他的贡献对于人类的观念有深远的影响，所以媒介早已有许多关于他如何与全身瘫痪作搏斗的描述。尽管如此，译者之一于1979年第一回见到他时的情景至今还历历在目。那是第一次参加剑桥霍金广义相对论小组的讨论班时，门打开后，忽然脑后响起一种非常微弱的电器的声音，回头一看，只见一个骨瘦如柴的人斜躺在电动轮椅上，他自己驱动着电开关。译者尽量保持礼貌而不显出过分吃惊，但是他对首次见到他的人对其残废程度的吃惊早已习惯。他要用很大努力才能举起头来。在失声之前，只能用非常微弱的变形的语言交谈，这种语言只有在陪他工作、生活几个月后才能通晓。他不能写字，看书必须依赖于一种翻书页的机器，读文献时必须让人将每一页摊平在一张大办公桌上，然后他驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读。人们不得不对人类中居然有以这般坚强意志追求终极真理的灵魂从内心产生深深的敬意。从他对译者私事的帮助可以体会到，他是一位富有人情味的人。每天他必须驱动轮椅从他的家——剑桥西路5号，经过美丽的剑河、古老的国王学院驶到银街的应用数学和理论物理系的办公室。该系为了他的轮椅行走便利特地修了一段斜坡。

在富有学术传统的剑桥大学，他目前担任着也许是有史以来最为崇高的教授职务，那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡逊数学教授。

能量永恒

本书译者之一曾受教于霍金达四年之久，并在他的指导下完成了博士论文。此书即是受霍金之托而译成中文，以供占人类五分之一的人口了解他的学说。

影片简介

本片共分三集，第一第二集都是四十五分钟左右，最后一集比较长，80多分钟。三部的内容分别是，外星人，时间旅行，一切的故事。本人最喜欢的是最后一集，因为它不仅像前两集一样有意思，而且在此之外还可以给我们很多启示。

外星人存在，我完全完全不质疑这个事实。Such a enormous universe，怎么可能没有其他生命形式的存在？霍金列举了几种他认为可能存在的生命形式，感兴趣的话可以自己去看，我就不剧透了。

时间旅行可以进行，我也不是特别怀疑。毕竟，我们高中政治书不是教过我们吗，人类的认识是没有界限的。只要能逃过2012，以及它之后千千万万次可能毁灭人类的劫难，我坚信我们一定可以时间旅行。

在介绍这些主题的同时，霍金还会讲解诸如黑洞，虫洞这样浩瀚的概念，让人觉得科学家都是神！

最后一集，一切的故事。霍金从our whole universe is in a hot dense state开始，讲到了it all starts with a big bang（哈哈哈哈，我爱Sheldon）以来宇宙的变化过程。在一切还没有开始的时候，宇宙是没有时间和空间这两个我们take it for granted的概念的——这种状态真的很难想象。大爆炸把引擎打开了，一切开始运转起来。在宇宙的维度上来看，时间和空间被挥霍地很夸张，动辄几十亿年，或者几十亿光年。在几个最基本的物理法则的指导下，宇宙经过无法想象的漫长岁月之后形成了今天这个模样。我映像比较深刻的，是一个叫supernova的概念，中文叫超新星，指的是正在爆炸的、光芒比从前亮许多许多许多的恒星。总之，恒星和人一样，都会有寿终正寝的一天。我不大能说清楚它死去的完整过程，总之就是某些物质在核里翻滚煎熬。我想说的重点是，某些金属就是在一颗伟大的恒星爆炸的瞬间形成的，比如，金，铂。

认知

又不知过了多少年，人出现了。一直有一种说法，大概是：经过多么多么辛苦的宇宙锤炼，才有了人的出现。觉得这个真是可笑。宇宙如此之大，物质的存在形式多得我们这辈子都探究不完。而且即便物质说完了，还有反物质啊。所以说人就是再普通不过的一种存在方式了，不只是人，连生命本身也是。生命对我们人来说，的确是神圣美好。但是放在整个宇宙的维度来说，生命就只是一种存在形式，生命用自己的方式存在，正如同行星恒星用自己的方式存在。人总是觉得自己很特别，是造物主的宠儿，其实对造物主来说，生命这个东西和其他存在形式，比如黑洞、尘埃，都应该是平等的。这么说来，在这个宇宙里，生命很特别，但是不应该有特权，人就更不应该有特权了。许多人还自诩为高级动物，对那么多的已知和未知不怀敬畏，真是大言不惭。在讨论《世界尽头和冷酷仙境》的时候，王美女说，只有能量是永恒的。想起来，觉得这句话相当有智慧。我能坐在这里打字，追溯起来，还是因为宇宙大爆炸的瞬间释放出来的能量，流转亿万次之后，传到了这里。以前想到自己要死，就用“人类还是会继续”来安慰自己；后来发现人类总会灭绝，就用“宇宙里还会有生命”来安慰自己。倒觉得这些安慰都没有必要了，因为即便生命会停下，能量还是会继续流转。以前觉得“生生不息”很让人欣慰，王道。

但这不代表我冷淡了。每种存在形式都有自己的“天命”，都有属于自己的存在方式。我，作为人类的一员，生命概念的一部分，也有我自己应该做的事情，让我存在得有意义。（不知道“有意义”对其他存在方式来说会不会也是一种目的……？）而且我还是很爱地球的。霍金说，我们以后可能会搬到另外的星球上安家，可能会有一代人一辈子都耗费在飞向外太空的飞船上。当时我脑袋里第一个想到的，就是在Planet Earth里面看到的那些森林和高山，离开地球的人怎么会舍得它们呢？

庄子和霍金论

以前看到过一个和“庄子”有关的故事，不记得是在他写的书上，还是他经历过的了。总之，是说，两个国家什么的，哎呀，完全不记得了，面目全非。。好吧，总之好像是两个人在某个问题上非要争出胜负高下来，庄子就讲了一个故事，说在蜗牛的两个角上各有一个国家，两个国家的君王都在争谁的国家更厉害，庄子问面前的两个人，他们这样争，有意义吗。两个人觉得没意义，毕竟蜗牛角算什么，就算赢了又怎样呢。庄子又说，我们和整个宇宙比起来，可能连这个蜗牛角都不如，那还有什么必要争呢？以前觉得菲尔普斯肯定是世界之王，没有人游泳能够比过他。但是后来，特别是看了《碧海蓝天》之后，觉得世界上的高人多得很，而且他们中的大多数都不会在一个每四年举行一次的比赛中亮相。当菲尔普斯站在领奖台上的时候，说不定很远很远的一片海里，一个游泳天才正在和海豚比赛叻。拼搏绝对是必要的，好胜也不失为一种好品质，但是心态要端正，失败了不要把自己贬得一文不值，成功了也绝对不能不可一世，因为头顶的头顶，天外的天外，还有千千万万个星系。

甚至，宇宙也不是终点。霍金说，也许还存在其他宇宙，那些宇宙受到完全不同的物理法则的支配。仅仅是几个最基本的原则的不同，如此孕育几十亿年，几百亿年，诞生的也一定会是一种连霍金也难以理解的世界吧。

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