宇宙简史

我想尝试通过这一系列讲座，来阐明我们所认识的宇宙史之基本轮廓，从大爆炸到黑洞。在第一讲中我将简要回顾过去年代中有关宇宙的若干观念，以及如何取得目前的宇宙图像。您也许可以把这称为宇宙史的历史。

在第二讲中我要说明的问题是，如何从牛顿和爱因斯坦的两种引力理论推断，宇宙不可能是静态的；它只能处于膨胀或收缩之中，两者必居其一。接下来的推论是，在100亿到200亿年之前的某个时间，宇宙的密度为无穷大。这一时刻称为大爆炸，宇宙应该由此诞生。

第三讲的内容与黑洞有关。当一颗大质量恒星，或者质量更大的天体，在自引力作用下发生坍缩 1 ，便可以形成黑洞。根据爱因斯坦的广义相对论 2 ，如果有人愚不可及，一步跌入黑洞，那就会一去不返，永远消失。他们绝不可能再度从黑洞中逃逸出来。相反，对这样的人来说经历会是非常痛苦的，等待着他们的是最终到达一个奇点。

但是，广义相对论是一种经典理论——这就是说，它没有考虑到量子力学的测不准原理 3 。

在第四讲中我将要阐明量子力学如何允许能量从黑洞中逸出，黑洞并非人们所描绘的那样黑不可知。

第五讲的主题涉及把量子力学的一些观念用于大爆炸和宇宙起源。由此引出的重要概念是，时空可以在范围上是有限的，但没有边际，或者说它是无界的。这有点像地球的表面，不过还得增加两维。

第六讲中所要讨论的问题是，尽管物理学定律就时间上来说是对称的，但这种新的、有关宇宙边界的设想，也许可以用来解释过去和未来为什么会有霄壤之别。

最后，第七讲中我要阐述的是，人们如何尽力寻求一种统一理论，以能囊括量子力学、引力以及物理学中的其他所有相互作用。一旦做到这一点，我们将会真正理解宇宙以及我们在宇宙中的地位。