《果壳中的宇宙》读后感

第1篇：《果壳中的宇宙》读后感

昨天晚上一口气读完霍金写的《果壳中的宇宙》。虽然似懂非懂，而且中间通常一句话要看四五次，但是还是舍不得搁下书。

看完这本书我觉得要跟之前看过的霍金写的另一本书《宇宙的起源与归宿》联系起来。因为《宇宙的起源与归宿》中提到的万物之理（将所有局部性理论结合成一种“万物之理”，按霍金的话来讲找到的话，将会是理论物理的尽头、人类的终极胜利）就是《果壳中的宇宙》中提到的M理论（也叫弦论）。其中M理论包括0—异型、Ⅰ型、ⅡB、ⅡA、E—异型和11—维超引力。其中设计的的有11—维超引力、P—膜、M—理论、量子力学、广义相对论、10—维膜、超弦、黑洞。而M理论中将这些东西联系起来的中心就是现今研究需要找出的目标。

霍金认为人是生活在10维或者11维的空间里的，但人类之所以未觉察到，可能是因为额外维的尺度小到普朗克尺度（普朗克在高一物理必修2本书出现过的，普朗克长度为10—33厘米，普朗克时间为10—43秒）或者大到无穷大，所以人类未观察到。

而宇宙处于膨胀之中已经被普遍认可，因为根据多普勒效应和从宇宙所接收到的微波辐射已经证实了这一点。

霍金认为，大的额外维蕴涵着我们生活在一个胚世界中，一个在高维时空中的4维‘面’或‘膜’”中。强力、弱力和电磁力将被限制在这个胚中，所以任何与引力不相关的物理问题就会和在4维时空中的一样。引力则会弥散到整个高维空间中去。也就是说，引力随距离的减少可能比以往的估计更快。

这样，行星轨道会是不稳定的：行星要么掉到太阳中去，要么逃离太阳逃逸到太空中去。然而，若额外维在离人类生活其上的胚不远的另一胚处终结的话，这种效应就不会发生。那么，对于超过两个胚相分离的距离，引力就会如上述像电磁力那样，不能自由地发散开去，而被有效地局限在胚上，并且减小的速率刚好适合于行星轨道。

霍金在《宇宙的起源于归宿》中提到，银河系是棒旋星系。恒星绕银河系中心作缓慢的转动，大约2亿多年转动一周。如果套用开普勒定律，外部的恒星的运动速度应当比靠近银心的转得慢，但是观测结果并非如此，整个银河系内恒星的运动速度大致相同。所以，天文学家认为银河系中存在大量暗物质，大部分分布在银河系的外围，从而加快了这部分区域内恒星的运动速度。对星系团内全部星系运动状况的研究也得出相同结论。

霍金认为，在4维“膜”世界中，人类生活在一个胚中，邻近还有另一个“影子”胚。因为光被限制在胚中，不能传播到另一个胚，所以人类不能看到影子世界。但是人类会感觉到影子胚中的物质的引力影响。这种引力在人类所在的胚世界中会显示成一种“暗”源。检测“影子”胚的仅有办法是通过引力的途径。

霍金说，弦、膜和胚“与宇宙中任何其他东西一样，都会有量子起伏。”这些量子起伏就使得胚这样一类客体会自发地创生和消失。这个过程很有一点像沸腾的水中蒸汽泡形成的过程。量子力学中的海森伯不确定性原理导致了胚从泡泡中创生。如果这个4维泡泡继续长大，那么生活在这个泡泡上的人就会感到宇宙正在膨胀。

按照霍金的无边界设想（霍金在《宇宙的起源与归宿》中提到宇宙是有限，无界的，就像地球表面，只不过多了两维，而宇宙边界的唯一条件就是没有边界），胚世界的自发创生有一段虚时间的历史。在这段历史中，宇宙像一个果壳：一个4维球面。只是果壳是空的，在这胚世界图像中的4维果壳是满的：人类生活其中的胚在虚时间中的历史是一个4维球，它是一个5维泡泡的边界，而余下的5维或6维是卷曲的，并且卷得非常小。

依照霍金的理论，胚在虚时间的历史将决定它在实时间的发展。高维泡泡在虚时间中产生一个完全光滑的球形的'4维“果壳”的概率是最高的；然而，这又对应于在实时间内以暴胀方式永远膨胀的胚。星系不能在这种胚世界中形成，从而智慧生命也不会出现。然而，高维泡泡在虚时间中产生一个有点不光滑和偏离球形的4维“果壳”的概率虽然稍低一些，但是却能与实时间中的减速暴胀过程（胚在开始时有一个加速膨胀——暴胀的相，随后膨胀又缓慢下来）相对应。在这个减速暴胀过程中，星系可能形成，智慧生命也会出现。有趣的是，这些智慧生命将会创造一种宇宙理论，认识到他们来自于不那么光滑，也不那么圆的4维“膜”。

在读完《果壳中的宇宙》和《宇宙的起源与归宿》之后，有一种感觉。人类置于茫茫的宇宙之中实在是太渺小了，而且对所存在的宇宙也只是停留在理论阶段，完全没有实力实践。而当中一些妄想要挑战自然挑战宇宙的人类不是太狂妄，太可笑了吗？虽然他们可以说是人存理论决定这个宇宙，但是没有确凿的证据是不能使全世界的人类信服的。而神创论更是无从谈起，他们想说他们那个万能的上帝么？可惜，亲爱的上帝不是万能的，他能造出一块自己也搬不起的石头么？

我决定到大学的时候再重温这两本书，那时候肯定理解更加深，更加有感悟的！

第2篇：《果壳中的宇宙》读后感

怀着对这个有趣的题目的好奇心，我阅读了著名的物理学家史蒂芬·霍金的《果壳中的宇宙》这本书，说实在的，很多地方总要一遍又一遍地看，最终却还是一知半解，但对其大概还是知道了一些，在这里谈谈我的一些感想。

通过了解，本书的题目乃出自莎士比亚的《哈姆雷特》。哈姆雷特认为，即使把他关在果壳中，仍然自认为是无限空间之王。作者把我们广阔的宇宙隐喻成一颗果壳，认为在广义上，粒子、生命和星体的处境都和果壳相似。作为一位最富有创见的科学巨人，提出整个宇宙是由一个果壳状的瞬子演化而来，果壳上的量子皱纹包含着宇宙中的所有密码。

霍金在书里，告诉我们宇宙，告诉我们未来。相对论和量子论是20世纪最伟大的科学成就。尤其是前者，他完全是人类智慧的伟大构筑。所以在《果壳中的宇宙》的第一章相对论简史中主要是关于爱因斯坦的生平。这位在轮椅上度过后半生的科学巨人，1879年诞生于德国的乌尔姆，次年他全家即迁往慕尼黑。几经辗转后他在苏黎完成学业，与1900年从ETH的联邦高等工业学校毕业。1905年在专利局上任，写了三篇论文，着三篇论文不仅奠定了他作为世界最主要科学家之一的地位，而且开启了两项观念革命，着革命改变了我们对时间、空间以及实在本身的理解。

在第一章里，主要介绍了广义相对论和狭义相对论，以及爱因斯坦是如何以它为基础进行下一步的思考和研究的，同时还说明了霍金本人的看法。讲爱因斯坦是如何为20世纪两个基本理论，即相对论和量子论。在第二章中，讲了一种假设。时间的形态：爱因斯坦的广义相对论使时间具有形态。这如何与量子论相互和谐。作者假设时间是有形状的，并通过量子公式验证了这种假设与相对论的理论是相符的。第三章中，讲了果壳中的宇宙：宇宙具有多重历史，每一个历史都是由微小的硬果确定的。作者是在解说宇宙。他认为宇宙有许多重的历史，每一个历史都可以是由微小的粒子构成。奠基的量子论则是实验观测的被动产物，它的含义迄今还解释不清。在广义相对论中，时空不再是一个被动的背景，而是宇宙演化的主动参与者。物质分布使时空弯曲。现在再去侈谈宇宙之外的空间和时间，对这些概念进行所谓的思辨，只能是倒退到圣奥古斯丁之前。牛顿的时空观是一个虚幻，而虚幻的唯一功能是对软弱者的安慰。爱因斯坦的引力论是将万有引力归结为时空的曲率。那么时空能否被弯曲得这么厉害，以至于人们可以返回到过去改变历史呢？严格的科学计算指出，这是不可能的。第四章中，讲的是预言未来：黑洞中的信息丧失如何降低我们预言未来的能力。霍金先生预言在超引力的状态下（如黑洞）时间弯曲，我们如何降低我们自身来适应未来。那么关于预言将来的能力呢？现在看来它至少在三个层次上受到限制。第一，是动力学系统的混沌行为，使得拉普拉斯意义上的决定性在实际上是不可能实现的。第二，在量子力学中状态是由波函数描述的`，海森堡的不确定性原理使得经典意义上的决定性被减半。第三，不平凡的时空拓扑，使波函数被密度矩阵所取代，就在这里引进了热力学意义上的随机性。第五章中，讲了护卫过去：时间旅行可能吗？一种先进的文明能回返以前并改变过去吗？宇宙的未来是怎样的呢？如果我们承认科学定律的普适性和无穷威力，则不管人类的雄心有多大，毕竟要受环境和人口问题的限制，我们不能和这些限制作无望和愚昧的搏斗。人类只能采用一种明智和节制欲望的生活方式。最后两章用宇宙中的各种条件来拟出我们作为生物在时空中旅行的种种可能性以及我们与宇宙的关系，还提出了我们所生活的地方是否虚无等假设。

从《时间简史》首版以来的十年间，相对论家、宇宙学家和粒子物理学家通力合作，在寻找宇宙最核心的万物理论上取得长足进展。但和人们以往期望不同的是，我们可能不再具有统一理论的唯一表述，这正如不能用一张地图描绘整个地球表面一样。这种所谓的M－理论把超引力和五种弦理论在一个单独的理论框架中统一起来。超弦理论是在不同情形下对自然的方便的近似。但是M－理论的整体概况还是不很清楚。我们的宇宙很可能是高维空间中的一个四维膜，我们的宇宙果壳也就更加神奇了。困扰天体物理学家多年的暗物质很可能是影子星系的贯穿高维空间到达我们星系的引力效应，引力的近距效应和牛顿定律有偏差等等。四维膜之外的高维空间的行为如何是个饶有兴趣的问题。但是只要它们对膜世界具有相同的效应，对于它们的区别就没有意义。量子宇宙学家就相信无中生有的场景而言是彻底的无神论者，就科学的方法论而言是不可救药的实证主义者，而就沉迷。

以上大多数是我通过书里的内容看后整理出来的，要说真的看懂那还是需要花更多的时间去研究的，毕竟对这类深奥的自然科学类的书，并不是一时半会能领悟的。但在这本书里，我看到了宇宙的神秘与其带给我们的无穷无尽的遐想。

第3篇：《果壳中的宇宙》读后感

出生于1942年，而他的生日恰好是伽利略逝世三百年忌日。现任剑桥大学卢卡斯数学教授（这一职位曾由艾萨克·牛顿所任）。他广被推崇为继爱因斯坦后最杰出的理论物理学家，称为“轮椅上的爱因斯坦”。他的主要著作是《时间简史》。读过的《果壳中的宇宙》正好是《时间简史》的姐妹篇。

《果壳中的宇宙》是一本图文并茂的科普著作，主题是宇宙学，涉及广义相对论、量子论、黑洞、暴胀、时间旅行、弦论、超引力等诸多前沿概念。当然，这些概念我到现在也没能完全明白。

这本书先第一章说的是相对论简史，相对论有狭义相对论和广义相对论。狭义相对论是由爱因斯坦在洛仑兹和庞加莱等人的工作基础上创立的时空理论，是对牛顿时空观的拓展和修正。爱因斯坦以光速不变原理出发，建立了新的时空观。狭义相对论中最简单的例子是在加速度和引力场之间存在一个紧密的关系。待在一个封闭的盒子里，譬如升降机中的某人不能将盒子静止地处于地球引力场中和盒子在自由空间中被火箭加速这两种情形区别开来。广义？相对论的一个非常重要的推论是质量和能量的关系。爱因斯坦关于光速对于任何人而言都应该显得相同的假设，意味着没有任何运动的比光还快。当人们应能量加速任何物体，无论是粒子或者空间飞船，实际上发生的是，它的`质量增加，使得对她进一步加速更困难。要把一个粒子加速到光速要消耗无限大能量，因而是不可能的，正如爱因斯坦的著名公式总结的：E=mc^2，质量和能量是等效的。

第二章说的是时间的形态，与爱因斯坦的相对论和大量的实验相符合，它提出时间和空间是非常复杂地相互纠缠在一起。人们不能单独使空间弯曲而不涉及时间。这样，时间就有了形态。19世纪作家查里斯·朗母写到：“世间万物没有任何东西像时间和空间那么使我困惑。然而没有任何东西比时间和空间更少使我烦恼，因为我从不想起它们。”我们中的大多数人早本部分时间不去考虑时间和空间，不管他们为何物；但是我们所有人有时极想知道时间是什么，它如何开始，并且把我们知道何方。如果预言和观测相一致，则该理论在这个检验下存活，尽管它永远不能被证明是正确的。人们说能做的一切，是将所发现的描述成时间的一种非常好的数学模型并且说明它能预言什么。

第三部分说的是果壳中的宇宙：宇宙具有多重历史，每一个历史都是由微小的硬果确定的。霍金认为空间的最明显之处是它无限地向外延伸，通过现代仪器，我们可以看到各种形状和尺度的数以亿万计的星系。尽管宇宙似乎在空间的每一位置上都很相同，它肯定是随时间变化的。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。而量子引力论正是这些书的大部分的主题。哎，这部分真的很难懂，就少说点了。

第四部分说的是预言未来：黑洞中的信息丧失如何降低我们预言未来的能力。如果信息在黑洞中丧失，情况就并非如此，任何事情都可能已经发生过。预言将来的能力也被削减了。我们能够确定地预言粒子具有相反的自旋，但是如果一个粒子落进黑洞，就不能对余下的粒子作确定的预言，这意味着在黑洞外不能确定预言任何测量，作出确定预言的能力被减低至半。那么关于预言将来的能力呢？现在看来它至少在三个层次上受到限制。第一，是动力学系统的混沌行为，使得拉普拉斯意义上的决定性在实际上是不可能实现的。第二，在量子力学中状态是由波函数描述的，海森堡的不确定性原理使得经典意义上的决定性被减半。第三，不平凡的时空拓扑，使波函数被密度矩阵所取代，就在这里引进了热力学意义上的随机性。

第五章说的是护卫过去：时间旅行可能吗？我觉得不可能，我们中学书上也说不可能，至少来说最近的很多年里都不可能，因为我们还没有把原理完全弄清楚，而且最近的很多年里我们还造不出那种可以快过光速的时间机器，所以嘛，回到过去我们是不用想了爱因斯坦的广义相对论是所有现代有关时间旅行讨论的基础。爱因斯坦方程描述宇宙中的物质和能量如何将空间和时间弯曲和变形，从而使空间和时间变成动力量，有了时空可能弯曲得这么厉害，在乘空间飞船出发之前即已返回的可能性。

读过这本书才知道自己对天体物理、对宇宙与生命理解的是这么少，但我们这为学生是没有办法的，我们要做的就是学好自己的东西，为以后的学习或研究找好基础，这些高深的理论啊什么的就让霍金教授和许多理论物理学家一道，去努力寻求科学的最神圣的精华，然后让我们学去。