霍金 大设计 对科学的理解是什么
曰：遂古之初，谁传道之？
上下未形，何由考之？
冥昭瞢暗，谁能极之？
冯翼惟像，何以识之？
明明暗暗，惟时何为？
阴阳三合，何本何化？
圜则九重，孰营度之？
惟兹何功，孰初作之？
斡维焉系，天极焉加？
八柱何当，东南何亏？
九天之际，安放安属？
隅隈多有，谁知其数？
天何所沓？十二焉分？
日月安属？列星安陈？
《天问》屈原
我们都是充满好奇心的人，对外界各种新鲜的，甚至是稀奇古怪的事物，通常有一种想探究的冲动。就算是没有好奇心，也有恐惧心，对于未知的事情，保持着一种敬畏。想“不语怪力乱神”关起门来，把恐惧挡在外面，似乎效果并不好，反而容易把神奇的自然界挡住，把自己囚禁在人伦的笼子里。于是，我们能怎样理解世界，宇宙是怎么样运行的，现实实在是什么，实在从哪来，宇宙需要创造者吗等问题有时会在我们心里画下问号。本来这些问题以前是由哲学家来回答的，但哲学没有跟上科学，尤其是物理学的发展。现在由科学擎起了
知识发现的火炬，带领人类探索更多未知的领域。
一、哲学死了。
哲学死了，因为哲学没有跟上科学发展的步伐，霍金在《大设计》中非常肯定的说出了这句话。是啊，从伽利略在比萨斜塔扔下一轻一重两个铁球来验证亚里士多德的物体下落理论的那一刻起，哲学对于自然的探索就像是芝诺悖论里的阿基里斯一样，永远追不上科学这只乌龟了。
当古希腊人吸收公元1600年前的古巴比伦人创造的包括二次方程式等数学问题的解法的时候，古希腊的哲学家泰勒斯还只能通过观察，归纳来猜测万物的构成。可以说数学自身的发展程度在当时就比古希腊哲学更深邃。
希腊哲学是从自然哲学开始的，哲学家们有着一颗比常人多得多的好奇心，通过对自然现象的观察，哲学家们否定前人的结论，推出自己的结论。最终在亚里士多德手里汇集升华。亚里士多德有一句名言：“吾爱吾师，吾尤爱真理。”这句名言显著的体现了他对学术的批判和求真的精神，并且贯穿于他那百科全书式的著作中。亚里士多德是那个时代的佼佼者。他研究形而上学，他研究逻辑学，他研究文艺学，他研究伦理学，他研究精神哲学，他研究教育学，他研究自然科学（包括物理）。研究的范围相当广泛，研究的深度也相当深（当然错误也不少）。我想用爱因斯坦下面的话来评价亚里士多德，我觉得对他而言是无上的光荣。不是因为这句话是爱因斯坦说的，而是因为整个科学确实就是架构在其研究结果-形式逻辑上的。
"西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础，那就是：希腊哲学家发明的形式逻辑体系（在欧几里德几何学中），以及通过系统的实验发现有可能找出因果关系（在文艺复兴时期）。"
不知道在这两三千年的历史里，中国有哪个思想家，哲学家能够在知识的广度和深度上接近或者达到同时代世界的佼佼者的水平。可能墨子算一个，可能仅此一个而已。说到墨子，不得不提提这位先秦诸子中最特别的一位，他思考的范围，他所从事的事业是诸子所无法比拟的。可以毫不夸张的说，正是有了他，才使得先秦的科学史不至于暗淡无光。墨子出身“贱民”，他会做木工，曾花三年时间做了一只木鸟在天上飞了三天。他研究政治伦理学，他研究几何，他研究物理学，他研究逻辑学，他研究修辞学，他研究军事学，甚至亲身领导战争。可惜在《史记.孟子荀卿列传》中，关于墨子只有简单的一句话“盖墨翟，宋之大夫，善守御，为节用。或曰并孔子时，或曰在其后。”
古希腊哲学家群中还有一位影响力非常大，和科学有关值得一提的人物，他就是毕达哥拉斯（大概生活在公元前500年左右，也就是和孔子同年代）。我们所说的勾股定理在西方就叫毕达哥拉斯定理，因为他发现了勾股定律。毕达哥拉斯有个非常著名的思想：“万物皆数。”他的教派非常神秘，把数学，几何，天文，自然科学，巫术宗教融合在了一起。在他看来，自然界的所有事物的背后都是数和几何。看看现在的物理理论，和他的思想是不是非常相似？他对数，几何，天文的思想深深的影响了柏拉图，所以柏拉图非常重视数学。据说在柏拉图的学园门口立着一块牌子，上面写着：不懂几何者免入。柏拉图为教育定下的四艺中就有算术,几何(平面,立体),天文学，音乐，并成为西方教育的源头，深远的影响后世，后世西方很多著名的哲学家中就有既是数学家，又在哲学上也有独特创见的人：笛卡尔，莱布尼兹，罗素等等。我们的圣人孔子也在其六艺中定有数学教育，不过此数学教育似乎只是九九乘法表？
大名鼎鼎的柏拉图有种追求理性的精神，经典的洞穴寓言就是关于这个理性精神的寓言。他认为感官是不可靠的，人被感官所囚禁就如人被囚禁在洞穴里面一样，感官经验就如同在洞穴里看到的外部世界的影子一样是虚幻的东西。只有脱离感官经验，进行理性的思辨才能够从洞穴中逃出来，获得真理。老子对于感官感觉也有一说：“五色令人目盲，五音令人耳聋，五味令人口爽。”两者对于感官感觉的作此评价到底目的是为了什么，这和科学的发展有什么关系，只有我们后人仔细思考了。
古希腊哲学群中还有一位虽然对科学没有直接贡献，但是也同样影响深远的人-芝诺。虽然芝诺不是第一个提出悖论的人，但是芝诺提出的一系列悖论，却是影响最大的，其中最著名的就是就是阿基里斯悖论和飞矢不动论。在他之后，最出名的悖论就是关于集合的罗素悖论。中国古代名家的惠施虽然也说过一些如“卵有毛”，“鸡三足”等悖论，但可惜的是这些似乎多是文字上诡辩而已，更可惜的是不多的悖论后来也几乎无人关注了。
正如大家所知道的，虽然哲学家们的思想结晶也许被科学的大幕所遮掩，但他们的精神和方法将会永远星光熠熠的闪烁在我们心灵的夜空，为我们指明方向。
二、宇宙的终极理论候选者-M理论。
我们已经习惯了物理学家给出的通常由主要几组非常简洁的方程式组成的物理理论，如牛顿经典理论，麦克斯韦尔的电磁定律，爱因斯坦的质能方程式。虽然这些方程式非常简洁，但是令人惊奇的是，这些方程式却在很高精度上符合我们对宇宙的观察。我不禁在想，如果真是有造物主的话，那这个造物主一定是个数学家。
一代又一代的物理学家为我们展示了造物主的神奇，他们的理论如同生物一样进化，日臻完美。我们不知道是否有一个单一的理论能够涵盖宇宙的所有规律，也不知道物理理论是否有最终的尽头。但是现在，霍金提名了一个终极理论的候选者-M理论。
霍金说，和以往的物理理论不同的是，以往的物理理论通常是单个的，但是M-理论不是单个理论，而是由不同的一些理论组合在一起，各自能很好的解释各自所考察的物理现实。M理论就像一张地图，其各个分支就像地图中的某一块，有重叠的区域，同时又有互不相关的区域，共同构成了M理论。
霍金继续提到，我们不仅要了解宇宙怎样运行，同时我们必须问为什么：
1． 为什么宇宙有东西而不是没东西?
2． 我们为什么存在？
3． 为什么是这套理论而不是其它理论？
三、定律的规则。
日晷之离，不鼓缶而歌，则大耄之嗟，凶。《易经》
古代人对因果关系有独特的理解。由于古代人对于自然界各种奇异的现象了解不够，所以会形成以我们现在的眼光看来荒诞的因果观。如月蚀产生的原因，中国人有天狗吃月亮一说，西方人则有狼抓了月亮之说。显然中西方的古人都把月蚀产生的原因，归结成是某种超自然生物的行为结果。所以月蚀的时候，中西方古人都要弄出很大声音，想把这个超自然生物吓走。但是随着他们经常的观察，他们发现不管他们是否弄出响声，月蚀照样会消失。而且他们发现月蚀的出现总是相当有规律。古巴比伦人就发现了这个规律，而且很好的预测了月蚀出现的时间。
由于古代人对宇宙的认识不够，所以就采用巫术和神话来试图解释自然规律。他们想象万物有灵甚至宇宙本身就是个生命体，想象神能够控制宇宙和人。随着人类对宇宙的长期观察，慢慢形成了巫术和神话之外的一些宇宙观，因果规律观。在西方，古希腊人泰勒斯是目前保留下来的文字记录中最先具备这种观点的人。他把万物视作一种单一的物质，这体现了一种还原观，即把不同事物的特性排除掉，而只抽取其本质。从他开始，一代又一代的人接着观察自然，同时提出自然现象的规律。与现代大多数中国人把宗教和科学完全对立不同，在科学发展的这段期间，宗教、神一直都是伴随着哲学家，科学家们的。即使是牛顿本人，对上帝也是笃信不疑的。对他来说，发现宇宙运行的规律，就离上帝更近一步。中国道教对于道，对长生也有追求，在技术上也有一些成就，如火药的发明，但为什么没有在科学理论上有所贡献，这个值得我们思考。
艾萨克•牛顿（Isaac Newton）绝对是一个值得大书特书的人，他在科学史上带来的影响几乎无人能及，死后被当做国王一样安葬。英国诗人亚历山大•蒲柏在他的墓志铭上写着：自然与自然的法则在黑夜隐藏，上帝说，让牛顿出世！世界一片光。我们中国也有类似的一首据说是处在资本主义萌芽期的宋代的儒家写的诗：天不生仲尼，万古如长夜。真是两首意义非常深远的诗！按照孔子做人的标准：温良恭俭让，估计牛顿是一个都挨不着边的。他嘲笑同期的科学家胡克，他和莱布尼茨争微积分发明权，他好财，花在炼金术上的时间可能比物理上都多。偏偏这么一个人，被英国人视作英国历史上最不能缺的两个人，另外一个人是莎士比亚。不知道对于中国人来说，哪两位是中国历史上最不可缺的人呢？推而广之，如果要选两个对世界历史最不可缺的人，大家会选谁呢？
如前所述，对于定律的起源，是不是有不按定律的奇迹，是不是只有一套定律等问题，由于宗教的影响，即使是开普勒，伽利略，笛卡尔，牛顿这些伟大的科学家，全部都认为，定律是上帝的杰作，他们都认为有一个超然于科学之外的神存在，这个神可以创造奇迹。对于有没有上帝这个问题，拉普拉斯是第一个清晰表达科学决定论的：给定某个时间宇宙的状态和一套完整的科学理论，按这个理论可以推出宇宙的过去和未来。据说拿破仑曾经问这位著名的数学家，上帝是怎么让宇宙符合科学定律的，拉普拉斯很自豪的告诉他：“陛下，我不需要上帝这个假设。”也就是说宇宙万物均符合科学定律，包括人及其精神！
四、什么是实在。
霍金在书中以圆形鱼缸里的金鱼作为例子，解释了什么叫模型。对于圆形鱼缸里的金鱼来说，鱼缸外直的东西也会被金鱼当成是弯曲的。我们对于外部实在的认识是不是也像鱼缸里的金鱼，是扭曲的？或者像黑客帝国的电影中所拍摄的一样，人不过是生活在超级智能计算机虚拟的现实里？我们接触的实在到底是不是就是确切的“实在”呢。物理定律描述给我们的实在又是什么呢？
在谈到实在的问题前，霍金先回顾了天文学的模型。最先提到的是托勒密的地心说，为了满足地球处于天体中心，解释各天体运动的轨迹，托勒密的地心说模型比较复杂。由于托勒密的地心学说很好的迎合了当时基督教，所以一直被视作完全正确的模型，直到哥白尼提出日心说。哥白尼的日心说重重的震撼了罗马教廷，被视作西方近代科学的开端。因为日心说对当时基督教的宗教学说冲击很大，所以经过伽利略，布鲁诺，开普勒等人付出的心血甚至生命才赢得赞同的。
下面这一段是描述布鲁诺坚持日心说，反对罗马教廷，被罗马教廷关押折磨七年，最后被火烧死的场景：
1600年2月17日凌晨，罗马塔楼上的悲壮钟声划破夜空，传进千家万户。这是施行火刑的信号。通往鲜花广场的街道上站满了群众。布鲁诺被绑在广场中央的火刑柱上，他向围观的人们庄严的宣布："黑暗即将过去，黎明即将来临，真理终将战胜邪恶！"最后，他高呼"火，不能征服我，未来的世界会了解我，会知道我的价值。"刽子手用木塞堵上了他的嘴，然后点燃了烈火。布鲁诺在熊熊烈火中英勇就义。
几乎就在同一时期，在中国也有一位类似的人物：
1602年，李贽因为不满封建传统教条,和假道学,他批判了孔子,并贬斥《孟子》《论语》，最后以“敢倡乱道，惑世诬民”的罪名被关入监牢。在监牢里，他借着剃头的时机，抢过剃刀，割喉自杀，两日后才气绝而亡。
现在我们知道日心说对天体实在的解释也不是完全正确的，它只是比地心说的模型更加正确。到底实在是什么？经典物理学认为存在真实的独立于观测者的外部世界。一个物体放在那，不管什么人去测量物体的各种属性，测量得到的结果都是一样的。针对这种实在观，传统上还有一种反实在的观点。反实在观的人认为经验知识和理论知识有区别，他们认为观察和试验是有意义的，而理论知识只是有用的认识手段并没有具体表达对观察到的外部现象任何更深入的真理。有些反实在主义者想把科学严格限定在可观测的事物中。所以19世纪很多人拒绝接受对于没有见到过的原子的理论。其中最极端的就是乔治.巴克莱，他认为除了头脑和头脑产生的观念外，没有任何东西存在。这位巴克莱先生对于中国的学生是相当熟悉的，因为在政治课本中被当做唯心主义的反面榜样，一代又一代的教给学生（不知道现在的政治课本还有没有提到他）。而霍金在书中提出了一个观点：不存在独立于图像或者理论之外的实在。实在就是基于模型的，物理理论或者世界的图像是一个基于数学的模型，一系列的定律把模型中可观察的元素联系在一起。人类是自然界的一份子，我们无法使我们在对自然进行观察的同时不对自然进行任何影响，实在就是我们对自然观察并且产生影响后的一个基于模型的外在。对于人类或者圆形金鱼缸中的金鱼来说，两者看到并形成的模型都是实在，因为人类无法脱离他所能观察到的外在。就像当初电子被观察到以前，我们的科学模型已经预测出了电子存在，并很精确的预测了电子的行为。即使我们的肉眼没有看到电子，但我们知道电子确实存在。同样的道理，现在质子和中子中的夸克依然没有被观察到过，自由的夸克从来不存在自然中。模型中的夸克符合我们对亚核粒子行为的观测。
基于模型的实在能够提供一个框架来论述这样的问题：如果世界是在有限时间以前创造的，那在创造之前发生了什么？早期基督教的圣.奥古斯丁的回答是时间是上帝创造的，在上帝创造时间之前，没有时间。这个回答是一个可能的模型，即使从现在得到的各种证据看来，这个模型有些陈旧。另外一个模型是宇宙大爆炸理论。这个理论能够解释我们目前关于宇宙的大部分观察，所以这个模型更加有用。但是，没有模型能够说比其它模型更真实！
看完上面得到的结论，可以想见各路江湖人士会跳起来问：“既然没有模型比其它模型更真实，那我们的模型对宇宙的解释为什么就不科学，不正确或者不好而科学的解释就更正确更好呢？”所以霍金提供了几条对好模型的判断依据：
1. 模型应该简洁的。
2. 包含少量任意的或可调整的元素。
3. 能解释所有对目前现象的观察结果并与观察结果保持一致。
4. 能够对未来观测提供可证伪的明细信息做出明细的预测。
霍金接下来举了亚里士多德的模型作为例子，讲了下按依据判断。亚里士多德认为世界是由土，气，火和水组成。这个模型比较简洁优雅，但是不具备可调整的元素。并且在很多情况下，不能够做出确定的预测，如果做出了预测，也与实际观测不符。最著名的就是亚里士多德认为重的东西比轻的东西下落快。这个预测被伽利略证实是错误的。说到这里，大家可以根据这个依据比较下阴阳五行理论。
讲完上面的判断条件，霍金承认这些判断都是很主观的。比如对简洁的判断，就不是那么容易客观度量的，但是对于科学家来说又是非常重要的，让科学家引以为豪的：纷繁复杂的现象被压缩到一条定律里面。众所周知，一项科学理论一旦提出来，通常会对某些未知的事物进行预测，这就构成了第四条可证伪性判断。这些预测最终得到检测时有些会是正确的，有时候则不会。如果预测不正确，科学家通常不会完全抛弃这项理论，而是不断对理论进行某些修正，直到对这个理论的修正到显得非常笨重，不简洁和人为化程度很高，才会被放弃。在哈勃总结星系谱线红移得出宇宙膨胀学说的时候，同时期不断有科学家试图修正静态宇宙模型的理论来迎合观测。不管他们如何修正模型，哈勃的宇宙膨胀模型仍是符合观测的模型中最自然的，最后被大多数科学家所接受。
霍金在这一章的最后用光的波粒二像性做了对什么是基于模型的实在的总结。对光的研究中国可以追溯到墨子而西方则可以追溯到古希腊，其中最著名的是欧几里德，又是他！光到底是波还是粒子？这个问题曾经在近代科学家中间争论过很久，其中两个物理学的巨人牛顿和爱因斯坦还参与进来。牛顿认为光是粒子，并用它很好的解释了光的折射和反射现象。但是光是粒子的理论解释不了牛顿自己发现的被称为牛顿环的光干涉现象（即光干涉后形成明亮相间的圆圈）。通过不断的修正模型和理论，到了十九世纪，光是波几乎已经成为共识，光表现的粒子现象也被光的波动理论很好的解释，除了最基础的一个困难，光作为波运动时的载体是什么。就在光是波的被认为是正确的，而光是粒子的被认为是错误的时期，赫兹发现了光电现象，显著的表明光是粒子。到了20世纪，爱因斯坦发表了一篇题为《关于光的产生和转化的一个推测性观点》的论文，这篇论文就是阐述光的波和粒子的二象性问题，即光在平均时间上是表现为波，而在某个时间点上表现为粒子。正是这篇文章而不是相对论让爱因斯坦获得了1921年的诺贝尔物理学奖。波粒二象性对当时的人们的观念是个相当大的冲击，因为就人的日常经验来说，水波是波，其运动就完全不像粒子，而小石头、沙子等粒子的运动表现就完全不像波，没有东西既像波又像粒子。正是摆脱了日常经验的桎梏，波粒二象性得到承认。不管是光的波动说还是粒子说，都解释了光的这些现象的某一部分，但不能说哪个模型更好更体现实在，他们是模型上的实在。所以霍金认为M理论也如光的波粒二象性理论一样，不是单个理论，但是M理论中的每个理论解释了现象的一部分，这些理论又在某些现象的解释上是重叠的，所以可以认为是在一个理论框架中。终极统一理论不像传统上科学家所期盼的那样，是单个理论，而是由一组理论来解释宇宙，正如光的波粒二象性理论。
大设计 霍金主要内容
《大设计》是2011年湖南科学技术出版社出版的图书，作者是斯蒂芬·霍金。霍金的《时间简史》是他1988年之前对理论物理与宇宙学的总结。霍金教授认为支持宇宙大爆炸理论的物理学定律向传统宗教信仰发起了挑战。 “由于存在万有引力等定律，因此宇宙能够，而且将是从无到有自己创造了自己。自然发生说是有物而非无物存在的原因，它是宇宙和人类存在的原因。没必要借助上帝引燃蓝色导火线，让宇宙诞生。”
大设计霍金是什么
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百科名片
《大设计》是著名科学家斯蒂芬·霍金的作品。霍金的《时间简史》是他1988年之前对理论物理与宇宙学的总结，如今历史车轮又转过了20多年，人类对宇宙有了新的发现和理解，他自己对宇宙和统一理论也有了许多新的思考，对于未来的发展有许多预言和展望。
编辑本段图书简介
霍金
著名科学家斯蒂芬·霍金在他的新书《大设计(The Grand Design)》里说，宇宙不是上帝创造的。霍金教授认为，支持宇宙大爆炸理论的物理学定律向传统宗教信仰发起了挑战。 霍金在这本新书里说：“由于存在万有引力等定律，因此宇宙能够，而且将是从无到有自己创造了自己。自然发生说(spontaneous generation)是有物而非无物存在的原因，是宇宙和人类存在的原因。没必要借助上帝引燃蓝色导火线，让宇宙诞生。”这本书将在2010年9月9日出版，联合作者是美国物理学家里昂纳德·曼罗迪诺。该书旨在反驳艾萨克·牛顿爵士的信仰：宇宙应该是由上帝创造的，它不会诞生于混沌世界。 霍金列举了1992年发现一颗行星围绕另一颗恒星运行，而不是我们的太阳。他说：“它与我们的行星情况一样——单一太阳、地球-太阳距离和太阳质量的幸运组合，它并非与众不同，也不能证明地球是为了取悦人类而精心设计的。”霍金以前显然接受了上帝创造宇宙的说法，他在1988年的书《时间简史》里写道：“要是我们发现了一个完整的理论，它就将是人类理性的最终胜利——那时我们应该清楚上帝的想法。”他还不知道其他行星和整个新宇宙，即所谓的“多元宇宙”是否存在生命。 物理学上所说的M-理论，是弦理论的一种形式，它可能是解释已知宇宙里的一切问题的“圣杯”。长期以来，物理学家一直在寻找一种可以把量子论(亚原子级别的物质)与万有引力定律(解释物质如何互动)统一起来的普遍理论。霍金说：“M-理论是爱因斯坦希望找到的统一理论。事实上我们人类能离了解掌控我们和我们的宇宙的定律如此近，已经是个巨大胜利。” 最近几个月，霍金一直对许多问题直言不讳。他在4月的纪录片里说，假设宇宙的其他地方存在智能生命是“完全合乎常理的”。他在一系列声明中表示，他设想的“大船”可能会给地球带来威胁，这些船可能正在设法移民地球，掠夺我们的资源。霍金说：“我们只要看看自己，就知道智能生命是如何发展到我们不希望看到的地步了。我设想他们现在就乘坐着一艘艘的大船，已经耗尽了他们星球上的所有资源。他们可能已经成为了游牧民族，伺机征服并殖民他们能够抵达的任何星球。”因此霍金下结论说，试图与外星人接触似乎有点太冒险了。 他说：“如果外星人真的有朝一日到访地球的话，我想结果和哥伦布到达美洲大陆时的情景差不多，那对美洲的土著居民来说可不是什么好事。”霍金曾发出警告说，除非人类能在2个世纪内移居太空，否则将会从宇宙中永远消失。他表示，我们长期幸存下来的唯一机会就是离开地球，移民到更加遥远的行星上。他在接受大思想(Big Think)网站的采访时说，他是一个乐观派，但是未来几百年还不清楚人类是否能够幸存下来。[1]霍金华人弟子评霍金新作《大设计》：哲学已死 极端物质化的当今世界是否比以前更进步，还是很可疑的事。人们必须做形而上的追求，才能脱离动物界的生存状态。这就是为什么世代有识之士追求存在、生命和宇宙的意义。 解决这些命题本来应该是哲学家的任务，可惜科学的高度发展使得哲学无法跟上。霍金在新著《大设计》的开篇中说到“哲学已死”就是这个意思。可以断定，当今世界已经出现不了康德、彭加莱和罗素这样的人物了。 《大设计》是霍金在《时间简史》之后的最重要的著作，它凝结了霍金20多年来对科学和哲学的思考成果。它是在蒙洛迪诺的技术协助下完稿付梓的。 几千年的文明进程使人们逐步意识到，世间万物的演化是遵循定律而非以人格化的神的意志为转移和运行的。 拉普拉斯首先提出了决定论。霍金接受世界决定论的观点，但他进一步说，由于“具有意识的肉体牵涉到极大量的自由度”，所以只能用有效理论——心理学来处理。在心理学这种有效理论中就可以镶嵌进自由意志。这是极其宝贵的。 近现代科学家们多相信存在独立于观察者的实在，而自然定律只不过是它的数学反映。然而，现代科学的发展却强烈地撼动了这种旧实在论。 霍金认为，判断一种场景是否实在，只在于其间是否有一套完备的自洽的逻辑或定律通行无阻。世界图像是一个模型或理论以及一系列将其元素和观测相连接的规则。霍金将它称为依赖模型的实在性。 这和柏拉图以来的许多哲学家所坚持的旧实在论不同。旧实在论体现在经典科学的图像是存在一个与观察者无关的外部世界。现代物理学，尤其是量子论击碎了旧实在论。 上世纪40年代，费恩曼提出了量子论的历史求和表述。在这个基础上，约翰·惠勒提出了“延迟选择”的理想实验。对于宇宙而言，它的过去具有所有可能的历史，每个历史都被赋予各自的概率，对现时宇宙状态的观测影响它的过去历史。这种分析甚至指出从大爆炸如何引出我们感知的自然定律。这一点对于宇宙学具有关键的意义。 从人类意识到宇宙万物被定律制约，直到今日对万物理论的发展，是一部理性逐步战胜蒙昧的迄今还在继续的史诗。 1965年，宇宙微波背景辐射的发现使大爆炸模型被普遍接受。在大爆炸宇宙场景之先有一个暴胀的过程，它可以解释大爆炸宇宙学中的视界、平性和磁单极子以及宇宙结构的起源问题。但是所有这些都回避不了宇宙学最根本的问题——宇宙的创生。 上世纪80年代，霍金等人提出的无中生有的场景是一个彻底解决宇宙创生问题的最满意方式。那时，理论物理学界认为四维时空中只有一族定律。所以，无边界量子宇宙学不仅是自洽的，还是自足的，单凭物理定律即能预言宇宙中的一切。这一点对于宗教的含意非常深远，上帝在这个场景中已无立足之处。这个观点在《时间简史》中早已表达得很清楚。在《大设计》出版前夕，路透社记者和中外无数媒体仍然耸人听闻地说，“他改变了对上帝的看法。”与其如此，不如说，这些人从来没看懂过《时间简史》。 物理学研究方法通常是从第一原理出发，对某些模型进行研究，进而与观测相比较。但从上世纪中开始，人们发现，在天体物理和宇宙学中，往往还可由观察者存在这个条件出发而得出许多结论。这个原则被称作人存原理。例如，关于我们观察到的时空为何是四维，从人存原理早已得知。从量子宇宙学首次推出我们生活其中的时空为四维是晚近的事。在无边界的超引力宇宙学中，可证明外时空必须是四维的，而内空间为七维的。 人存原理和第一原理似乎处于理论物理的两极，为什么从两者能得出同样的结论呢？ 如果我们得知宇宙某一时刻的内外空间的一切信息，则量子宇宙学中的无边界设想的原型仍然适用。然而，人们在现实中只能掌握到外空间的信息，所以对无边界宇宙的场景要做相应的改变。在给定的外空间的状态下，由于内空间的大量可能性，此前宇宙的与无边界设想相符的历史就有许许多多。我们要寻找其中概率最大的那个历史。这个历史同时确定了内空间的“卷缩”方式，并由此导出四维时空的表观定律和初始条件。这种新手段被称为“从顶到底”的方法。这种方法的含义是，我们的观察创造历史，而非历史创造我们。因和果的差异在这里居然消失了。由此也可看出为何从人存原理和第一原理可以得出相同的结论。 无边界量子宇宙学已经把造物主或上帝从宇宙创生的场景中祛除，而这新方法在某种意义上又将我们推上万物之灵的宝座。 从M理论迄今作为终极理论的唯一合格候选者到宇宙的存在和创生，人类已经如此清晰地理解宇宙和我们的存在，这真正是理性的胜利。事实上，任何文化创造，无论是艺术的还是科学的，恐怕都不及理解我们自身存在这个命题伟大。 显然，《大设计》是一部具有求知欲和好奇心的青年人必读之书。 （
霍金的所有著作？
1、1973年：《时空的大尺度结构》2、1988年：《时间简史》3、1993年：《黑洞、婴儿宇宙及其他》4、2001年：《果壳中的宇宙》5、2002年：《在巨人的肩膀上》6、2005年：《时间简史（普及版）》7、2005年：《上帝创造整数》8、2007年：《乔治的神秘宇宙钥匙》，《乔治的宇宙寻宝之旅》，《乔治与大爆炸》9、2010年：《大设计》10、2013年：《我的简史》，《时间简史续编》，《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》，《时空本性》，《未来的魅力》，《乔治开启宇宙的秘密钥匙》。扩展资料：史蒂芬·威廉·霍金是本世纪享有国际盛誉的伟人之一，剑桥大学数学及理论物理学系教授，当代最重要的广义相对论和宇宙论家。荣获英国剑桥大学卢卡斯数学教席，这是自然科学史上继牛顿和狄拉克之后荣誉最高的教席。20世纪70年代他与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。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。凭一本薄薄的《时间简史》征服了全世界3000万读者。黑洞理论使量子论和热力学在“霍金辐射”中得到完美统一，而他在20世纪80年代提出的无边界设想的量子宇宙论，解决了困扰科学界几百年的“第一推动”问题。2014年1月24日，英国著名科学家斯蒂芬·霍金教授再次以其与黑洞有关的理论震惊物理学界，在《黑洞的信息保存与气象预报》的论文中，霍金指出，由于找不到黑洞的边界，因此“黑洞是不存在的”，不过“灰洞”的确存在。这是为了解决“防火墙”问题于新理论中设定“黑洞不存在”，其并非真不存在。黑洞的边界又称“视界”，经典黑洞理论认为，黑洞外的物质和辐射可以通过视界进入黑洞内部，而黑洞内的任何物质和辐射均不能穿出视界。参考资料来源：百度百科—斯蒂芬·威廉·霍金
霍金的所有作品
1973年 《时空的大尺度结构》（The large scale structure of space-time） 1988年 《时间简史》（A Brief History Of Time） 1993年 《黑洞、婴儿宇宙及其他》（Black Holes And Baby Universes And Other Essays)2001年 《果壳中的宇宙》（The Universe In A Nutshell） 2002年 《在巨人的肩膀上》（On The Shoulders Of Giants. The Great Works of Physics And Astronomy） 2005年 《时间简史（普及版）》（及插图版）（A Briefer History Of Time） 2005年 《上帝创造整数》（God created the integers） 2007年《乔治的神秘宇宙钥匙》（George's secret key to the Universe）《乔治的宇宙寻宝之旅》（George's cosmic treasure hunt）《乔治与大爆炸》（George and the Big Bang） 《George and the Unbreakable Code》2010年 《大设计》（The Grand Design） 2013年 《我的简史》（My brief history）《时间简史续编》《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》《时空本性》《未来的魅力》《乔治开启宇宙的秘密钥匙》扩展资料：史蒂芬·威廉·霍金是本世纪享有国际盛誉的伟人之一，剑桥大学数学及理论物理学系教授，当代最重要的广义相对论和宇宙论家。荣获英国剑桥大学卢卡斯数学教席，这是自然科学史上继牛顿和狄拉克之后荣誉最高的教席。20世纪70年代他与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。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。凭一本薄薄的《时间简史》征服了全世界3000万读者。黑洞理论使量子论和热力学在“霍金辐射”中得到完美统一，而他在20世纪80年代提出的无边界设想的量子宇宙论，解决了困扰科学界几百年的“第一推动”问题。参考资料来源：百度百科-史蒂芬·霍金
【科学松鼠会】世界真的存在吗？——霍金《大设计》读书笔记
为世界是真实还是虚拟这种终极问题伤透脑筋的不是只有谢尔顿一个，古今圣贤多有钻在这个牛角尖里出不来的。电影《楚门的世界》中，楚门的整个生活都是由人一手安排的虚拟人生，我们怎么说服自己，我们生活的世界是真实的、我们自己是真实的？是否有办法证明真实这个命题？解答：真实还是虚幻并不那么重要要判断我们周围的世界是真实存在还是虚拟的，并不是一件容易的事情。在哲学上，唯物主义和唯心主义在这个问题上各执一端，争论了很多年。在科学开始发展之前，唯心主义都占据了主流的地位。在东西方都有哲学家提出了外界的事物不过在人的内心的反映，而不是客观的存在：中国儒家心学之集大成者王阳明称心外无理，心外无物，心外无事；爱尔兰哲学家乔治·贝克莱主教声称精神之外没有任何存在。尽管现在我们很多人都持有唯物主义的世界观，不可否认的是，这种心外无物的说法是很难去证伪的。英国文人塞缪尔·约翰逊博士在友人谈论到贝克莱主教的思想虽然不正确但是无法反驳的时候，用力把脚踢向大石头，并在脚弹回来的时候大声说，我据此反驳！但是，这并没有解决争论：约翰逊剧痛的脚趾也还是他头脑对外界的反映他虽然豁出了脚趾却仍未真正驳斥贝克莱的观念。不过这一行为确实解释了哲学家大卫·休谟（1711-1776）的观点：尽管我们没有合理的理由信仰一个客观的实在，我们也别无选择，只好装作仿佛它是真实的。在有些情况下，我们可以通过判断这个世界的规则是不是符合逻辑并且自洽来判断其真实性。掌控世界的超级电脑或者外星人也许并不觉得有必要遵守常识或者逻辑，对他们来说，测试人类对奇怪事情的反应也许会是一个有趣的实验。比如说，他们或许觉得让月亮成为正方体比球体更有趣假若我们观察到的事物违背我们的常识或逻辑，如果我们不是疯子，那么就可以肯定是这个世界有点什么不对头的地方。这样的讨论，除了让我们觉得迷茫困惑之外，没有任何的结果。尤其对于科学家来说，没有任何实际意义。因此，霍金在著作《大设计》的第三章《现实是什么？》里，提出了一个可以绕开世界是真实还是虚幻的观点：依赖模型的现实主义。这个观点指出，我们对世界的认识就是一个模型（一般是数学的模型），追问一个模型是否真实并没有意义，关键在于模型的内容是否能够跟我们对世界的观测相吻合。如果有两个模型都能和观测吻合，那么它们就同样是真实的模型，在我们处理具体问题的时候，就可以根据问题的情况来选择较为方便的模型。托勒密在约两千年前，根据希腊天文学家的观测和研究成果，将地心学说加以系统化论证。尽管《圣经》里从未清晰地提及过群星环绕地球运动（圣经成书的时候人们还深信大地是平的），后来欧洲的天主教会还是接纳了地心说并将其神圣化，直到异端哥白尼在1543年提出日心说之前其地位都未曾动摇（1992年罗马教廷才承认对哥白尼的判决是错误的）。从依赖模型的现实主义观点出发，地心说和日心说都是我们对周围世界的真实认知。在处理太阳系内其他行星运动规律的时候，使用日心说的理论处理起来更为方便，但是当讨论地球上观测的行星位置时，也许使用地心说的理论更为简便。两个模型都能和实际的观测较好地吻合。依赖模型的现实主义观点也可以解决或者说绕开科学间的一个哲学问题。既然我们没办法看到电子和夸克，我们怎么知道它们的存在是真实的呢？因为电子和夸克非常有用，它们可以帮助我们完美地解释观测到的实验现象，所以在考虑相关的物理现象的时候，承认电子和夸克是真实存在的要比认为它们是不存在的与观测结果更吻合。如果我们能够构建一个物理模型，不需要电子或夸克也能完美地解释观测结果，那么在这些模型里，电子和夸克就是不存在的概念。几年前，意大利的蒙扎城出台了一项禁令：禁止在弯曲的鱼缸里养金鱼。这是为了避免金鱼通过弯曲的鱼缸观察到一个扭曲的现实世界扭曲的世界让动物保护主义者们觉得对金鱼来说太残酷。但是，如果弯曲鱼缸里的金鱼科学家足够聪明的话，它应该能够在扭曲的坐标系里面写下描述世界的公式。我们世界里的自由落体运动在金鱼看来是一个曲线运动。它说不定甚至能写下那个弯曲坐标系里描述世界运转的科学规律，并且可以由此对世界的运行作出足够精确的预测。你得承认，金鱼科学家总结的科学规律也是一种对现实世界的有效描述，并且，既然金鱼无法离开鱼缸生活在空气里，我们的规律对它来说就是毫无意义的。而且，我们不知道我们是不是也处在一个弯曲了的宇宙里。从这点上来说，弯曲鱼缸里的金鱼并不比我们的处境更加糟糕。也许我们的科学家们研究总结出来的科学规律在某位异位面的智慧生命眼里也是不够简洁、不够清楚的，但是这些科学规律对于我们来说，则是真实有效的对世界的描述。按照依赖模型的现实主义的观点，真实还是虚幻并不那么重要，重要的是我们的理论是否可以更好地解释和描述这个世界，是否能与我们周围的现实相吻合。（本文刊载于《新发现》解惑专栏）来源：（科学松鼠会）
天文学家霍金发明了什么
霍金没有发明，他的贡献是: 他的主要研究领域是宇宙论和黑洞，证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理，提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型，在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。主要成就史蒂芬·威廉·霍金是本世纪享有国际盛誉的伟人之一，剑桥大学数学及理论物理学系教授，当代最重要的广义相对论和宇宙论家。荣获英国剑桥大学卢卡斯数学教席，这是自然科学史上继牛顿和狄拉克之后荣誉最高的教席。扩展资料霍金的学术思想英国著名天体物理学家史蒂芬·威廉·霍金继承认外星人的存在后，又发表一个惊人论述：他声称带着人类飞入未来的时光机，在理论上是可行的，所需条件包括太空中的虫洞或速度接近光速的宇宙飞船。不过，霍金也警告，不要搭时光机回去看历史，因为“只有疯狂的科学家，才会想要回到过去‘颠倒因果’。”物理学家霍金在拍摄的一部有关宇宙的纪录片时提到，人类其实能建造出接近光速的宇宙飞船，并且能够进入未来。霍金甚至说，自己是因为担心别人把他当成“怪人”，所以才不敢乱说话，也不愿意多谈有关时光机的东西，直到透过纪录片后才敢大方讨论。参考资料：百度百科-斯蒂芬·威廉·霍金