彭羅斯的暢銷杰作《通向?qū)嵲谥贰罚?005）為我們理解目前公認(rèn)的宇宙法則提供了一個(gè)賞心悅目的綜合指南。在《宇宙的輪回》里，他又進(jìn)了一步，提出嶄新的宇宙學(xué)圖景，為人們常問(wèn)的“大爆炸之前發(fā)生了什么”，呈現(xiàn)了一個(gè)不可思議的回答。彭羅斯在本書(shū)說(shuō)明了如何可以將我們加速膨脹宇宙的最終命運(yùn)解讀為一個(gè)新生的“大爆炸”。
同時(shí)，彭羅斯沒(méi)有用任何復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式，詳細(xì)討論了很多基本要素和它們的作用，讀者還能看到五花八門的標(biāo)準(zhǔn)或不標(biāo)準(zhǔn)的宇宙學(xué)模型，宇宙微波背景的基本而無(wú)所不在的作用。以及星系核心的巨大黑洞和它們最終通過(guò)神秘的霍金蒸發(fā)過(guò)程的消失……
作者簡(jiǎn)介：
羅杰彭羅斯是牛津大學(xué)的RouseBall數(shù)學(xué)講席終身榮譽(yù)教授。他獲得過(guò)許多獎(jiǎng)項(xiàng)，包括1988年與斯蒂芬霍金一道因?qū)τ钪鎸W(xué)做出的重大貢獻(xiàn)而獲得的沃爾夫物理獎(jiǎng)。他的著作還有《皇帝新腦》（TheEmperor’sNewMind）和《通向?qū)嵲谥贰罚═heRoadtoReality）等。
目錄：
引子
1第二定律的秘密
熱力學(xué)第二定律：永不停息的隨機(jī)長(zhǎng)征
熵，狀態(tài)的數(shù)目
相空間和玻爾茲曼的熵
1.4熵概念的剛強(qiáng)
1.5勇往直前的熵
1.6過(guò)去為什么不同？
2奇異的大爆炸
2.1我們膨脹的宇宙
2.2無(wú)所不在的微波背景
2.3時(shí)空，零錐，度規(guī)，共形幾何
2.4黑洞與時(shí)空奇點(diǎn)
2.5共形圖與共形邊界
2.6大爆炸特別在哪兒？引子
1第二定律的秘密
熱力學(xué)第二定律：永不停息的隨機(jī)長(zhǎng)征
熵，狀態(tài)的數(shù)目
相空間和玻爾茲曼的熵
1.4熵概念的剛強(qiáng)
1.5勇往直前的熵
1.6過(guò)去為什么不同？
2奇異的大爆炸
2.1我們膨脹的宇宙
2.2無(wú)所不在的微波背景
2.3時(shí)空，零錐，度規(guī)，共形幾何
2.4黑洞與時(shí)空奇點(diǎn)
2.5共形圖與共形邊界
2.6大爆炸特別在哪兒？
3共形循環(huán)宇宙學(xué)
3.1連接無(wú)限
3.2CCC的結(jié)構(gòu)
3.3早期前大爆炸理論
3.4調(diào)節(jié)第二定律
3.5CCC與量子引力
3.6觀測(cè)的意義
尾聲
譯后記
00引子
大雨滂沱，小河濺起水沫，打在湯姆的臉上，他瞇縫著眼睛，看急湍的溪流從山間落下。“哇，它總是這樣的嗎？”他問(wèn)普利西拉阿姨。阿姨是劍橋大學(xué)的天體物理教授，特意帶他來(lái)看這個(gè)神奇的老水磨，那么古老，還能完美地運(yùn)轉(zhuǎn)�！半y怪，那么老的機(jī)器還轉(zhuǎn)那么快呢！”
“我看它不會(huì)老是那么有力的，”身邊的阿姨說(shuō)。她站在河邊的欄桿后面，提高嗓音，壓倒了水的喧囂�！敖裉斓乃匠Ａ叶嗔�，因?yàn)橛甓唷Ｄ憧茨窍旅�，好多水都從水磨流出�?lái)了。平常可不那樣，水要平緩得多，水磨得好好利用它們�？涩F(xiàn)在呢，水的能量大了，超過(guò)了水磨的需要�！�
湯姆對(duì)著狂野湍急的水盯了好一會(huì)兒，看到空中飛濺的朵朵水花和片片水霧，神往極了�！拔夷芸匆�(jiàn)水里有好多能量，我知道幾百年前人們就明白怎么用能量來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)器了——做很多人合力才能做的事情，織精美的毛衣。可是，原先從哪兒來(lái)那么多能量，才把水弄到山上去的呢？”
“太陽(yáng)的熱量讓海水蒸發(fā)到空中，然后以雨水的形式降下來(lái)。所以，相當(dāng)多的雨水會(huì)落到山上�！卑⒁谈嬖V他，“讓水磨轉(zhuǎn)動(dòng)的，原是來(lái)自太陽(yáng)的能量。”
湯姆有點(diǎn)兒疑惑。他經(jīng)常為阿姨說(shuō)的東西感到疑惑，而且老是喜歡懷疑。他看不出熱量怎么就能把水升到空中。如果說(shuō)周圍全是熱量，他怎么還感覺(jué)冷呢？“昨天是很熱，”他勉強(qiáng)承認(rèn)，“可那會(huì)兒和現(xiàn)在一樣，我也沒(méi)覺(jué)得太陽(yáng)要把我弄上天啊�！�
阿姨笑了�！安�，不是那樣的。太陽(yáng)的熱量是把能量給了海水的小分子。然后，那些分子四處亂跑，比平�？斓枚�。有些‘熱’分子跑得更快，能突破水面，跑到空中去。雖然跑出去的分子比例很小，可海洋那么大，所以總的說(shuō)來(lái)還是有大量分子進(jìn)入空氣。那些分子形成云，然后通過(guò)降雨回到地面，有很多就落到山上�！�
湯姆還是有點(diǎn)兒迷糊，不過(guò)雨總算小點(diǎn)兒了�！翱墒�，我沒(méi)覺(jué)得雨是熱的呀�！�
“是這樣的，太陽(yáng)的熱量先轉(zhuǎn)化為水分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的能量，然后，動(dòng)能使一小部分分子跑得很快，變成蒸汽進(jìn)入空中。這些分子的能量變成所謂的引力勢(shì)能。想想看，我們把一個(gè)球拋到空中，你使勁兒越大，球拋得越高。到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，球不再向上，它在那一點(diǎn)的動(dòng)能全都轉(zhuǎn)化成了相對(duì)于地面的引力勢(shì)能。水分子的情形也是一樣的。它們的動(dòng)能——從太陽(yáng)熱量得到的——轉(zhuǎn)化成在山頂?shù)囊?shì)能，然后，當(dāng)水從山上沖下來(lái)時(shí)，又重新變成動(dòng)能，驅(qū)動(dòng)水磨。”
“所以那兒的水一點(diǎn)兒也不熱？”湯姆問(wèn)。
“是的，孩子。當(dāng)水分子到達(dá)高空時(shí)，它們會(huì)慢下來(lái)，還會(huì)凍成冰晶——云主要就是這些冰晶組成的——所以能量變成了相對(duì)于地面的勢(shì)能，而不是熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。于是，那兒的雨一點(diǎn)兒不熱，下落時(shí)會(huì)被空氣阻力減慢，落到地下時(shí)還很冷呢�！�
“真有趣！”
“是啊，”阿姨看小孩有了興趣，于是趁熱打鐵，補(bǔ)充說(shuō)，“要知道，即使河里的冷水，每個(gè)分子也以很高的速度四處亂跑，它們包含的熱量比從山上沖下來(lái)的湍急渦流還多呢！”
“天啊，是這樣的，好像有點(diǎn)兒明白了�！�
湯姆想了一會(huì)兒，起初有點(diǎn)兒疑惑，然后就被阿姨的話吸引了，興奮地說(shuō)：“我有了一個(gè)好主意！為什么不造一種特殊的水磨，直接利用平常湖水里的水分子動(dòng)能呢？它可以用很多小小的風(fēng)車，就像頂端有個(gè)小碗兒的風(fēng)向標(biāo)，不管風(fēng)朝哪個(gè)方向吹，它都能轉(zhuǎn)起來(lái)的。只是它在水里必須很小很小，水分子的速度才能使它轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣我們就可以用它轉(zhuǎn)化水分子的動(dòng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)各種機(jī)器了�！�
“真是奇妙的想法，好孩子！遺憾的是，它不可能運(yùn)行。那是因?yàn)橛幸粋�(gè)物理學(xué)的基本原理，叫熱力學(xué)第二定律，它的大概意思是，隨著時(shí)間的流逝，事情會(huì)變得越來(lái)越混亂無(wú)序。就我們這一點(diǎn)說(shuō)，它告訴我們你不可能從熱或者冷物體的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)獲取有用的能量，就像你剛才說(shuō)的那樣。你的想法，我看有點(diǎn)兒像‘麥克斯韋小妖’�！�
“你都沒(méi)開(kāi)始做！每當(dāng)我有一個(gè)好想法，爺爺總叫我‘小妖’，我不喜歡。第二定律那東西，算不得好定律�！睖飞鷼饬耍г拐f(shuō)。然后，他的懷疑天性又回來(lái)了：“我不知道是不是真敢相信它�！彼又f(shuō)，“我想，那樣的定律需要更清楚的思想來(lái)解釋。不管怎么說(shuō)，我想你說(shuō)過(guò)，是太陽(yáng)的熱量加熱了海水，是那些隨機(jī)的動(dòng)能使它到達(dá)山頂，也正是它轉(zhuǎn)動(dòng)水磨的�！�
“你說(shuō)的對(duì)。所以第二定律告訴我們，光憑太陽(yáng)的熱量還不行。為了能夠運(yùn)行，我們還需要較冷的高層大氣，這樣，水蒸氣才能在山的上空凝結(jié)。其實(shí)啊，從整體說(shuō)來(lái)，地球并沒(méi)從太陽(yáng)得到一分能量�！�
湯姆一臉驚訝地看著阿姨�！案浯髿庥惺裁搓P(guān)系呢？‘冷’可不就是比‘熱’的能量少嗎？一點(diǎn)兒少能量有什么用呢？我不明白你說(shuō)的話。不管怎么說(shuō)，我看你有點(diǎn)兒自相矛盾。”湯姆越發(fā)自信了，“你先告訴我太陽(yáng)能量轉(zhuǎn)動(dòng)水磨，現(xiàn)在又說(shuō)太陽(yáng)壓根兒沒(méi)給地球能量！”
“是啊，真的。假如太陽(yáng)給了地球能量，地球就會(huì)變得越來(lái)越熱。地球白天從太陽(yáng)得到的能量，到晚上就都還給天空了，因?yàn)橐箍帐呛诘摹蚁�，大概只有一點(diǎn)兒回到地球，讓全球變暖。這是因?yàn)�，太�?yáng)是黑暗天空里的一個(gè)熾熱的亮點(diǎn)……”
湯姆越聽(tīng)越迷糊，不知阿姨說(shuō)什么，開(kāi)始走神了。又聽(tīng)阿姨說(shuō)，“……所以呀，正因?yàn)樘?yáng)能量有那么明顯的組織性，我們才覺(jué)得第二定律處在困境中�！�
湯姆一臉茫然地看著阿姨，說(shuō)，“我想我沒(méi)聽(tīng)懂你說(shuō)的，我也不明白為什么要相信‘第二定律’的東西。不管怎么說(shuō)，太陽(yáng)的組織從哪兒來(lái)呢？你的第二定律本該告訴我們太陽(yáng)會(huì)越變?cè)交靵y，所以它剛形成時(shí)一定是高度組織的，因?yàn)樗恢痹谑ニ慕M織。你的‘第二定律’說(shuō)它的組織在不斷丟失。”
“這是因?yàn)樘?yáng)是黑暗天空里的一個(gè)熱點(diǎn)，溫度的極端懸殊生成了我們的組織。”
湯姆盯著阿姨，有點(diǎn)兒明白了，但還是不大相信她說(shuō)的話。“你說(shuō)那就是組織，好吧，可我不明白為什么那樣。退一步說(shuō)，就算假定是那樣的——可你還是沒(méi)告訴我那種可笑的組織到底是從哪兒來(lái)的�！�
“來(lái)自形成太陽(yáng)的氣體呀，那些氣體原先是均勻分布的，然后引力使它聚集成團(tuán)，凝結(jié)成星體。很久很久以前，太陽(yáng)就是這樣形成的；它從原先分散的氣體收縮而來(lái)，在收縮的過(guò)程種變得越來(lái)越熱�！�
“你老是往過(guò)去說(shuō)，說(shuō)得滔滔不絕，可你說(shuō)的‘組織’，不管它是什么，最初是從哪兒來(lái)的呢？”
“最初來(lái)自大爆炸，正個(gè)宇宙都是從這個(gè)劇烈的大爆炸開(kāi)始的�！�
“爆炸那玩意兒可不像什么有組織的東西，我還是不懂。”
“很多人都不懂！你只是其中的一個(gè)。沒(méi)人真的懂。組織從哪兒來(lái)，大爆炸憑什么代表組織，都是宇宙學(xué)的大難題。”
“也許在大爆炸之前還有更具組織性的東西？組織也許從那兒來(lái)？”
“真有人那么想過(guò)。有理論說(shuō)，我們現(xiàn)在膨脹的宇宙以前有個(gè)坍縮的時(shí)期，然后‘反彈’成我們的大爆炸。也有理論說(shuō)，前期宇宙的一小部分坍縮成我們所說(shuō)的黑洞，然后它們‘反彈’，變成大量新膨脹宇宙的種子。還有理論說(shuō)，新宇宙是從‘偽真空’里生出來(lái)的……”
“我看那簡(jiǎn)直是瘋了。”湯姆說(shuō)。
“是啊，不過(guò)，我最近還聽(tīng)說(shuō)有一個(gè)理論……”
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