霍金《大设计》读书笔记
2016-01-12 12:04阅读：
在复旦读的中文，师从郜元宝先生，选修现当代文学，高等物理跟我八竿子打不着关系，叵耐贼心难死，一直对稀骚重口、无益世道民生的知识有种不知死的热爱；大二时选修了门《量子物理》，天可怜见，鄙中国语言文学系连高等数学课都没有，加之授课老师一口绍兴口音，听了三节就听不下去了，毕业时，我对考卷正襟危坐，面露蒙娜丽莎的微笑，用文评笔法一顿胡扯，老头儿哦不老师念在我是复旦有史以来，第一个胆敢修量子物理的中文系学生，给了我不多不少60分，把我当个屁给放了。
2001年毕业至今，所从之业与此更是西天万里遥，但我依然啃完了萨特的《存在于虚无》卢里亚的《脑神经科学》霍金的《时间简史》释加牟尼的《金刚经》等等五花八门的妖书，王小波管这种病叫“反熵”，它源于一个农场的孩子，在若干年前的朗朗夏夜，与小伙伴躺在有点扎人的高高的柴草垛上，在聊完姑娘后，静静仰望星空，从小小蓝色星球的无名角落，面对无垠的浩瀚苍穹时，发出的对存在的第一个追问……
抒情完毕，现在来看霍金的这本《大设计》
第一章 存在之谜
这一章是全书总纲，首先提出了3个终极问题，并给与了简略的解答 ——
1、这个世界为什么存在在这里，为什么不是一无所有？2、我们为什么会在这里？3、为什么存在是有规律的，为什么是我们目前所探测到的这种定律，而不是其他规律？
简单回顾了人类仰望星空，追问存在的历史，在历史中，人们通过宗教、哲学试图回答这个问题，但现在，这一切都让位给科学，而科学又经历了从经典物理领衔到以量
子物理领衔这一过程，量子物理的显著特征，就是事物的真相并不是我们的肉眼所观测到的，而是大大超出了我们的直觉。科学的核心，就是寻找模型，用实验检测，然后不断的突破，造出更新的模型来符合观测。
人类一直在寻找最根本的理论——大一统理论，尤其在经典物理和量子物理没法统一的时候，现在最新的M理论，最有希望成为这个大一统理论。M理论的核心就是：我们的宇宙并不是单一的，而是多重宇宙中的一个，这些宇宙的起源是一些平行的膜，膜的碰撞产生了宇宙大爆炸，世界是11维的。这个在其后有详解。
第二章 定律制约
这一章回顾了人类历史上“定律”形成的过程。
我自己个人的理解，赫拉利的《人类简史》中说，智人在进化过程中的一个最重要的过程，就是发明了“虚构”，智人头脑中的社会、宗教、群体等等，都是并不存在的概念，而正是靠这些虚构的概念，人类才得以相信超脱眼前生活的东西，大规模组织起来，成为世界的主宰。
在我看来，霍金所说的“定律”，也正是人类最伟大的虚构之一，人观察到自然界有重复的各种模式，然后把这些模式抽象出来，最终用数学表达出来，并且人类坚信这个东西是实在的；霍金提出三个问题：1、定律的起源是什么？2、定律存在任何例外奇迹吗？3、是否可能只存在一族定律？
对此，我个人的回答：1、定律的起源。定律的起源是“均匀”，这必定是宇宙的一个本底性质，其他都是从这里衍生出来的，如微博上一部名曰《神秘的混沌理论》的视频中所讲，一起繁复缤纷的模式，都可以从最简单的几个先决条件演化出来，但首要的，宇宙要是比较均匀的，组成宇宙的最基本的部分，应该是种流体，就像水一样，如果不是流体，而是不均匀的状态，比如一个大框里有各种大小不均的颗粒，那么就不会演化出定律这种东西，因为定律要求“重复“，最终同一类的粒子和粒子要相似，不然就演化不出重复的模式。
在这种均匀之后，宇宙就像《神秘的混沌理论》和《易经》中所演示的，从几个基本的条件开始，自然演化出种种繁复的模式，各种演化都有大量的随机性，而一些模式一旦形成，就会自我复制，所以所谓“定律”，就是这些基本的均匀、条件和后来演化出的模式，而再加上人的主观性，NLP中说“地图并非国土”，定律就是人脑构建的地图，它有指导作用，但并不能取代实在性，而且也没有经典物理所追求的，一些条件预设之后，就能够通过定律完全决定一切，定律是鲜活的实在中重复模式的人类模拟。
对于第二个问题，霍金在后面章节有回答，这是物理学关于定律的要求：优雅，包含所有观测结果。
第三个问题，是物理学一直的追求，就是大一统理论，爱因斯坦最后30年一直在试图做到的，现在的唯一也是最好的选择是M理论，11维宇宙的弦理论。
第三章 何为实在
其实这首先是哲学问题，而且是个历史悠久的核心论题——“何为真”，历史上争论焦点是“第一实体”是物质还是精神，从传统的哲学概念而言：物质和精神这两种存在极不相似，必有其中一个是第一性的、是真实的，客观论者认为，在我们精神的外部，存在真实的物体，我们的精神只是这些真实物体的影子——这是经典物理时代的主流思想，主观论者认为，我们的精神或者神的精神是真实的，外界的物体只是精神的产物或幻象，或者是一个大的精神性的“本相”的派生物——这是宗教界常持的主流思想。
直到这个章节，霍金其实还在铺陈，在论述现代科学的世界观。对这个问题，我个人的见解比较接近于存在主义的结论，也和霍金给出的答案较一致。这个答案的第一个部分是笛卡尔的“我思故我在”，笛卡尔在追问真实时拷问了世间万物，我的所见所感，别人告诉我的事物观念等等，结论是这世间一切皆可能为假，我们有可能像霍金说的“金鱼缸里的金鱼”，看着外面一个扭曲的世界以为是真实，或者被恶神所欺骗，或者只是游戏中的角色……一直推论到最后，只有“在思考的这个我”真实不虚，因为没有我，谁来做如上的思考？对于此其实应该有所纠正——笛卡尔预设了“动词必有主语”，但其实未必，所以真正的结论是“思故思在”，就是意识本身就自证了自身，也就是正在意识的此刻意识存在；笛卡尔继而向外推论，在此基础上，我无法完全证明世间万物的存在，但我可以根据证据来论证，什么更可能为真，比如某一现象出现的次数更多，或者更符合逻辑等等……笛卡尔的“思故思在”和通过证据和推论辨别谁“更真”的思想，其实是现代科学思想的始祖。
远承笛卡尔衣钵，现象学的胡塞尔把这一思想进行了发展，首先，他进行了“悬搁”，说白了就是关于世界是客观还是主观的这一问题没有答案，这个所谓真假问题没有意义也永无结论，搁起来不谈，我们对世界的一切都起始于现象，所以从现象开始研究起，后续的存在主义哲学家萨特、海德格尔、梅洛庞蒂，都是在此基础上发展起来的。
从存在主义来看，在论证实在与否和真假之前，先回到体验，对一朵花的色彩的鲜活感受，那些难以言传的心灵触动，那些声音，符号和文字之前的知觉……这一切不论真假虚实，都是这世间此刻意识才能沉浸其中的根基，在对外界的推论、思考、符号化之前，此刻意识天然就是和一切浑融一体的
——
主客观并无区隔，或者一切都是主客观的融合。所以霍金在书中说：“不存在与图像或理论无关的实在概念”，这一点不只是哲学思辨，而是现代科学的理论基础，量子物理就是在这一点上颠覆了经典物理，首先，经典物理所假想的，在精神之外的坚实的外部客观世界是不完全的，而且是永远不可能完全实测的；其次，主观参与到了客观之中，甚至在量子的层次，观测本身能够改变历史。
在这个问题之外，霍金讨论了另一个问题，经典物理的观测把“实在”局限于人的感官，就是只有人能够看到、摸到的物体才能证实，而现代物理突破了这一点，比如电子、夸克乃至弦，人类永远无法观测到，但是它的效应会被观测到，它的存在能够让整个理论奏效，所以就可以证为真实——霍金特别说到这个，是因为现代物理有大量违背直觉和常识的结论，他举了光的波粒二重性的例子。在过去，我们的印象里，光应该是像颗小足球一样的粒子，但是著名的干涉性实验证明了光有波的特性，它会进行干涉，违反直觉——这里我解释一下，很多人印象里觉得光的波的特性是许多光子组成了湖水一样的光波，其实并不是这样，而是单个一颗光子就有波的特性，这说明组成物质的极小微粒不具有确定的位置和速度，它是“弥漫”开的，最后，霍金说在量子物理论里：“宇宙并不具有单一的存在或历史，而是每种可能的宇宙版本在所谓量子叠加中同时存在”……
所以霍金写这章，主要是为了给你提个醒，人类过去对真实的概念，对感官的依赖，在现代物理这里已经过时了，事实的真相，只有极其非常规的思维才能把握。
第四章 可择历史
从这一章起，干货越来越多。这一章主要讲的是费恩曼历史求和，这是量子物理发现的一个惊人的事实 ——
不论历史和未来，都是处在一种不确定之中，是各种可能性的综合，再强调一下，这不是哲学，而是科学事实。
首先，霍金谈到的是著名的双缝实验，这个实验的重要性在于，它在人可以直观的情况下突破了我们的直觉，实验很简单——一束光通过一个板，板上有两条缝，按照我们直观的常理，光通过两条缝后应该形成两道光条纹，但事实是形成了几道条纹。（这个实验我自己做过，没成功，后来查了一下，对实验的条件包括缝隙距离等等要求很高，我们做不了，哈哈好傻）；如果光是沿直线行进的粒子，那么结果只能是两道条纹，出现多道条纹，就证明了波粒二象性。想象在水面上，一个一圈一圈的涟漪，通过一个板上的两个缝，之后产生了两个涟漪，两个涟漪互相干涉，到了对面就会形成屏幕上的波纹，也就是说，光通过两个缝，不是用直线通过的，而是用波这种形式通过的。
但就像前面说的，不能把光波想象成许多光子组成的湖水，因为单个光子就形成波，单个光子行进是弥漫过去的，它从A点到B点会有很多的可能性，它可以绕过去，或者从各种匪夷所思的角度过去，但是每一个路径都有个相位（这个词我也还没搞懂），总之，就是直线过去的那个相位倾向于互相加强，而其他的相位倾向于互相抵消，最终直线的可能性最大。这就是光波的真相。
另外一个重要的实验点是，一旦对光的路径进行测量，光波纹就消失了，变成了两条光纹。这说明观测影响了历史。（我自己个人的理解，量子物理的测不准原理的终极意义是——我们的观测本身就会扰动被观测事物，尤其在量子尺度，所以关于这个尺度上的事物是无法完全测准其状态的——所以，这里的观测就是指触碰，也就是，宇宙中的事物或某个系统，在被外界触碰之前，都是处在不确定中的，一旦被触碰，就会把之前的历史确定了下来；在宏观界，这个现象比较难看到，是因为宏观界的物体常被触碰，但是在量子界，比如一颗光子，可以在很久的时间内没有被触碰，所以它的历史一直处在不确定中。）
所以量子物理从这一个实验中，就显示出了完全颠覆我们直觉，颠覆传统物理的惊人的真相。在量子的尺度里，物体在时间中的运动，并不是我们宏观世界里这种直线、连续的运动，而是一种概率型的运动，理论上来说，一颗粒子同时是处在宇宙各个所在的，各种路线都有一定概率，某一些路径的概率最高，就是我们在宏观世界看到的现象保持了一致，在一个量子物体未被触碰干扰前，它的所有路径都处在各个概率中（这超乎了直觉，但是事实，所以才会有双缝实验的波的干涉），也就是，历史并未确定下来，而之后的触碰可以影响历史，未来就更不用说。霍金在这里甚至讲了一个极端的例子，我们测量几十亿光年来的光子，它的路径本来在几十亿年前就该形成，但是直到被我们测量，它才确定了这个选择。
如果我们沉入到微观世界来看这个故事，比如，我向你走来，但是在我走向你的各个方位，都有淡淡的影子，直到你用指尖接触了我，那些影子才塌缩，有一些影子互相抵消，其中路最可能的路线上的影子逐渐加强，你才知道我从哪条路上来的，但在你触碰我之前，我都处在这一群分身状态当中。
为什么在宏观世界看不到这个效应？这一方面跟后面的弦论里讲的，在宏观的4个维度之外，还有7个维度蜷曲起来有关；另外一方面，我自己的理解，在量子世界里，量子物体的运行中很少碰到其他物体的干扰，但是在量子物体极大量集聚形成宏观物体后，彼此的碰触和干扰就极多，所以各种概率波不断的塌缩成现实状态，在我们人类的肉眼当中，就难以看到这些奇景了。
第五章 万物理论
这一章非常辽阔。
一口气从法拉第的电磁理论（还属于牛顿时代，不过也是为牛顿时代敲响了丧钟），横跨到了相对论（爱因斯坦时代），继而到量子物理时代，在这里量子物理和爱因斯坦共管了一段时间，在微小范畴中量子物理奏效，在宏观物理范畴爱因斯坦奏效，但最终都归于弦理论和超引力理论时代，最终就即将抵达M理论时代。1、牛顿时代
2、爱因斯坦时代 3、量子物理时代 4、弦理论时代
5、M理论时代 ——
这章飞跃了物理界的5个朝代，而它的主线就是——力。
自然界中的4种力——万有引力、电磁力、强核力（把中子和质子捆起来，以及把组成中子和质子的夸克捆起来，核能）、弱核力（导致放射性），所谓力就是物体和物体之间的直接物理作用——拉近和推远，而物理界纠结的就在于，这些力虽然是力，但是无法把他们用一种模式解释，物理学家觉得它们都是物质间的超距离作用，本底机制应该是一样的，龙生九子各不相同，4种力都应该是兄弟姐妹，但它们太不相似，从经典物理到相对论乃至量子物理，都没有给出满意的解答。
首先讲电磁理论，屌丝逆袭的法拉第发现了两件事：1、电和磁其实是一体的。2、电磁是在“场”中作用的。对于第二点，其实我们后来会知道，“场”只是个近似的模拟，并不完全是事实。法拉第之后有了麦克斯韦，因为法拉第数学比较烂，所以麦克斯韦完成了把电磁学理论化数学化的过程——这里就引发了一个重要的问题，在麦克斯韦的方程中，有一个电磁波的速度。这导致了什么呢，因为在过去的物理方程里，某事物的速度不可能是个常数，因为它必须有参照系，同样的运动相对于不同物体速度是不同的，麦克韦斯居然推导出电磁波有一个固定速度——这件事导致了牛顿时代的终结。虽然牛顿朝的大臣们挣扎了很久，比如说要求电磁波相对“以太”（就是想象出来的遍布宇宙的隐形蜘蛛网）速度恒定，但测量来测量去测量不出来，他们吃惊的发现——光速（也即电磁波），对所有物体都是一样的，这实在违反直觉，我们都认为，一个运动物体上如果叠加速度，就会更快，反之更慢，比如在光速火箭上发射光，难道不是两倍光速吗，为什么竟然是一样的？
这时瑞士专利局员工爱因斯坦先生站出来说：这是因为时间和空间是相对的，同一个物理过程，不同的观察者观察到的路程不一样，但我们过去认为我们是在同一时间框架下的，所以默认这个过程所用的时间是一样的，因此我们以为我们观察到的速度会不同；但是，如果时间也是可变的，那么相同的光速就是可行的。另外，光速不变的本质，其实是宇宙最快的速度不可超越，后面我们会讲到，万有引力的传输速度也是光速，所以光速其实不只是光速，而是携带力和能量的玻色子必须是第一速度——因为它是没有质量的。
爱因斯坦从光速恒定推导出最惊人的结论，就是时间不绝对，也就是所有的物体都各自带了个钟，而这个钟走的快慢是不一样的，移动的更快的物体，所经历的时间会更短。
所以爱因斯坦理论进展的核心就是——“时空”，他论证了时间是相对的，并且它和空间融合在一起，成为了第四个维度——在此插一段讲讲维度，一维是线、二维是面、三维是体，这我们都知道，0维是点，无数的点组成了一维的线，无数的线组成了二维的面，无数的面组成了三维的体，那么四维是什么？按此推理，就是无数的体，所以三维物体就动了起来，形成了无数的三维体，这就是时间，想象我们自己，当我们静止的时候，就是一个三维的体，而我们的一生就形成了一个三维体绵延成的长蛇一样的形状，这就是第四维；在物理世界里，这几个维都不是抽象的，比如就有“点粒子”，而弦理论里面，亚原子就是一维的能量弦组成的，而且宇宙也不止四个维度，而是十一个维度，这些后面再讲。
爱因斯坦的时空论还有一个缺口，就是引力问题，因为他打破了牛顿力学的时空关系，牛顿计算引力时，必须两个物体处在同一时间条件下才成立，但是爱因斯坦的时空中，两个物体各自带时钟，所以牛顿的引力方程就被打破了，爱因斯坦于是发展出自己的引力理论，他的引力论是——引力的本质，是物体的质量在时空中形成的曲率造成的路线偏移。打个比方，在台球桌上，放一个巨大的铅球，铅球在平坦的台球桌上压出一个大坑，把铅球拿走，经过这个大坑的台球，就必须沿着坑底的曲线走，想象太阳就是这样一个铅球，在宇宙中砸出大坑，路过的地球本来是直线走，但在这里遇到时空的曲率，然后它运动的最短距离就变成了围绕太阳旋转。爱因斯坦的引力论比牛顿是有进步的，在实验上也更精确，但是它没有把其他力统一在一起，在之后又会被量子物理和弦论取代。
其实说起从牛顿到爱因斯坦到量子物理以致弦论、M理论，其实就是一个不断往细微里看的过程，牛顿和爱因斯坦只看到了原子、分子这个层次，而量子物理看到了亚原子（就是比原子还小的颗粒）这个层次，而弦论看到了构成亚原子的是一维的能量弦，最终M理论看到了膜。
量子物理首先解决的是电磁力的真相，我们之前说过，法拉第认为电磁是通过场来传递力的，但是量子物理揭示的，是力是“微粒的交换”，就比如，我要给你电磁力，就是我向你扔一颗乒乓球，扔球时我感受到一个后坐力，而你接到球，我们就同时被作用了，物质有两种粒子，一种是玻色子，一种是费米子，传递力的就是费米子——光子就是一种玻色子，这就是QED——量子电动力学的基础。比如电磁力，就是两个电子之间交换了光子，再加上费恩曼的历史求和理论，费恩曼据此做了费恩曼图，描述这一过程可能有的方式——费恩曼图是无穷的，具体过程比较繁复，基本的含义就是可以用数学的方式去计算电磁力运行的方式，再通过“重正化”，去除一些不可能的无限大无限小，最终得出的结论精确的符合了预测，这就是费恩曼历史求和的精神——两者之间可能的路径无限，而最终有一些可能的结果，每种结果有相应的概率；这种方法在索罗斯的投资理念里其实有深刻的体现，用数学去精确总括所有的可能性，收益大小与概率和风险大小与概率，最终以帮助决策。
然后量子物理试图用一个统一框架去统一其他的力，取得了一定成效，比如论证原子内部的力，中子和质子都由三个夸克组成，这其中的“色”“正反”什么的过于繁杂不用理它，三个夸克有个性质，就是像橡皮筋连住一样，拉开越远越向中间牵扯，靠近就比较舒服等等，但这些理论都并不完整，并且不能包括引力。
量子物理建立引力理论是困难的，是因为按照量子物理的推论会导致不存在真空，从而导致宇宙中充满无限能量，并且将整个宇宙弯曲了起来，这是不可能的；具体的推导过程——测不准原理导致某空间的速率和大小不能同时为零，而这就要求空间要不断的波动，不断的波动又要求有虚粒子对不断出现并淹没，而虚粒子对就必须有能量，从而整个宇宙的能量成为无限。你不用昏，我也没完全搞懂，但大致的逻辑是这样的。
接着出现了超对称性理论，核心是说一个力粒子和一个物质粒子相对应，据此就能解决无限问题。
最后，出现了弦理论，弦理论的核心是，最小的物质粒子，都是一些一维的能量弦，这些弦有不同的振动方式，就形成了不同的粒子，从而它又要求有10维的时空，从这里发展出了5种弦论——最终，M理论统一了这五种弦论，也把引力囊括了进去，完成了统一。
好吧，在这里我要总结，也是剧透一下——M理论。
按照M理论，在我们的宇宙之外，还有无限的宇宙，这些宇宙就像水果里的蒸汽泡一样，不断的创生、毁灭，每一个宇宙的本身是“膜”，各个宇宙膜，就像面包里的片一样，会碰撞，想象巨大的薄膜漂浮着，我们宇宙的诞生，是因为两个宇宙膜碰撞，于是撞成的碎片，形成了今天的各种物质，在我们的世界一厘米处，就是另外一个和我们碰撞的影子宇宙，我们的整个宇宙，是一个巨大的三维膜，想象一个泳池，泳池里的水就是膜，我们在其中运动而浑然不觉。因为宇宙有11维空间，除了4个维度的“外空间”外，其他都卷缩进了“内空间”，这些维度的卷缩方式有10的500次方之多，每一种就决定了这个宇宙的表观定律——比如它的空间是什么样，有什么样的粒子，粒子之间如何作用。我们宇宙所有的物质，最基本的粒子，都是一些振动着的能量弦，这些弦是一维的，没有宽度高度，只有长度，它分为开弦和闭弦，开弦是一个线段，闭弦是一个圈，它们不同的振动方式，让它们形成了不同的“粒子”，并有不同的作用；M理论解决引力问题，引力跟电磁力一样，也是粒子交换引起的，但是本来像引力这样的力，会非常强大，不像现在这么弱（比如我们拿起一颗苹果，凭我们的一双手就能和地球对抗，这难以想象），M理论的解答是，引力子是“闭弦”，开弦就像两头有胶的带子，会粘在宇宙的三维膜上，而闭弦没有两端，所以大部分会脱落，进入到我们和影子宇宙之间的地带，所以解决了引力过小的问题（我认为也解决了量子物理说的空间无限能量的问题）——这就是至今以来，被认为是最接近真相的大一统理论。
说到这里，我自己的感触，研究高等物理有两种收益，第一个是改变观念，量子物理乃至M理论的四维，这些超出常识但是是真实的四维方式，会通过一种我们意想不到的方式改变我们在现实生活和事业当中的行为方式，从而产生巨大的不同效果，第二是，科学的思维模式，其预设、推论、验证的方式，值得参证。第三是什么也不为，世界的真相太诡异也太美了！
第六章 选择宇宙
这一章的主题是“回忆”，回忆是为了追问，宇宙为什么选择成为现在这个样子。我们沿着时间长河向前追溯，追溯到大爆炸，再到暴胀，再到时间还未出现的时候，一直到多重宇宙；
这里备注一下：暴胀是大爆炸最早的一个阶段，就像它的名字，是非常极端的膨胀过程，因为这个过程超过了光速，就像A股，大盘现在限定每天只能涨10%，但A股刚诞生时，0.01秒就达到1000点，爱因斯坦的广义相对论失效了，因为这个阶段要求空间展开、热的传播都超过了光速，让宇宙一瞬间就有了天地之大，具体的尺度应该是，在不到1分钟的时间里，宇宙的直径达到1600万亿公里
另外，M理论已经解释过，大爆炸开始的原因，是两个“宇宙膜”的碰撞，你可以想象挂在一起的两个床单被风吹到了一起，这个和我们的宇宙相碰撞的“影子宇宙”只在我们世界旁边，但是只有重力的引力子才能到达那里——因为引力子是闭弦——就是指引力子是个环状的能量弦，它不像开弦那样有两端可以粘在我们这个宇宙的三维膜上，所以它可以脱落到影子宇宙那里去。在我们这个宇宙之外，还有无穷的宇宙，它们的物理定律和我们不同，绝大多数都不允许生命和智慧存在。
首先，回顾历史，我们一直在试图追问——宇宙的时间是否有开端，对这个问题有两个答案，但都会形成悖论，第一、宇宙有开端，宗教上的解释是，宇宙由上帝在某一时刻创生，其哲学悖论是——假如时间的开端是一堵墙，那么墙的那边是什么？第二、时间无开端，但是假如宇宙一直以来就是如此，我们就会遇到很多困难，其中一个就是——天空应该充满了光，因为如果宇宙无始无终，也即不在膨胀，那么无限的恒星的光芒都将抵达地球，我们的整个天空都会被光照耀，但这并没有出现。
解决这个问题的人是哈勃，他观测到几乎所有的星系都在远离我们，按照速度计算，137亿年前，所有的物体都在同一个出发点，因此证明了宇宙正在膨胀，并且在初始时有一次大爆炸。宇宙的膨胀是这样的，一个星系——比如我们的银河系，它由引力维系并不膨胀，膨胀发生在两个星系之间，想象一个气球，气球上画了很多点，这些点就是星系，吹胀气球，上面所有的点都彼此远离，离得越远，远离的速度越快，最远的星系远离的速度已经接近光速。
而由此向前追溯，在某一个界限里，相对论是可以解释的，但到了某个限度之内，相对论就不能解释了，因为相对论推导出在大爆炸的初期，这里的温度、密度、曲率是无限的，就像在黑洞中心，在这里，相对论的物理定律都失效了，而且时间到此为止，相对论无法“看透”这个黑暗，所以必须有其他的理论来诠释。另外，目前的宇宙现况要求，早期应该有一个“暴胀”的时期，因为现在的宇宙的整体均匀特性和局部不均匀特性，都要求有这么个时期。我个人理解，在暴胀这个阶段，时间还没有出现，时间是在暴胀之后出现的，而在暴胀的时期，时间是未展开的状态，和空间一样被弯曲起来了，随后讲。
霍金在这里花了两页的篇幅来讲解时间、空间的弯曲，因为在暴胀的时期，时间的这个维度和空间的三个维度是融合在一起并被弯曲起来的
，所以它可以突破光速来膨胀，因为正常意义上的时间还不存在，所以没有光速的限制，你就想象，这时的宇宙是新生儿，分娩出来后还没有呼吸，暴胀之后时间展开，就像第一声啼哭，但分娩的时候，时间还是卷起来的。
所谓时空的弯曲，空间在我们的想象中应该是平坦的，但是有质量的物体就会造成空间的弯曲，你可以想象，一个透明的巨大的果冻，这就是三维空间，在里面放一个葡萄干，果冻在葡萄干的位置就皱缩了起来，有质量物体在空间中引起的空间弯曲，就像这种皱缩，它的作用是“拖”，它能够拖远路程，也能够拖慢时间，其他运动物体经过空间弯曲时，就像走路掉进窨井洞再爬上来，让原来的路程增加了，时间也类似，你想象路过一个人，他就用手拽住你，让你前进的速度变慢——所以，物理学里，如果想向未来旅行，有两个方法，其中一个是快速运动，另外一个就是找到一个大质量物体，比如一个黑洞，绕着它运行，让它拖慢时间。讲这些是为了说明两个问题：1、时间是“无边界闭合”的；2、时间在大爆炸早期可以和空间一样卷曲起来。
这里来讲一下，什么叫无边界闭合，想象一下，假如我们是二维世界的生物，生活在一个球面上，我们以为自己生活在一个巨大的平面里，但是不知道这个平面被弯曲成球，我们向着一个方向不断的前进，突然发现自己回到了起点，这个球面，既是无限的，又是有限的，任何一点都可以是中心，没有哪里可以当作边界，这个就叫“无边界闭合”；把这个二维的故事扩展成三维，就是我们的宇宙，我们在宇宙中，向着一个方向不断前进，也会回到起点，因为三维的空间，也像二维球面一样被弯曲了，推而广之，第四维——时间，也是一样，它也是“无边界闭合”的，虽然时间有些特殊，好像是在一个直线上前进，在我们的想象中，它应该一直追溯到一个线段的一个端口，这个端口旁写着一个牌子“时间从此开始”，但更真实的比喻，它应该像地球的南极，之后的时间发展，就像维度一样，一圈一圈从南极出发往赤道方向发展，但是当你到了南极，你发现它也只是曲面上的一个点，和地球上的任何一点都没有不同。就是我们认为宇宙要从起初的A点运行到今天的B点，但这个A点其实并不存在。刚刚说过空间和时间可以被大质量物体弯曲，那么能够弯曲到什么程度呢，刚刚举的例子，对空间的弯曲，可以像人走路掉进窨井，对时间的弯曲，可以像走路过程中被人拽住，那么极端的情况下，就像在黑洞中，掉进的不是窨井而是无底洞，被人拽住没有挣脱，而是被彻底定住，这就是空间和时间被彻底弯曲起来，也是发生在极早期，在宇宙时间诞生之前的事。
最后，我们回到之前讲过的费恩曼历史求和，费恩曼历史求和要求，我们的宇宙是所有可能概率的历史并存，叠加的结果。
宇宙的真相是，在我们宇宙之外，还有其他宇宙，这些宇宙都像热水中的气泡一样，不断的出生或湮灭，初始的设定，就是11个维度和能量，不同的宇宙用这些基本条件做不同的搭建，搭建成各种模式，都有可能的概率；有一些宇宙，除了三维和时间维度外，其他的维度也可能在大尺度上打开，有一些和我们一样，打开了4个维度，其他的在一个小的空间里蜷缩起来，而这些蜷缩的方式不一样，就会形成不同的物理定律、不同的粒子、不同的世界，有一些经历了暴胀，有一些没有。所有这一切都在不断的发生，都有可能。
经历了暴胀对于我们来说非常美好，因为只有这个过程，才能让我们的宇宙在大尺度上均匀，又有一定程度的不均匀，能够让一部分物质慢慢的聚集在一起形成星系，才有了允许生命出现的条件。
回顾一下费恩曼历史求和，和我们之前做过的双缝实验，这个实验告诉我们，光子从A点运行到B点，是弥漫过去的，各种路径都有概率波，这些波叠加，才形成了干涉。我曾经比喻过，就像我向你走来，但是有各种各样的影子在周边出现，直到你触碰了我，我才能确定了我的历史路径。宇宙也是一样，只是因为上述我们的推论，宇宙没有A这个确定的点，所以，它有各种可能的起点，蔓延到今天，而因为今天，我们的此时此刻，也并不是确定的状态，想象一下，我们的微观世界里，电子突然在轨道消失，又突然出现，或者同时存在于几个地方，所以A点（开始）有无数个，B点（此刻）也有无数个，所以宇宙的历史并不确定，整个时间线都在震动当中，只是有一些状态的概率值更高，而当我们观测了一个状态，回溯它的路径，这个物体或事件的历史才确定下来，就像我们之前说过的实验，一束从几十亿年前射来的光，在我们不观测时，它可以形成双缝实验的多条条纹，证明它的历史在不确定中，但我们观测（触碰）后，多条条纹变成了两条，它的历史才确定下来，也就是说我们在今天通过观测来影响了历史。
第七章 表观奇迹
第八章 伟大设计
第七章比较简单，就把它和第八章合在一起讲，这两章中真正的干货，其实就是第八章最后一段，讲“真空”的本质的那段，其他的都比较好理解。
第七章其实一句话就讲完了，或者一个词就讲完了——“弱人择”。
所谓弱人择就是，为什么宇宙是这样的适应人类存在？答案是：因为只有这样适应人类存在，才会有人类来思考和问以上的问题，如果不适应人类存在，就根本不会有这个问题。
把这个问题扩展开来——首先从我们脚下的地球说起，最近有部很红的科幻小说，叫《三体》，说的是在银河系离我们不远的地方，有一颗有生命的行星，它的恒星系统中有三颗恒星，，三颗恒星的运行方式无法预测，这就造成了行星的轨道多变，气候极其不稳定，所以这颗行星上的生物都有脱水功能，在行星气候适合生存时再吸水复活……其实正常而言，两颗恒星的系统中的行星就已经无法让生物存在了，地球只有一颗太阳，所以非常幸运，更幸运的是太阳的大小也很合适，地球的离心率只有2%，也就是它的轨迹相当接近圆形，这就保证了我们的四季温差不会太夸张，地球离太阳的距离也非常合适……一系列的好运气才导致了地球上的生物出现，最终我们出现。
再把目光推远，我们的好运不止于此，从大爆炸开始，宇宙的均匀度和1/100000的密度波动，一直到各种粒子的组成、各种定律的数值等等等等就不多说了……都非常巧合、精确的允许智慧生命出现，这些数值中有一点点波动，宇宙就会是另一幅样子，或者就是一大锅光子组成的粥，或者就是空旷荒凉物质无法聚合，等等，一切都好像是精心的设计出来，让人类出现的；这种巧合程度就好像，比如我们来到一个外星球，看到地面有一座建筑，建筑设计得非常精妙，有浮雕，有门窗，有座椅……我们唯一的推断就是，这一定是人设计出来的；因此宗教人士推断，必然有上帝存在，不然怎么可能……其实，还是存在另外一种可能的，就是在极大量以致无穷的宇宙当中，有这样一个巧合的宇宙，而这个宇宙中出现的人类，认为自己这么幸运，其实“弱人择”的问题，已经预言了M理论的出现，即要么，我们是无数宇宙中的一个，要么，宇宙不断的创生又湮灭，而其中一个那么巧合的各种数值组合，适合我们来到这里。
第七章讲完。
第八章，第八章有两个有意思的主轴，第一个约翰康威发明的“生命游戏”，第二个是“真空”，开篇时回到全书核心的三个问题——“为何有物存在而非虚无，为何我们会存在，为何是这一组特殊的定律而非其他”，其实也是哲学、宗教、科学在追问的终极问题。
在讲下面内容前，我先把我自己的答案说了吧——对宇宙演化本质模拟的最好的是《周易》，《周易》的起始，是从混沌的“太一”中生出了阴爻阳爻，三个爻组成了一卦，再由八卦而至六十四卦，以致无穷变化……就像周易模拟的一样，宇宙是从空无中自己诞生的，按照爱因斯坦的E=MC2，物质即能量，宇宙存在的实体是能量，而奇妙的是，能量的总和是0，也就是，宇宙在绝对的虚无中，自然开创了正负两种能量，正能量构成了物质，负能量扯开了空间，就像周易的阴阳两爻，再由这最简单的正负，逐渐叠加出无穷的组合，演化出种种的模式、定律，最终形成了现在我们现在浩瀚瑰丽的世界，形成了转过头去追问和思考的智慧。
现在来看约翰康威的“生命游戏”，这个游戏设计的初衷是——给定极简的规则到一个系统中，来看看接下来会发生什么，原理很像我在微博上发的那个《神秘的混沌理论》，http://baidu.ku6.com/watch/03878363111149242044.html?page=videoMultiNeed，可以参见上面这个视频，它的设置是，在一个格子构成的棋盘一样的空间里，每一个格子都有“生死”两种状态，或者你可以说是阴阳，格子互相影响，相邻周边有3个格子的格子活，有太多或太少就会死，就这样简单的规则，给定一个初始态，随着时间推进，它会演化出各种模式，这些模式可以自己复制自己，可以进化，可以吞吃，可以繁衍，有一些固定住了，大多永远在变化中……这就好像在一个二维平面上开创出了一个宇宙，而它迟早会演化出生命和智慧。
用《生命游戏》反观我们真实的物理宇宙，其实情况非常相似。
让我们来看宇宙的基本组成——物质和真空，物质的本质是什么？之前弦理论说过了
，物质的本质就是能量，最基本的粒子，都是振动着的能量弦，这些弦的维度卷曲方式不同，形成了不同的振动方式，构成了各种粒子；那么，真空的本质是什么？其实，真空与物质的本质，就像《生命游戏》里的格子，简而言之，真空是没有被激发的粒子，粒子是被激发了的真空。真空就像《生命游戏》当中，暂时处于“死”或“阴”的状态的格子，而物质则反之，再确切的说——真空是负能量状态的电子海洋；今天先写到这里。
真空是一种低能量的“场”，这种场的本质是能量的海洋，在量子物理里，粒子就是场的激发状态，所以，真空并不是“一无所有”，它是一种存在，想象一下，真空就像一片海洋，它是能量非常稀薄的状态，在某一个区域，能量集聚后，就从海洋里结出晶体——物质粒子，其实所谓“物质”，也只是能量存在的一种状态，就像爱因斯坦的E=MC2，物质等价于能量，物质可以转化成大量的能量，其实在我看来，就像冰挥发成水蒸气，只是形态转变。
在最后，霍金回到了这个终极问题，即宇宙是如何创生的，首先，宇宙的本质是能量的运动，霍金提出一个常数，就是能量的总量，这个能量总量超越时间、空间而存在，如果宇宙是从无中而来，那这个总量就是0。孤立的物体可以有2种能量状态——正的和负的，这里面，物体运动带来正能量，假如物体本身是负能量，那会导致什么结果？就是它可以和“运动”这个正能量自己对冲为0，在宇宙中，物体的运动就不受限制了，它可以随时在各处生灭、出现，但这显然不是我们观察到的样子。所以，宇宙中的物质，以及物质的运动，都是正的能量，然而，要达到整体为0，必须要有负能量来对冲掉，那么这个负能量是谁？就是与运动相反的能量——引力，物质的正能量有向外扩张的冲动，而引力有把它聚合在一起的要求，这种负能量在地球这种尺度上是远远小于正能量的，但是，在恒星这个尺度，就有大量的蕴含，在它塌缩的时候，引力加强，负能量会释放，最终和正能量持平，（另外，据我们之前所说，引力子是闭弦的，它不会附着在我们这个宇宙的三维膜上，它大量的飘落在我们和影子宇宙之间的地方，这也可以视为，大量的负能量遗失在身旁，又时刻以暗物质的形式对宇宙产生作用。）
综上，宇宙的本相非常的简单，就是能量，能量演化出了正负，从无中自我创生，演化出了空间、时间、各种维度以及万物，宇宙又非常繁杂深奥，为什么到处都如此均匀，所有的能量弦都大小一致，为什么定律能够传播开来，让一个宇宙中的所有物质都共同遵守，等等等等，都有待探索；现在物理界最怀抱希望的是M理论，这是一个可以用整体框架统一所有物理问题的理论，但这应该只是一个开始。
