☆霍金推翻了霍金！科學巨匠霍金最後20年的理論結晶！
☆《紐約時報》暢銷書！《星期日泰晤士報》暢銷書！
☆美國亞馬遜編輯推薦！
☆版權輸出26個國家，《泰晤士報》《觀察家報》《星期日電訊報》《自然》熱評推薦！
☆馬勇、王一、尹傳紅、田濤、向松祚、江曉原、吳飆、吳家睿、吳岩、陳達飛、陳佳君、苟利軍、林群、周理乾誠意解讀並推薦！
☆英國皇家學會前主席馬丁·裡斯勛爵、劍橋大學丘吉爾學院院士格雷阨姆·保羅·法米洛、加州理工學院物理繫教授肖恩·卡羅爾、加拿大前沿理論物理研究所所長尼爾·圖羅克盛贊！
☆霍金推翻了霍金！理論上的傑出創新——科學巨匠霍金最後二十年的理論結晶！ 《時間起源》介紹了霍金畢生傾盡心血的集大成理論——自上而下的宇宙學觀念，是霍金本人晚年的超越性思考，顛覆了霍金早期也是霍金最知名的作品——在全球賣出2500萬冊《時間簡史》——的觀點。本書由霍金合作20年的最密切的合作者之一、弟子、比利時魯汶大學教授托馬斯·赫托格撰寫。如果霍金還在，那麼這本書的作者欄也會有史蒂芬·霍金的名字。
☆直面人類最深刻的叩問——探討宇宙和時間起源的終極問題：宇宙從何時開始？時間從何時開始？昨天是否有昨天？關於宇宙起源看法的驚人修正，將徹底改變人們看待宇宙和時間起源的方式。作者提出了對宇宙誕生的驚人新視角，將改變我們對自己在宇宙秩序中的位置的看法，本書是霍金留下的最偉大的遺產。也許物理定律並不是一成不變的，而是隨著它們所統治的宇宙的形成而誕生和共同進化的！我們以往從上帝的視角觀察宇宙的角度也許是錯的，宇宙的真正歷史取決於我們探尋它的方式。
☆霍金親傳弟子深情回憶二十餘年合作細節，近距離感受科學巨匠的別樣風範和思想世界。這既是一本講述宇宙起源理論如何誕生的科普著作，也可以看作一部詳實的人物傳記。從劍橋的辦公室到梵蒂岡的演講堂，有自由的學術討論，也能看到科學的頭腦如何在宗教與科學之間的思考甚至平衡……霍金特殊的身體情況和溝通方式世人皆知，而在赫托格細致的回憶視角下，我們能夠看到，在這樣的不便下，一位科學巨人是如何以其對科學的熱愛做出了不凡的事業的。他的風趣幽默，他的活躍與好奇，全都躍然紙上。作者以自己的親身經歷為藍本，表達了對霍金的敬仰與崇拜，讀者也可感受到他們之間濃濃的師生情誼。
☆提出“宇宙全息圖”“自上而下的宇宙學”等全新概念，引領關於時間起源的新一輪討論。在霍金生前在《高能物理學雜志》上發表的最後一篇文章中，霍金和赫托格指出，平行宇宙並沒有那麼多，宇宙是有限且無界的。他們產生了一個革命性的想法：物理定律並不是一成不變的，而是隨著它們所統治的宇宙的形成而誕生和共同進化的。這是具有革命性的“自上而下的宇宙學”，試圖重塑我們對宇宙和生命演化的整體觀念。
☆特別邀請華中科技大學物理學院天文學繫副教授邱濤濤執筆翻譯，並邀請業內眾多專家解讀，隨書附贈專家解讀本，幫助您輕松讀懂前沿宇宙學知識。

這本書絕對讓你耳目一新，有所收獲。
——《泰晤士報》

《時間起源》是一場溫和的論戰，它介紹了一種內容豐富而迷人的理論……你會時而與赫托格的已故導師邊喝茶邊進行睿智的對話，時而遇到一些令人費解的有趣想法，比如時間本身就位於黑洞裡。
——《星期日電訊報》

赫托格的書將帶你領略宇宙的美好，了解宇宙起源的科學。
——《自然》

這是一本關於史蒂芬·霍金留給世人的“最後的遺產”的著作……一本書告訴你宇宙的起源，讓你體會一種聰明的感覺，了解一個古老的關於形而上學問題的可能答案，你還能學會一個新遊戲，收獲這麼多真的很不錯。
——《觀察家報》

打開時間這本書，你能找到第一頁嗎？昨天是否還有昨天？今天如何定義？時間的本質究竟是什麼？這本書講宇宙帶給我們的新啟示，相信讀完之後，你將從全新的角度看待這個世界。
——馬勇  中國社會科學院近代史研究所研究員
霍金已逝，《時間簡史》卻未成絕響。霍金去世前不久，曾說他的研究“是時候寫一本新（科普）書了”。赫托格寫的就是那一本。本書娓娓道來地回顧了支配宇宙學的關鍵物理定律，最終，各種線索交彙於霍金與赫托格關於量子宇宙學的獨到見解，其思辨之深，相信會讓喜歡思考的朋友，無論贊同與否，皆掩卷而思。
——王一  香港科技大學副教授

《時間起源》這部霍金在生命終點所規劃的、由他的合作者托馬斯·赫托格所著述的巨著，其思想體繫之宏闊、邏輯之嚴謹縝密、語言之瑰麗生動，令我卷難釋手，思緒飛馳於浩瀚無邊之廣宇。這本集科學與哲學於一體的科普著作，一定會帶給每一位非專業讀者與我相近的閱讀快感：腦洞大開的同時，你也許會對生命、對人生有一些豁達清朗的頓悟。
——田濤  華為公司管理顧問

霍金的《時間簡史》曾經風靡世界，激發無數人去探求宇宙和時間的奧秘。他的弟子赫托格繼承恩師宏願，出版了《時間起源》，全面介紹了霍金對宇宙和時間起源的最後思考和理論。相信凡是對宇宙和生命的奧秘感興趣的人，都會迫不及待地閱讀本書。
——向松祚  《新經濟學》和《新資本論》作者

這是一本用通俗方式講解宇宙學的著作，雖然它和霍金的《時間簡史》一樣並不容易讓人真正讀懂，但它至少比《時間簡史》提供了更多的信息和相關背景知識，而且發展了霍金先前的想法（這一點在本書中有時是以霍金晚年思想的名義陳述的）。有興趣的讀者如果願意將本書與霍金的《時間簡史》參照閱讀，相信會獲益匪淺。
——江曉原  上海交通大學講席教授科學史與科學文化研究院首任院長

科學能夠帶給人類最偉大的時空想像，建構人類未來的任務也必須在理解時空之謎的基礎上完成。霍金作為一個偉大的科學家和思想家尤其明白這一點。本書借助霍金理論引導出的時空線索，正確闡述了我們跟宇宙之間的關繫。希望這本著作能拓展你的宇宙觀和人生觀，並把你從對當前的焦慮中解放出來。
——吳岩  科幻作家，南方科技大學科學與人類想像力研究中心教授

你是誰？從哪裡來？要到哪裡去？在人類關心的這三個終極問題之下的底層問題涉及對時間起源的思考。作者托馬斯·赫托格清晰介紹了史蒂芬·霍金的最終宇宙理論，讓讀者領略了霍金在其生命晚期對時間起源的全新思考——人類生存在一個量子宇宙中，隻能依靠觀測來認識空間和時間，當人們朝著宇宙開端回溯的時候，物理學定律會發生改變乃至消失，時間也隨之改變乃至成為虛幻。也就是說，時間以及時間之演化源於觀測，都根植於人類與宇宙之關繫。
——吳家睿  中國科學院生物化學與細胞生物學研究所研究員，著有《生物學是什麼》

宇宙的“秩序之美”與其起源時的混沌形成了鮮明對比，從混沌到秩序的演化是宇宙學的“達爾文革命”。從《時間簡史》到《時間起源》，霍金與他的學生赫托格試圖解構這一“悖論”。
——陳達飛  博士，國金證券宏觀分析師

《時間起源》無疑是一本講述科學探索的讀物。這本書深入探討了時間的本質，讓我們跟隨霍金的腳步，透過科學的窗口看向未知的宇宙。這不僅是一本科學著作，也是一本能啟發人們思考生命、宇宙與萬物的哲學讀物。無論你是對科學充滿熱情的探索者，還是對生命和宇宙充滿好奇的讀者，此書都將為你打開一扇通往新知的大門。強烈推薦此書，讓我們一起在霍金的引導下，探索時間的起源，感受科學的魅力。
——苟利軍  中國科學院國家天文臺研究員，中國科學院大學崗位教授

這本書講述了霍金最後的傳奇。它將顛覆我們對宇宙、時間和人類自我的認識，幫助我們理解宇宙是如何起源的、為何我們的宇宙對生命來說剛剛好。在這本書中，我們不但可以讀到宇宙學的起源與前沿研究，還可以看到霍金是如何培養學生的，更可以進一步理解宣稱“哲學死了”的人是如何理解科學與哲學關繫的。任何對霍金著迷、對當代宇宙學發展感興趣、對科學與哲學的關繫感到困惑的人，都不應該錯過這本在最硬核科學中內含人文主義精神的佳作。
——周理乾  上海交通大學哲學繫副教授

這是一本文筆優美、發人深省的書，講述了霍金為理解宇宙而進行的富有遠見的探索。托馬斯·赫托格以局內人的身份，提供了一個引人入勝的觀點。
——尼爾·圖羅克  加拿大前沿理論物理研究所所長

為什麼我們的宇宙是這個樣子？一切是怎麼開始的？它會如何結束？托馬斯·赫托格與史蒂芬·霍金一起探討了這些重要的問題，試圖以一種獨特的視角來看待霍金被禁錮的思想是如何在晚年與越發受限的身體條件做鬥爭，產生驚人的見解的。這本書講述了一個不同尋常的人的故事，他的創作經歷，以及我們目前對宇宙的理解範圍和局限性。
——馬丁·裡斯勛爵  英國皇家學會前任主席，劍橋大學宇宙學和天體物理學名譽教授

這是一本文筆優美、發人深省的書，講述了霍金為理解宇宙而進行的富有遠見的探索。托馬斯·赫托格以局內人的身份，提供了一個引人入勝的觀點。
——尼爾·圖羅克  加拿大前沿理論物理研究所所長

史蒂芬·霍金的最終理論在這本非常通俗易懂的書中得到了清晰的解釋。作者托馬斯·赫托格是霍金最親密的合作者之一，他生動地向我們展示了霍金既是一位傑出的物理學家，又是一個異常堅定的人。
——格雷阨姆·保羅·法梅洛  劍橋大學丘吉爾學院院士，著有《量子怪纔：保羅·狄拉克傳》

第1章 沒有昨日：宇宙膨脹的發現

有這樣一個事實可能會構成一個奇妙的比喻：即使是最大的望遠鏡，其目鏡也不能大過人類的眼睛。（英、德文意同）。
——路德維希•維特根斯坦，《文化與價值》

20世紀90年代末是宇宙學發現的黃金十年之巔峰。在長期以來一直被視為一個天馬行空的領域之後，宇宙學——這門敢於在整體上研究宇宙起源、演化和命運的科學——終於成熟了。精密的衛星和地面儀器給出了令人注目的觀測結果，這讓全世界的科學家都為此感到興奮不已。這些觀測正在改變我們對宇宙的認知，就好像宇宙在和我們交談一樣。對理論家來說，這是對現實世界的一個非常重大的檢驗，這告訴他們要把握好自己的推斷，使自己模型的預言變得更加翔實。
在宇宙學中，我們會去發現過去的事情。宇宙學家們是時間的旅行者，而望遠鏡就是他們的時光機。當我們觀察深空時，我們會回溯到時間深處，因為來自遙遠恆星和星繫的光傳播了數百萬年甚至數十億年纔能到達我們。早在1927年，比利時牧師兼天文學家喬治·勒梅特（Georges Lemaître）就曾預言，若考慮如此長的時間範圍，在此範圍內空間是會膨脹的。但直到20世紀90年代，先進的望遠鏡技術纔使得追蹤宇宙膨脹的歷史成為可能。
這段歷史讓人感到有些意外。例如，在1998年天文學家發現，大約50億年前，空間的擴張已經開始加速，可是所有已知的物質形式都會互相吸引，因此擴張速度應該減緩。從那以後，物理學家們一直在想，這種奇怪的宇宙加速度是否是由愛因斯坦的宇宙學常數驅動的。這是一種看不見的、類似以太的暗能量，它會導致引力相互排斥而不是吸引。一位天文學家打趣說，宇宙看起來就像洛杉磯：有三分之一的物質、三分之二的能量。
顯然，如果宇宙現在正在膨脹，那麼它在過去一定更加受擠壓。如果你倒推宇宙歷史——當然，這隻是一個數學練習——你就會發現，所有的物質曾經都非常密集地聚集在一起，而且非常熱，因為當物質被擠壓在一起時會發熱並產生輻射。這種原始狀態被稱為熱大爆炸。自上世紀90年代黃金時期以來的天文學觀測已經將宇宙的年齡——即從大爆炸時刻起流逝的時間——定為138億年，誤差範圍是2000萬年。
出於對宇宙誕生之謎的好奇，歐洲航天局（ESA）於2009年5月發射了一顆衛星，以完成有史以來最詳細、最雄心勃勃的夜空掃描。它的目標是尋找大爆炸遺留下來的熱輻射中的一種神秘的漲落模式。宇宙誕生時產生的熱量在不斷膨脹的宇宙中旅行了138億年之後，今天到達我們的時候是非常低的：2.725 K，約-270攝氏度。在這個溫度下，輻射主要位於電磁波譜的微波波段，因此殘餘的熱量被稱為宇宙微波背景輻射或CMB輻射。
 
 
圖2:由歐洲航天局的普朗克衛星拍攝的熱大爆炸餘暉的天圖，以量子先驅馬克斯·普朗克的名字命名。不同灰度的斑點代表了古老的宇宙微波輻射從天空不同方向到達我們時的輕微溫度變化。乍一看，這些漲落似乎是隨機的，但一項密切相關的研究表明，圖上不同區域之間存在著相互聯繫的模式。通過這些研究，宇宙學家可以重建宇宙的膨脹歷史，以模擬星繫的形成，甚至預測其未來。

歐空局在捕捉古老熱量方面的努力在2013年達到頂峰，當時世界各大報紙的頭版上都出現了一幅類似點彩畫的奇特斑點圖像。圖2再現了這幅圖像，它顯示了整個天空的投影，由數百萬像素組成，這些像素代表了空間中不同方向的殘餘CMB輻射的溫度。對CMB輻射如此詳細的觀測提供了大爆炸後38萬年宇宙樣貌的快照，當時宇宙已經冷卻到幾千度，冷到足以將原始輻射釋放出來。從那時起，原始輻射在宇宙中便一直暢通無阻了。
CMB的天圖證實，大爆炸的殘餘熱量幾乎均勻分布在整個空間，盡管不是完全均勻。圖像中的斑點實際上代表了微小的溫度變化，即不超過十萬分之一度的微小漲落。這些微小的變化，無論多麼微小，都至關重要，因為它們刻畫了最終形成星繫的種子。如果熱大爆炸在任何地方都是完全均勻的，今天的星繫也將不復存在。
這幅古老的CMB快照代表著我們的宇宙學視界：我們無法往回看得更遠了。但是，我們可以從宇宙學理論中收集到一些關於更早時期宇宙運行過程的一些信息。正如古生物學家從化石中了解到地球上的生命曾經是什麼樣子一樣，宇宙學家可以通過破譯刻印在這些漲落“化石”中的模式，將這張餘熱圖拓印在天空之前可能發生的事情拼湊起來。這就把CMB變成了一塊宇宙學的羅塞塔石碑，使我們能夠追溯宇宙更早的歷史，甚至可以追溯到宇宙誕生後的一秒鐘。
而我們從中學到的東西也很有趣。正如我們將在第4章中看到的，CMB輻射的溫度變化表明，一開始宇宙快速膨脹，然後減速，而最近（大約50億年前）又開始加速。在深時間和深空間尺度上，減速似乎反倒成了一種例外，而不是規律。這是宇宙中看似偶然的對生命體友好的特性之一，因為隻有在緩慢的宇宙中，物質纔會聚集並形成星繫。如果不是在過去的膨脹過程中出現了長時間的近乎停頓，那也不會有星繫和恆星，也就不會有生命。
實際上，在最初幾次將我們存在的條件納入到現代宇宙學考量的時候，有一次是以宇宙的膨脹歷史這一問題為中心的。這一時刻發生在20世紀30年代初，當時勒梅特在他的一本紫色筆記本上描繪了一個他所謂的“躊躇”的宇宙，它的膨脹歷史很像一次顛簸之旅，70年後的觀測也將給出該行為*（見彩色插圖3）。考慮到宇宙的可居住性，勒梅特接受了宇宙在膨脹過程中長時間停頓這一想法。他知道，對附近星繫的天文觀測表明，最近星繫的膨脹率很高。但當他以同樣的速度回溯宇宙的演化時，他發現這些星繫在不超過10億年前一定會相互重疊在一起。當然，這是不可能的，因為地球和太陽比這個年份古老得多。為了避免宇宙歷史和太陽繫歷史之間的明顯衝突，他設想了一個膨脹非常緩慢的中間時代，給恆星、行星和生命以發展的時間。
（*勒梅特經常在筆記本的一頭寫下科學見解，在另一頭寫下精神上的反思，並在中間留下幾頁空白，似乎是為了避免不必要地將科學和宗教混在一起。）
自勒梅特開創性工作以來的幾十年裡，物理學家們不斷邂逅更多這樣的“幸福巧合”。從原子和分子的行為到最大尺度的宇宙結構，如果宇宙的任何基本物理性質發生哪怕一個微小的變化，它的可居住性都會大打問號。
比如說引力，這個塑造和支配起大尺度宇宙的作用力。引力是極弱的；它需要地球的質量剛剛好，可以保持我們的腳站在地面上。但是，如果引力再強一點的話，恆星會更加明亮，因此也會在更年輕的時候消亡，沒有時間讓復雜的生命在任何一顆被其熱量加熱的軌道行星上進化。
再比如說大爆炸餘暉輻射溫度十萬分之一的微小變化。如果這些變化稍大一點，比如說萬分之一，宇宙結構的種子大部分都將成長為巨大的黑洞，而不是擁有豐富恆星的宜居星繫。相反，若是更微小的變化——一百萬分之一或更小——也不會產生任何星繫。熱大爆炸則恰到好處，它以某種方式將宇宙帶上了一條對生命體極其友好的道路，而結果直到幾十億年後纔會顯現出來。為什麼會這樣？
這種宇宙中幸福巧合的其他例子比比皆是。我們生活的宇宙有三個大的空間維度。三這個數有什麼特別之處嗎？是的。哪怕再增加一個空間維度就會使原子和行星軌道變得不穩定。地球將螺旋式地進入太陽，而不是在其周圍的穩定軌道上按部就班地運行。具有五個或更多大空間維度的宇宙存在更大的問題。另一方面，隻有兩個空間維度的世界可能無法為復雜繫統提供足夠的存活空間，如圖3所示。三維空間對生命體來說似乎剛好合適。
圖3。在隻有二維空間的宇宙中，生命似乎很難形成，更不用說維持了。平常的狩獵和進食方式都行不通。

此外，這種對生命不可思議的適應性還延伸到了宇宙的化學性質，這些化學性質是由基本粒子以及它們之間作用力的性質決定的。例如，中子比質子要重一點，中子與質子的質量比為1.0014。如果相反，則宇宙中的所有質子都會在大爆炸後不久衰變為中子。但是沒有質子就沒有原子核，因此就沒有原子，也就不會產生化學結構。
另一個例子是恆星中碳的產生。就我們所知，碳對生命至關重要。但宇宙並非生來就有碳，相反，碳是在恆星內部發生的核聚變中形成的。20世紀50年代，英國宇宙學家弗雷德·霍伊爾（Fred Hoyle）指出，恆星中由氦到碳的高效合成取決於束縛原子核的強核力和電磁力之間的微妙平衡。如果強力再強一點兒或是弱一點兒——哪怕隻有百分之幾——那麼核子的束縛能就會發生變化，危及碳的結合，從而危及碳基生命的形成。霍伊爾覺得這太奇怪了，以至於他說宇宙看起來就像一個“騙局”，仿佛“一個超級智慧體在物理、化學和生物方面都在搗鬼”。1
但在這些造就生命的精細調節中，最令人感到不解的是暗能量方面。我們測量到的暗能量密度值非常小，竟然是許多物理學家認為較自然的數值的10^(-123)倍。然而，正是因為這麼小，使得宇宙在暗能量能夠聚集足夠的力量加速其膨脹之前“躊躇”了大約80億年。早在1987年，史蒂文·溫伯格（Steven Weinberg）就指出，如果暗能量密度稍微大一點，比如說是較自然的數值的10^(-121)倍，那麼它的排斥效應就會更強，而且會更早出現，又會將宇宙形成星繫的機會拒之門外。2
簡言之，正如斯蒂芬在我們的第一次談話中強調的那樣，宇宙似乎是為了讓生命成為可能而設計的。著名作家、理論物理學家保羅·戴維斯（Paul Davies）在談到宇宙的“金發女孩”因素時說：“就像金發女孩和三隻熊的故事中的粥一樣，宇宙在許多有趣的方面似乎‘正好’適合生命。”3雖然這並不意味著宇宙就應該充滿生命，但這些使它變得宜居的審慎的調節決不是這個世界表面上的性質。相反，它們深深地銘刻在物理定律的數學形式中。一大批粒子的質量和性質，支配它們相互作用的力，甚至宇宙的整體組成——所有這些似乎都是為支持某種形式的生命而量身定做的——反映了用以定義物理學家所稱的自然法則的數學關繫的特定特征。因此，宇宙學中的設計之謎在於，物理學的基本定律似乎是專門為促進生命的出現而設計的。似乎有一個隱藏的密謀在起作用，它將我們的存在與宇宙運行的基本規則編織在一起。這看起來不可思議。然而事實就是這樣！這個密謀究竟是什麼呢？
現在，我應該強調，對於理論物理學家來說，這是一個非比尋常的難題。通常，物理學家使用自然法則來描述各種現像或預測實驗結果。他們還試圖推廣現有的法則，以便將更廣泛的自然現像納入其範圍。但關於設計的這些問題讓我們走上了一條截然不同的道路。它們促使我們反思這些法則的深層本質，以及我們如何與它們的方案相符合。現代宇宙學的令人激動之處在於，它提供了一個科學框架，在這個框架中，我們有望闡明這一最大的謎團。因為宇宙學是物理學的這樣一個領域，在這裡，我們試圖解決的問題的內在一部分就是我們自己。