霍金在1988年出版了《時間簡史》，但沒有一定物理學基礎很難真正讀懂。王宇琨、董志道編著的《圖解時間簡史（人人都可以讀懂的霍金）》對原著進行了通俗的闡釋，增配了大量圖片、示意圖、圖解，為*好地理解霍金的思想提供了捷徑。本書在編寫過程中參考了霍金其他幾本著作，使（《時間簡史》在內容上邏輯性和開放性*強，進而條目清楚地羅列出《時間簡史》原著概覽、霍金的生平介紹、對霍金理論的概述分析，以及相應的閱讀導航等內容。在此基礎上刪除了一些純粹技術性的概念，采用簡明有趣的圖解分析，將原書的中心論題通俗化演繹，使這本著作在文本上*加具有核心力。

在霍金的著作中，首先要提到的就是他在1988年 出版的代表作《時間簡史》，這是一部無可爭議的宇 宙學權威著作。 王宇琨、董志道編著的《圖解時間簡史（人人都 可以讀懂的霍金）》中，霍金以淺顯的語言解讀了許 多深奧的宇宙問題，如空間和時間的本質。 時間到底是什麼？時間可逆轉嗎？可以穿越時間 隧道去旅行嗎？宇宙有沒有邊緣？宇宙起源於哪裡， 未來會怎樣？……這些問題困住了眾多的哲學家和科 學家。而在霍金這裡，這些難題迎刃而解。他的《時 間簡史》在科學界、出版界都鼎鼎有名。因為他清晰 地解讀了宇宙學的很多問題，將高深的理論物理學通 俗化，向大眾普及。盡管如此，書中的一些復雜概念 、邏輯關繫還是有些難度，沒有一定物理學基礎很難 真正讀懂，所以說，此書有很大的簡化空間。為此， 《圖解時間簡史（人人都可以讀懂的霍金）》對《時 間簡史》進行了通俗的闡釋，增配了大量圖片、示意 圖、圖解，為更好地理解霍金的思想提供了捷徑，帶 給你一個人人都可以讀懂的霍金！

序言 堅強的輪椅巨人，輝煌的科學巨著
導讀霍金與《時間簡史》
1.霍金：有史以來*傑出的科學家之一
2.霍金的作品：從《時間簡史》到《大設計》
3.量子宇宙論：霍金講述宇宙的由來
第一章 我們的宇宙
1.與生產生活休戚相關：人類開始關注宇宙
2.種種宇宙模型的出現：古希臘的宇宙觀
3.地球是靜止的宇宙中心：16世紀前歐洲的地心說
4.以太陽為中心的宇宙模型：哥白尼的日心說
5.地動說被證實：行星運動三大定律
6.宇宙沒有中心：布魯諾的悲劇
7.地球的能量源是太陽：我們居住在太陽繫
8.離太陽*近的恆星：半人馬座的α星C
9.宇宙的度量單位：光年
10.望遠鏡猶如時間機器：我們看到的是宇宙的過去
11.美麗而神秘的天河：無數恆星的集合
12.一個巨大的鐵餅：銀河繫的形狀和大小
13.為數眾多的旋渦星繫：美麗的獵犬座M51
14.仙女座星雲在銀河繫中嗎：關於仙女座大星繫的爭論
15.使用亮度變化的恆星：測量天體的距離
16.仙女座星雲在銀河繫之外：哈勃的發現
17.宇宙廣闊無垠：到仙女座星繫的距離
18.旋渦星繫、橢圓星繫和不規則星繫：星繫的形狀
19.錯綜復雜的星繫世界：星繫的大小和間距
20.星繫聚集成群：星繫團和超星繫團
21.宇宙空洞的發現：難解的宇宙之謎
22.從照片到CCD：天文學的技術革新
23.向宇宙的盡頭探索：宇宙學的發展
24.巧合還是神奇：金字塔的奧秘
第二章 相對論：空問和時間
1.愛因斯坦：20世紀*偉大的物理學家
2.光速：亙古不變的速度
3.永恆不變：**時間與**空間
4.**空間：一直在找卻沒有找到的空間
5.愛因斯坦之前的解釋：運動中的物體長度會縮小
6.光速不變原理：愛因斯坦的破空之解
7.相對性原理：伽利略提出的相對論
8.四維：時間與空間的集合
9.何謂同時：同時也是相對的
10.鐘表變慢：光速恆定帶來的奇特現像之一
11.測定值會縮小：光速恆定帶來的奇特現像之二
12.驗證時間變慢：穿過大氣層的中微子流
13.再度相逢時誰*年輕：雙子弔詭之謎
14.男孩*年輕：雙子弔詭的解答
專題水桶實驗：牛頓尋找的**空間
第三章 膨脹的宇宙
1.世紀大發現：宇宙在膨脹
2.*初的觀測：斯萊弗的發現
3.光譜分析的應用：光的波長和顏色
4.遠去的聲音會變低：多普勒效應
5.星繫在遠離的證明：紅移和退行速度
6.天文學的****：埃德溫?哈勃
7.越遠的星繫遠離速度越快：哈勃定律
8.為了觀測*遠的星繫：變大的望遠鏡
9.宇宙沒有邊界：無邊的宇宙
10.宇宙沒有中心：我們不在宇宙的中心
11.不斷地加速：空間是怎樣膨脹的
12.所有的星繫重疊在一起：*初的宇宙很小
13.宇宙的起源：**性的宇宙
14.地球比宇宙*古老：宇宙的年齡
15.哈勃的錯誤：兩種造父變星
16.以光速遠離的星繫：人類看不到的宇宙
17.宇宙會永遠膨脹嗎：宇宙的未來
18.熱寂還是大坍塌：宇宙的終結
19.“空蕩蕩”的宇宙：宇宙的物質
20.暗物質發現的經過：扎維奇的發現
第四章 大**、黑洞和宇宙演化
1.宇宙膨脹和光的波長：拉長的光波
2.物質構成的基本單位：原子核和電子
3.原子核的構成：質子和中子
4.制造原子核的能量：湯川秀樹的發現
5.熱宇宙的物質形態：沒有結構的宇宙
6.熱平衡下的均勻溫度：宇宙開始的狀態
7.元素是什麼時候生成的：伽莫夫的困擾
8.大**的閃現：氫彈實驗和伽莫夫
9.從一到無窮大：宇宙開始的3分鐘
10.與大**相對立的理論：穩恆態宇宙模型
11.大**理論的先驅：弗裡德曼和勒梅特
12.電話公司發現的電波噪音：大**理論的證據
13.空中交織著各種電磁波：光波的伙伴
14.電波的溫度：熱輻射
15.電波雜音帶來的諾貝爾獎：關於宇宙背景輻射的兩次獲獎
16.充滿整個宇宙的電磁輻射：宇宙微波背景輻射
17.原子的形成使宇宙透明化：宇宙放晴
18.宇宙開始的波動：COBE的發現
19.由微小的波動引發的：星繫的形成
20.暗物質的重要作用：星繫由暗物質的波動產生
21.*初形成的天體有多大：*初天體的大小之爭
22.*遠的天體類星體：類星體的能量之謎
23.連光也逃不出來的地方：神秘的黑洞
24.類星體的能量之源：活動星繫核模型
25.類星體的探索：恆星誕生於類星體
26.大**之父：伽莫夫的生涯
第五章 宇宙的開始和未來
1.*細微的宇宙開端：質子和中子是否也會瓦解
2.比質子和中子*小的粒子：物質由誇克構成
3.宇宙間的隱者：中微子
4.反物質哪裡去了：磁單極概念的引入
5.大**的又一謎團：磁單極疑難
6.宇宙的勢力範圍：視界疑難
7.解決諸多疑難：暴脹理論的提出
8.什麼是暴脹：暴脹是加速膨脹
9.引起暴脹的原因：與引力相反的作用力
10.恆星、星繫的生成：量子波動引起密度波動
11.探尋暴脹的直接證據：重力波背景輻射
12.創造宇宙的時間：普朗克時間
13.取代粒子的*小存在：超弦理論
14.十維、十一維的時空：膜宇宙論
15.大**以前宇宙就存在：兩種流行的模型
16.未來的宇宙圖景：宇宙加速膨脹
17.地球的未來：彗星向地球傾注而來
18.太陽的未來：*後變成白矮星
19.星繫的未來：恆星從星繫中蒸發
20.星繫的繼續演變：巨大的黑洞
第六章 時間箭頭
1.時間箭頭：時間的單一方向性
2.普遍的物理法則：時間不會從過去流向未來
3.硬幣實驗：過去和未來的區別
4.時間本質：時間是一種可能性的流逝
5.硬幣試驗的發現：熵增大法則
6.兩種狀態：宏觀狀態與微觀狀態
7.玻耳茲曼：深受哲學困擾的物理學家
8.不同的時間箭頭：宇宙論的時間箭頭
專題 意識中的時間：我們如何覺察時間
9.時間指向的標志：熵增大與宇宙創始
10.宇宙創始狀態：宇宙膨脹與收縮
專題 生物賴負熵為：薛定諤與負熵？
11.進化的起源：宇宙的起點
12.彭羅斯的假說：用奇異點區分過去和未來
第七章 蟲洞和時問旅行
1.真的可能嗎：神奇的時間機器
2.封閉的時間軸：時間的特質
3.旋轉黑洞：另一種黑洞
4.時光隧道：連接平行宇宙的通道
5.蟲洞：連接時間的隧道
6.使用蟲洞：時光機器的制造原理
7.宇宙繩：宇宙中的繩狀能源群
8.能源的*低狀態：真空的互相轉換
9.缺口：宇宙繩周圍的時空
10.使用宇宙繩：制造時光機器
11.保存歷史：霍金關於歷史保存的假說
12.反粒子：朝過去行走的粒子
13.使用反物質：相對生成與相對消滅
14.**答案：回答“時光機器可能嗎”
附錄一：我們如何感受空間和時間
附錄二：不可不知的物理名詞

恆星、星繫的生成，量子波動引起密度波動 量子波動 現在人們認知的宇宙有無數的星繫，星繫集結成 群形成星繫團，星繫團聚集形成超星繫團。我們前面 說過，這種構造是在宇宙*初期形成的密度波動成長 起來的結果。但是，又有一個問題相應而生，密度波 動是什麼時候、是怎樣形成的呢？這個疑問長時間來 一直沒有得到解決，而這是暴脹理論可以解開的又一 個謎團。
暴脹是空間爆發式地擴大，即使在空間中存在凸 凹不平的區域，在大範圍內，乍一看去也是平滑的。
可是從微觀世界來看，根據微觀世界的法則——量子 力學可知，在暴脹時會不斷地生成極小的凸凹。量子 力學中所有的量都沒有確定的值，都在不停地波動， 我們將它稱為量子波動。正是這種微小的波動導致密 度波動，恆星和星繫等從而得以產生。
星繫形成 早期宇宙的暴脹真是一件**好的事情。它產生 了一個**巨大的“均勻”的宇宙，卻又不是**均 勻。理論預言，早期宇宙很可能是稍微不均勻的。這 些無規性在從不同方向來的微波背景強度上引起小的 變化。
我們假定產生宇宙斥力的是暗能量，它的能量引 起了宇宙暴脹。暗能量也會因量子波動而在不同地方 能量稍有差別，能量高的地方比能量低的地方膨脹劇 烈，並隨著空間的不斷擴大能量密度變小。暴脹結束 時，生成了能量密度波動。能量密度波動經過長時間 的成長，形成現在的星繫團、超星繫團等宇宙構造。
探尋暴脹的直接證據，重力波背景輻射 暴脹產生重力波 愛因斯坦的廣義相對論中描述，重力是時空的扭 曲。像海面上的波浪一樣，這個時空扭曲在空間中傳 播，就是重力波。用基礎粒子的知識來看，電磁波是 稱為光子的基礎粒子成群運動形成的，而重力波是稱 為重力子的基礎粒子成群運動形成的。
暴脹引起暗能量及其他所有基礎粒子產生量子波 動，重力子也在暴脹時生成。重力子在與其他基礎粒 子的反應上比中微子*強，在暴脹結束後就**不與 其他物質發生反應，而且在以後直到現在仍然不與任 何物質發生反應的持續它的宇宙之旅。這就是充滿宇 宙的重力子背景輻射，我們稱之為重力波背景輻射。
重力波的觀測 科學家們用干涉計來檢測重力波的存在。干涉計 是把激光用半透明鏡片分成兩束光線，讓其各自反射 後返回原點並再次重合的裝置。如果有重力波通過， 兩束光線的路徑長度改變，引起或者不引起光特有的 干涉現像，由此便可以檢測出重力波。如果能發現重 力波背景輻射，它將成為宇宙開始發生過暴脹的直接 證據。
科學家目前面臨的主要問題是，盡管設備已相當 **，但仍無法保證光束不受其他外界因素影響。為 *大限度降低地球引力對實驗產生的影響，防止光線 因激光產生的溫度而改變路徑，科學家們不斷對儀器 進行改進。盡管科學家們至今還沒有找到重力波存在 的直接證據，但他們相信證明重力波的存在隻是時間 問題。P222－224