《时间简史》讲述是探索时间和空间核心秘密的故事，是关于宇宙本性的最前沿知识，包括我们的宇宙图像、空间和时间、膨胀的宇宙不确定性原理、基本粒子和自然的力、黑洞、黑洞不是这么黑、时间箭头等内容。
霍金在《时间简史》中介绍了20世纪物理学的基础知识，涵盖范围很广，从相对论到量子力学，从宇宙膨胀到基本粒子，从黑洞到虫洞，霍金都有所涉及。更重要的是，霍金还介绍了“奇点定理”和“霍金辐射”这两个自己最重要的学术贡献，以及试图解决宇宙起源问题的“无边界宇宙模型”。
一、奇点定理
霍金和彭罗斯利用严谨的数学方法证明了，如果广义相对论是正确的，而且宇宙中的确有我们观测到的那么多物质，那宇宙一定诞生于一个奇点之中。
1.宇宙不是静态的，而是在不断地膨胀
埃德温·哈勃等科学家发现，宇宙中的绝大部分星系都在远离地球而去，而且离地球越远的恒星，离开地球的速度也越快。这意味着，宇宙就像是气球一样，在不断地膨胀。
2.“奇点定理”意味着在广义相对论框架内，宇宙必然有一开端。“奇点”是体积无限小、弯曲程度无限大、密度无限大、引力无限大的点。宇宙就诞生于“奇点”之中。
二、无边界宇宙模型
在描述宇宙历史的模型中，“宇宙大爆炸”模型是当前的主流理论，但这一理论目前无法解决宇宙起源问题。霍金因此把量子力学和相对论结合起来，提出了“无边界宇宙模型”，试图解决这一问题。
1.宇宙大爆炸模型无法解决宇宙起源问题
在宇宙大爆炸模型中，宇宙诞生于“奇点”。物质、空间和时间，都是大爆炸之后才出现的。大爆炸之前的任何事件，对于我们来说都没有任何意义，或者说根本就不存在。也就是说，宇宙时空并不是无限的，而是有一个边界和开端。包括广义相对论在内的所有物理定律，都会在奇点处失效，因此人类无法直接研究奇点。
这就为上帝的存在留下了空间。
2.在“无边界宇宙模型”中，宇宙没有起源和开端
在“无边界宇宙模型”中，宇宙是“有限无界”的，没有边界和奇点。霍金认为，这个宇宙是完全自给自足的，不受任何外来事物影响，没有创生和消灭的时刻，它就是存在本身，不需要上帝来创造它。“无边界宇宙模型”里的宇宙，是一个空间和时间交织在一起所组成的四维宇宙。在这个宇宙中，时空就像是地球的表面，在范围上是有限的，但却没有形成边界，也没有形成奇点。科学规律在任何一个时空点上都适用，不会发生崩溃。
三、霍金辐射
“霍金辐射”也就是“黑洞辐射”。霍金利用量子力学中的“不确定性原理”提出，黑洞也会发出辐射，并不是完全黑的。
1.黑洞形成
当恒星的内部燃料耗尽之后，在自身的引力作用下，就可能坍塌成黑洞。黑洞质量大，体积小，引力极高，任何物质，包括光在内，只要进入某个临界区域，就永远不可能逃出黑洞。
黑洞吸引一切的性质，跟热力学第二定律产生了冲突。所有有温度的物体，都应该发出辐射和粒子，但如果连光都逃不出黑洞的引力，黑洞怎么能发出辐射呢？
2.霍金利用“不确定性”原理提出了“黑洞辐射”
霍金提出，黑洞的边缘在一刻不停地产生成对的粒子，其中带有负能量的粒子会被吸到黑洞里去，但还有一些带正能量的粒子，可以从黑洞的边缘逃脱。在外界看来，就好像是黑洞在不断地向外发射粒子，这就是黑洞辐射，也叫“霍金辐射”。
在“不确定性原理”的限制下，即使是看似毫无一物的虚空，在微观上也是波澜起伏的。会不断地产生成对的粒子和反粒子，再碰撞到一起发生湮灭。黑洞的确会发射出粒子，但这些粒子，并不是从黑洞里面跑出来的，而是从黑洞边缘的空虚的空间里，无中生有变出来的。
相信大多人看到这里会觉得很荒谬，但我们凭什么就自认为了解得更多呢？终其一生，爱因斯坦致力于和平的努力可能成效甚微——肯定不受欢迎。然而，1952年他得到担任以色列总统的提议，他对犹太复国主义事业的畅言无忌的支持得到了充分的承认。但他谢绝了。他说他认为自己在政治上过于天真。可是，也许他真正的理由却并非如此，再次引用他自己的话：“方程对我而言更重要些，因为政治是为当前，而方程却是永恒的东西。”
智者之所以称为智者，是能够认清自己，知己其所能，其所不能。在太阳熄灭这一事件。我们只能在8分钟之后才知道这一事件，这是光从太阳到达我们所花费的时间。只有到那时候，地球上的事件才在太阳熄灭这一事件的将来光锥之内。类似地，我们也不知道这一时刻发生在宇宙中更远处的事：我们看到的从很远星系来的光是在几百万年之前发出的，至于我们看到的最远物体，光是在大约80亿年前发出的。这样，当我们看宇宙时，我们是在看它的过去。
看不见的，不等于不存在；看见的，或许早就不存在了。（袁廷翼）
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