機緣巧合下，我得到了 Stephen Hawking 的 A Brief History of Time （插圖版）。 以下是首兩章的粗略筆記。
Ch.1 宇宙觀的歷史 Our Picture of the Universe
340 B.C.： 希臘學者 Aristotle 早已推廣地球是圓的說法。 他認為地球靜止時，太陽、月亮及所有行星皆圍繞地球轉動。
2nd Century A.D.： Ptolemy 發表了一個完整的宇宙模型，地球在正中央被八個球體包住，包括：太陽、月亮、五大行星、及 fixed stars。 所有 fixed stars 都在同一球體的表面上，一整組的移動。 這說法被當時的Christian church 所接受，因為解釋到 fixed stars 層以外就是天堂及地獄。
1514 年： 波蘭神父 Nicolas Copernicus 推出了一個較簡單的模型。 他認為太陽在中心，地球和其他行星均圍繞太陽轉動。 當時無人當這理論為一回事。
1609 年： 望遠鏡才剛發明不久，Galileo 便發現了 Jupiter 有幾顆衛星環繞它走， 證明了不是所有星體都環繞太陽走，推翻了前人的理論。 同期，Johannes Kepler 修改了 Copernicus 的模型，說行星的軌跡是橢圓形，而非圓形，這樣以前的觀察都解釋到了。
1687 年： Isaac Newton 發表了物體在 space and time 移動的研究結果，也提出了萬有引力的假定。 星體互相吸引，如果有 finite 數量的星體在 finite 的空間，它們一定會相撞。 現實不是這樣，所以是有 infinite 的星體在 infinite 的宇宙，沒有一個中心把星體引過去。
現在正確的想法是考慮 finite 的情況。 在 finite 的宇宙星體會相撞，如果在這範圍以外加其他星體，原本的星體也是會相撞，再加多多的星體也不會改變。 所以在有引力的情況下不可能有 infinite 的宇宙。
當時也有學者批評 Newton 宇宙是 infinite static 的說法。 即使是這樣，他們從未提出過宇宙在擴大。
宇宙的起源
傳統的說法是宇宙在不久前一個 finite 的時間開始。
Aristotle 認為人類及世界已永遠地存在。 古人也有這說法，當被問到為何人類進步那樣慢，他們解釋是過去有多次事件把人類由零開始。
Immanuel Kent (1781) 認為兩派學說也有充分的理據支持。
Edwin Hubble (1929) 發現遠處的星系在迅速地離地球越走越遠，所以宇宙在擴張。 這暗示宇宙在一個時間 (the big bang) 前是無限 small 及 dense，而所有科學的定律都不在運作，亦即是不能用科學作預測。 可以說 the big bang 是時間的開始，因為再早的時間都不能被 define。
科學家的終極目標是找出一個 theory 來形容宇宙。 現實是大多數科學家都會把問題一分為二。 一是宇宙隨時間改變的定律，二是宇宙起源時的狀態。 所以現在發展出不同的小 theory 針對不同的範疇。
現在的科學用兩組 partial theories 去形容宇宙：the general theory of relativity 及 quantum mechanics。 可惜的是這兩組 theories 是不一致的，兩者不能同時正確。 現今的物理學家正努力尋找一個能夠把兩者融合的新 theory。 在做到之前，學者都是用這兩組 partial theories 去做準確的計算（只有在極端情況下才不適用）。
Ch.2 空間和時間 Time & Space
以前的人信 Aristotle 的說法（重物更快到達地面）。 當時的人沒有驗證這概念，去到 Galileo 年代才用實驗否定了 Aristotle 的說法，但這已是 >1,000 年後的事了。 (P.22)
Newton 用 Galileo 的研究結果發展出 laws of motion。 (P.23-24)
Newton’s laws 沒有一個 “unique standard of rest”（這跟 Aristotle 年代不同），因為如果你說 A 在靜止，B在移動，你也可以說是 B 在靜止，A 用同一個速度移動。 所以，不能說兩件在不同時間但相同地點發生的事 occurred in the same position in space。 沒有 absolute position / absolute space 這結果令 Newton 很矛盾 / 不安，因為否認了他相信的 absolute God。 他的研究竟否認自己的信仰！（內心爭扎！！） (P.27)
在 1676 年，丹麥天文學家 Ole Christensen Poemer 發現了光以一個 finite 的高速前進。 他觀察到當 Jupiter 離地球越遠，它的月球便越遲在地球看到。他並且推算出光速為 140k miles/s（現在的數值是 186k miles/s），為當時一大突破！ (P.29)
在 1865 年，英國物理學家 James Clerk Maxwell 提出在任何地方（包括太空）有一種叫 “ether” 的物質讓光穿過，光速 relative to “ether” 是不變的，但不同人用不同速度 relative to “ether” 走，會發現光以不同速度到達他們。 這說法在 1887 年被推翻了。 (P.29-30)
在1905年，一位籍籍無名的文員 (Einstein) 提出了不用理會 “ether” 及 “absolute time” 的相對論。 基本概念是科學的定律對所有 freely moving observers 應是一致的。 Newton 的 laws of motion 是這樣，光速也一樣。 無論人的移動速度多少，他們量度出來的光速都會一樣。
– E=mc^2
– 沒有東西移動得比光速更快 (P.30)
Speed = Distance / Time
Newton： 相信 Time = absolute, Space 不是 absolute, 所以 Speed 不同
Einstein： Speed of time = absolute, 由於 Distance 不同，所以 Time 也不同 （即沒有 absolute time 了！）（再見了！） (P.32)
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