莉兹·埃弗斯著的这本《时间简史》将溯及时间起源，即我们所知的宇宙之初，从那里出发，和读者一起经历一场穿越时间之旅。旅行中，本书会将前人及现代伟大科学认知与理解的时间历史拼接起来，同时也尽量给大家带来些许欢乐。

我们将走过地质时代，探究恐龙和人类的远亲，利用太阳和月亮辨别时间，了解掌控我们日常生活节奏的体内生物钟；我们还会介绍有关时间科技的演化，从最早刻在鹰翼骨上的日历，到后来的量子钟；我们将研究时间如何加速，如何减速；我们将穿过虫洞和黑洞进入未来、跨过光年、窥探平行时空。为帮助时间旅行者，本书还会不断提供一些穿越过去与未来的技巧和秘诀。

我们时时刻刻都在体验着时间，但关于时间，我们却知之甚少：为什么古人选择用12进制和60进制来计算时间？中世纪时期如何计时？标准时间是怎么确定的？时间是不是可以扭曲？平行时空真的存在吗？

莉兹·埃弗斯著的这本《时间简史》，将为你提供关于这些问题的有趣又有用的答案。

这趟时间之旅，我们将走过地质时代，探究恐龙和人类的远亲，利用太阳和月亮辨别时间，了解掌控我们日常生活节奏的体内生物钟；我们还会介绍有关时间科技的演化，从最早刻在鹰翼骨上的日历，到后来的量子钟；我们将研究时间如何加速、如何减速；我们将穿过虫洞和黑洞进入未来、跨过光年、窥探平行时空。

为帮助时间旅行者，本书还会不断提供一些穿越过去与未来的技巧和秘诀。

前言

第1章 史前大陆

 地球生日快乐

 冰河时期

 人类进化

第2章 记录时间

 大自然的计时器

 年轮

 月、周和日

 每周7天

 历法

 古代骨骼

 今夕是何年？

第3章 计时

 计算时间

 为什么选择12和60？

 小时

 日光和阴影

 水钟

 沙漏

 蜡烛钟……

 分和秒

 时钟的机械原理

 中世纪计时

 仍在运行中的古老的时钟

第4章 好的时光

 黄金岁月

 计时之春—发条时代

 胡格诺派钟表匠

 大摆动

 老爷钟

 节拍器

 怀表

 艾萨克·牛顿爵士

 设定时间

 海上时间和经度大混乱

 革命性力量下的“10”

 计时大师

第5章 现代时间

 标准时间

 从怀表到腕表

 首只腕表

 智慧的时钟

 世界纪录

 已测量到的短时间

 运行时间长的时钟

 耗时长的实验

第6章 未来时间

 实时

 高速无极限

 时间旅行

第7章 时空

 扭曲时间

 曲速

 光明与黑暗

 多元宇宙

第8章 思考时间

 生命的时间

 交配、迁徙与冬眠

 从哲学角度看时间

 面对现实

 认知时间

致谢

地球生日快乐

1645年，英国北爱尔兰阿马郡圣公会主教詹姆斯·厄舍(James Usher)宣告宇宙诞生时间为公元前4004年10月22日傍晚6点。据说这是他研习《圣经》和世界历史多年得出的结论。一直到19世纪，有关地球年龄的理论都相当受欢迎，然而地质学和达尔文进化论则清楚地表明，地球显然要比主教判定的年龄古老很多。

目前大家普遍认为地球已存在约45.4亿年之久，即4540000000岁。地球真的已经非常非常老了。45.4亿这个数值是经由复杂数学计算和放射性定年法推算而来的，后者包括放射性碳定年法、钾氩定年法和铀铅定年法。

本质上讲，放射性定年法是基于放射性衰变，利用自然发生的放射性化学成分（同位素）与其衰变产物的比率来推算时间的。例如，我们知道放射性化学成分铀衰变会形成铅，看一块石头的铅含量就能计算出初有多少铀，共花费多长时间才衰变出这么多铅。

科学家将此技术应用于非常古老的石头和矿物质的检测中，包括陨石和从月球采集的矿物样本，于是得出了45.4亿年这个神奇的数值。至少从目前看来，这个结论了多数人的认可。

目前所知的古老的地球物质是在西澳大利亚找到的锆石晶体。经测定，它们已有44亿年历史。同时，目前所知的古老的陨石物质有45.67亿年历史。普遍认为，太阳系的出现不会比这些物质早太久。

追根溯源，让我们返回地球或太阳系出现之前—宇宙诞生之时。有影响力的一种学说是大爆炸宇宙论，认为宇宙是由一个致密炽热的奇点于一次大爆炸后膨胀形成的，并且不断向太空膨胀，这表示宇宙本身也在不断膨胀中。

地质时间表

让我们再回到对地球的探讨。地球科学家、地质学家和古生物学家常用一种叫“地质时间表”的东西来描述有关地球历史的时间和事件。它将时间与地层学联系起来，后者是研究地壳表层成层岩石的学科。

有很多绝好的成层样本可以证明地球的历史很悠久。在塞浦路斯的白垩层、美国犹他州令人惊艳的科罗拉多高原、法国阿尔卑斯山正面的裸露地层，以及墨西哥拉巴斯附近神奇的成层岛等地，我们都能找到例证。

描述地质时间的地质年代单位都相当长，例如宙、代、纪、世和期。

普遍认为地球有45.4亿年历史，我们的老朋友锆石是已知的古老的矿物质，研究人员于冥古宙隐生代地层发现了它。冥古宙隐生代是月亮和地球形成的时期。5亿至6亿年之后，地球进入始太古代，简单的单细胞生物开始出现，我们在微体化石中找到了其出现的证据。微体化石是小于4毫米的化石，通常小于1毫米，只能在光学或电子显微镜下进行研究。  继续向前跳转至元古宙，地质迹象表明地球大气开始含氧（尤其是在古元古代，约20.5亿年前），个复杂单细胞生物—原生生物于18亿年前诞生。

又过了12亿年，批多细胞动物（蠕虫、海绵、软体胶状生物）化石于新元古代（约6.35亿年前）出现，这些动物又在漫长的古生代（距今2.55亿到5.41亿年前）进化成更复杂的鱼类生物。古生代末期，包括北美洲、欧洲、亚洲、南美洲、非洲、南极洲和澳大利亚在内的盘古大陆形成。各种爬行动物和两栖动物开始四处漫游，基本植物群、苔藓和裸子植物已经进化，大批海洋生物也逐渐在浅礁涌现。

自此进入中生代。中生代的三叠纪、侏罗纪和白垩纪时期（距今2.52亿年到7200万年前），恐龙、原始哺乳动物和鳄目出现，之后被子植物和多样化的昆虫也随之出现。至白垩纪末期，又出现许多新的恐龙物种（尽管存在时间并不久），现在的鳄鱼和鲨鱼类物种等也大量繁殖。原始鸟类取代了翼龙，原始有袋动物也出现了。这一时期，大气中的二氧化碳含量开始接近地球目前的水平。

接下来我们就来到了人类所处的地质时代—新生代，该地质时代始于6600万年前，常被人们称为“哺乳动物的时代”。新生代早期，恐龙灭绝（下文会介绍更多相关内容）、哺乳动物走向多样化。然而还需要等待4000多万年，我们进化论意义上的祖先—批类人猿才会出现。

在20万年前的更新世，批解剖学意义上的现代人类开始活动，在5万年前的全新世（目前我们仍处于该世），人类才尝试着摆弄石器工具。

简而言之，地球很古老，人类很年轻。不妨换个角度，试把地球想象成一个24小时制的钟表，午夜前40秒，即23:59:20，个人类终于出现。

P1-6

几年前，巴西印第安人事务部拍下了一组令人惊讶的图片。飞机从巴西和秘鲁交界处附近的亚马孙河上空飞过时，他们拍下了一个与世隔绝的部落。照片中，这里的人有的将皮肤涂成红色，有的涂成黑色，但所有人都充满好奇地抬着头，注视着这个金属的“大鸟”从空中划过。

看到这样的照片，我有种时空穿越的感觉：我明明身处当下，看到的却是“过去”，抑或两个平行发生的维度。那个部落的人们不知道现在已是“21世纪”。对他们而言，我们来自另一时空，甚至是另一世界的奇怪生物。很难讲亚马孙河这种不属于当代的“过去”还能存在多久，现代人已经开始入侵这些远古部落的生活，有时甚至是以“发展”之名而暴力入侵。

这些照片公之于众的几个月后，我又听说了另一个故事，关于一个最近才与外界接触的部落—巴西亚蒙达瓦(Amondawa)部落。人类学家于1986年首次“发现”亚蒙达瓦部落，这个部落的人们没有“时间”这个抽象概念。他们既没有形容时间的词汇，也不会以月或者年来分割时间。他们不会使用年龄，而是通过给每个人起不同的名字来表示不同的人生阶段和在部落中的地位。他们也不懂如何计时，没有日历、没有钟表，仅有有限的计数系统。

在我看来，这样的生活简直难以想象。但是同时，我也意识到我们现代人对时间太过痴迷，而且总觉得时间不够，可是对亚蒙达瓦人来说，“时间的概念”存在与否似乎并未给他们的生活造成困扰，实在令人惊奇。而我自身对时间本身、人类如何捕获和创造时间，以及地球和我们的身体如何与时间互动，也的确知之甚少。

每个人都生活在自己的“心理时区”里，追忆过去，期许未来，而这些“心理时区”又与身体所处的现在和当下并存。我们对时间的感觉也很主观，同样是一小时，在医生候诊室就觉得漫长无比，与好友相处却稍纵即逝。

本书将溯及时间起源，即我们所知的宇宙之初，从那里出发，和读者一起经历一场穿越时间之旅。旅行中，本书会将前人及现代伟大科学认知与理解的时间历史拼接起来，同时也尽量给大家带来些许欢乐。

我们将走过地质时代，探究恐龙和人类的远亲，利用太阳和月亮辨别时间，了解掌控我们日常生活节奏的体内生物钟；我们还会介绍有关时间科技的演化，从最早刻在鹰翼骨上的日历，到后来的量子钟；我们将研究时间如何加速，如何减速；我们将穿过虫洞和黑洞进入未来、跨过光年、窥探平行时空。为帮助时间旅行者，本书还会不断提供一些穿越过去与未来的技巧和秘诀。