本文是《时间的秩序》、《七堂极简物理课》的读书笔记,书中部分理论是被证实了的,一部分还没。本文以我浅薄的理解先按一个主线写出,不做严谨注释。
一、空间一切还得从万有引力说起。牛顿解释物体下落和行星运转的原因,假设万物之间存在相互吸引的力量,称为『引力』。
但是,两个相距甚远的物体,中间空无一物,引力如何对他们进行牵引?牛顿没有给出更多答案。
后来,法拉第和麦克斯韦发现电磁场,可以传递无线电波,无处不在。
爱因斯坦想到,引力也需要场来传播,类似于『电场』的『引力场』。而引力场本身就是空间,并不弥漫于空间。
也就是说两个物体间并不空无一物,还有空间。
神奇的事来了,空间不再是有别于物质的东西,空间是构成世界的物质之一。一种可以波动、弯曲、变形的实体。(空间弯曲是相对论的关键)
我们就像身处于一个可以形变的海绵中。太阳太重陷于海绵中,像漏斗一样,地球在漏斗壁滚动。
行星围绕太阳转,物体下落都是因为空间发生了弯曲。发挥你的想象力想象一下。
更进一步,不止空间会弯曲,时间也会弯曲。离地球近的时间要慢一些。现在已经可以测量,海边的时间要比山上的时间慢。
黑洞是空间强烈弯曲,当大恒星燃烧完氢时,残留的部分没有燃烧的热量支撑,便会塌陷,空间强烈弯曲,形成一个洞,即『黑洞』。
那,空间就是颗粒的,不是连续的。可以进行颗粒划分。
光是颗粒的。称为『光子』。一束光线,不是在空间中连续分布,而是由有限数目的『能量量子』组成。
能量也是颗粒的,不是连续的。
可以想象,这一切都是颗粒。
这些颗粒不断组合就是事物不断变化,一切只是事件,不再存在时间的一直流逝,颗粒的组合使得一个事件转到另一个事件,但跟时间无关,不再是从某个时刻到另一个时刻。
太阳形成黑洞后,组成太阳的物质还会继续坍缩,最终挤压到一个原子大小的空间里,称为『普朗克恒星』。普朗克恒星不稳定,会回弹,重新膨胀。
我们可能就生活在其中一个回弹里。
二、时间那时间是什么?为什么我们感觉到时间一直向前不可逆?
得从热量说起。热量总是从热的物体跑到冷的物体。
这是个关键的问题,如果不发生热交换,未来和过去就是一样的。如果没有摩擦,钟摆可以永远摆动下去,把摆动过程录制下来,倒放和正放一样。(有没有想起《信条》?)
将过去和未来区分开的是热量。
那热量为何会从热的物体跑到冷的物体呢?
答案是这是随机的,但这种情况发生概率比较大。
热量的单向不可逆,用『熵』来描述。熵总是在增加。从过去到未来,就是熵增。
时间的方向性就在于熵为何从低到高。
以洗牌来看,最开始是整齐的,然后洗乱。牌的数量有限,其组合是可以枚举的。每一种排列都可以是特殊的,单纯看排列,每个排列都是等价的。
这个世界是粒子的排列,是事件。把最开始的排列定为特殊,定为低熵,就有了过去和未来。
熵是我们模糊的视野无法区分的不同排列的数量。未来的世界由现在的状态决定,过去也是。过去与未来的区别只适用于我们对世界模糊的观察。
在微观描述中,说过去与未来不同是没有意义的。
世界由颗粒组成,颗粒在随机运动,如此而已。
而时间的流逝是由于我们意识的局限性。
如果我们可以清楚地看到数百万分子的真实舞蹈,那么未来就会和过去一样。(有没有想起《超体》?)
一切有关时间流逝的现象都被还原为过去的一个『特定』状态,而这个特定状态的『特殊性』是由于我们模糊的视野。
可以想象这样一幅整体的画面,无数的粒子在宇宙中不断组合,由一个事件到另一个事件。在宇宙的一些特殊处,熵的涨落很特殊,在热学时间流动的其中一端,熵刚好较低,热量由热的物体到冷的物体。
而这些特殊处的某处,诞生一类生物,他们以热量从热的物体到冷的物体为基础建立认知,他们对世界的观察能力有限,只能模糊地看到粒子排列后的结果。由此诞生时间观念。
我们定义扑克牌的某个状态为特殊,把洗牌后的排列当成未来。
宇宙过去特殊不正常,特殊的不是宇宙的过去,但宇宙有些部分特殊很正常。人类是特殊的吗?人类不过是生在特殊系统里建立认知罢了。
就像不是苹果长在喝苹果酒的地方,而是有苹果才喝苹果酒。
而前面说的塌缩成普朗克恒星再膨胀,那个原点有什么?或者那个原点在哪?宇宙大爆炸的原点在哪?
这可能是个不正确的问题,因为那里没有时间、空间。那里没有我们,我们也没在那之外,这幅图景是很难想象的,因为我们的想象基于时间、空间。
那里可能有物质,但对于我们来说什么都不是。不要用时间、空间去衡量、想象。
最后就可以想想:这是个什么世界?你要在这个世界做什么?为这个世界做什么?
书的内容很多,读过一遍能记住的不多,能想到的不多。先记下一些有印象的。以后再读可能还会有更多思考。
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