超越时空 超越时空 9.0分

超越时空

zzz830198
2018-04-11 21:21:18

一条金鱼通过凸出的玻璃缸以及其中的水观察这个世界,一辈子没出去过,如果他有思想,他会以为这个世界就是如此。我们人类会觉得他可笑,然而谁又能否认我们所能观察到的世界是不是在更大的范围内也是一个金鱼缸?我们正是其中生活的金鱼?我们在更高的文明看来是不是在歪曲真实的世界?我们该如何应对这个困局?加来道雄的超越时空给出了超越人类实验能力但又是人类想象力和逻辑力范围内能推出的答案:存在十维空间。这个答案不是科幻,而是物理上用数学推出的必然,这个必然,自带其实用性。总结起来就是四点:简洁,统一,穿越和实用。 在了解这四点之前,首先要了解物理学家眼中的十维空间:他们认为在大爆炸出现时 宇宙有十维,其中四个化为我们现在的三维和时间这个维度,另外六个纬度卷缩在一起了,他们卷缩的是如此之小,比普朗克常量还小,以至于无法被检测到,模拟宇宙大爆炸,这在现有的技术能力下是不可能的。而这个卷缩的纬度如何理解呢?设想你在一张A4纸上沿长的方向爬动,突然之间宽的这边卷缩起来,非常之小,以至于你只能沿着你观察到的直线在行动,这样一个二维空间就卷缩成了一个一维空间。 高维空间的首要实际作用体现在能简化对自然的问题的解释

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一条金鱼通过凸出的玻璃缸以及其中的水观察这个世界,一辈子没出去过,如果他有思想,他会以为这个世界就是如此。我们人类会觉得他可笑,然而谁又能否认我们所能观察到的世界是不是在更大的范围内也是一个金鱼缸?我们正是其中生活的金鱼?我们在更高的文明看来是不是在歪曲真实的世界?我们该如何应对这个困局?加来道雄的超越时空给出了超越人类实验能力但又是人类想象力和逻辑力范围内能推出的答案:存在十维空间。这个答案不是科幻,而是物理上用数学推出的必然,这个必然,自带其实用性。总结起来就是四点:简洁,统一,穿越和实用。 在了解这四点之前,首先要了解物理学家眼中的十维空间:他们认为在大爆炸出现时 宇宙有十维,其中四个化为我们现在的三维和时间这个维度,另外六个纬度卷缩在一起了,他们卷缩的是如此之小,比普朗克常量还小,以至于无法被检测到,模拟宇宙大爆炸,这在现有的技术能力下是不可能的。而这个卷缩的纬度如何理解呢?设想你在一张A4纸上沿长的方向爬动,突然之间宽的这边卷缩起来,非常之小,以至于你只能沿着你观察到的直线在行动,这样一个二维空间就卷缩成了一个一维空间。 高维空间的首要实际作用体现在能简化对自然的问题的解释。现在的物理学为什么会有电磁力,引力,弱核力和强核力这四种不同的力,他们是否能被归纳再一起?为什么两个质子高速碰撞时会出现如此多稀奇古怪,五花八门的亚原子,他们能否统一?这些问题在常规的四维下很难给出一个统一的答案,然而如果放到高维中,他们就是细小的振动弦的不同组合方式。书中对此有个精彩的比喻:”想想地球上跑得最快的动物的猎豹,它皮毛光滑而又美丽,在非洲的热带草原上漫游,在它的天然栖息地,猎豹是一种了不起的动物,简直是一件艺术品,它的奔跑速度,奔跑动作的优美,简直无与伦比,而现在他被捕获,并且拖进动物园。看看简陋在笼子里的猎豹吧,他已经失去了原来的优雅和美丽,为了我们的娱乐而会去安排展出,我们看到笼子里的神情绝望,而不是原来那种优雅和精力充沛的猎豹,猎豹可以物理规律相提并论,物理规律就其本身而言是优美的,物理规律的天然栖息地就是高维时空,然而我们只能测量那些被拆散,且放在笼子里展出的物理规律,这个笼子就是我们的三维实验室我们只能看到,已经被剥夺了优雅和美丽的地方”。力和粒子在四维中展现了分裂与不和谐,而在高维中能展示出和谐的美,这两头猎豹在这里找到了他们的天然栖身之所。 其次能实现量子力学和广义相对论的大统一。爱因斯坦在自己二十多岁时,就惊为天人的推导出了广义相对论,而在余生都在去努力完成一个大统一理论:即把自己的广义相对论和量子力学统一起来,这种统一才是一种物理学家认可的美,然而到最终都没有完成。别的很多物理学家也做过很多的尝试,但在这个问题上都是无功而返,这个问题到底有多复杂呢,书中也给了一个形象的比喻:量子力学研究的是物理中最小的粒子,是内核,这个内核像一个有生机但却没有秩序的树,而爱因斯坦的广义相对论,是研究大范围内的物体作用,是外部。这个外部是由数学推导出来的,像大理石一样间接和有秩序。现在大理石裹着大树,如何能够让这具有迥异性质的二者有机的结合在一起?在加来道雄的眼中,答案依然是高维空间,高维空间能够将二者合在一起,就如同炸开的宝石在二维空间的投影不能完美结合,而只能在三维中复原,宇宙大爆炸时的十维空间产生的世界终极规律在三维世界的两个投影也不能完美的结合,他们必须回到高维中-自己本来的空间-才能完美的组合在一起,发出璀璨的光芒。 第三能够起到穿越作用。根据量子力学的实验发现,粒子的位置在被我们观察之前,无法确定在什么位置,只能通过波函数推测他在某个位置的概率。在测量之前,粒子可能存在各式各样的状态中的一个上,所有这些状态都有薛定谔波函数描述,这就带来一个历史难题,薛定谔的猫:把一个虚构的猫放进一只密封的箱子,这只猫面对着一支枪,枪与盖革计数器相连,而盖格计数器又与铀相连,铀原子是不稳定的,它将发生放射性衰变,如果某个由原子核发生蜕变,它就会被盖革计数器捕捉,接着该计数器就会扣动枪上的扳机,射出的子弹将会把猫杀死,为了确定这只猫到底是死的还是活的,我必须打开箱子检查,但是在打开箱子之前,猫的状态是什么样的?根据量子理论,我们只能认为猫由一个描述死猫和活猫两者总体的波函数来描述。这显然是荒谬的。传统的理论都无法解释,高维度理论给出的解释是存在多个宇宙,在某个宇宙中,猫活着,在另外的宇宙中,猫死了。多宇宙论不仅仅作为一种幻想,出现在文学和影视作品中,比如小径分岔的花园,彗星来的那一夜。而是被世界上顶级的物理学家如霍金等认可,这样在多维宇宙中,我们可以通过虫洞-多维宇宙的连接点-来穿越到不同的时空。这种穿越,在传统的物理学理论中被认为是天方夜谭,而到高维空间的理论中是可现实的,只不过缺少的是打开这个虫洞的能量。 最后是高维空间的蕴含的物理理论能够推动现实生产力的进一步提升。回顾历史,当机械能被物理学家解释并利用后,迅速开始了工业革命,而电磁能原理被法拉利等物理学家公布给世人后得到迅猛的发展,当今世界一半的产能都来自于电磁能。而原子能在被物理学家研究透后,被以更快的速度运用到原子弹和氢弹上,改变了世界的进程。如果维度的原理被破译后,那释放的能量简直不敢想象,能更加迅猛的推进人类文明的进步,将人类的活动范围推广到星际之间,当我们面对外敌和宇宙最终的毁灭时,比如三体中提到的,能够用高维的时空来进行自卫和躲避这终极的毁灭。 加来道雄从上面四个方面阐述了高维度超越时空的实用性,以及其美学性。但自己仍有困惑,科学必须是建立在实验上,而并非实用性或美学性,这个目前无法用实验验证的高维理论虽然很实用,很美,但是不是像曾经的以太,是物理学家本身的局限性和回答问题的迫切性共同作用出的对人类无解问题的貌似正确的答案,还真是真的是像牛顿三定律那样,能经受住时间考验的真理,拭目以待。

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