Out of Nothing，Everything (观影笔记)

Everything 万事万物 宇宙

1924年仙女座星系（含有超过一百万一颗恒星）的发现，使人类意识到宇宙比之前人们意识到的大数十亿倍。

1. 空间是什么？ 欧几里得几何的绝对性→ 高斯绝妙定理（我们能在三维空间观测二维曲面的曲率，但我们三维空间的曲率不用在四维空间中观测）→ 黎曼

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爱因斯坦的广义相对论：空间本身有扭曲、弯曲的能力，并由此产生了Gravity，地球上有引力是因为地球弯曲了他周围的宇宙空间。而一个物体下落不是（牛顿引力）被“引力”所牵引，而是因为空间本身有曲率，Gravity是物体在沿最简单路径穿过弯曲的空间。对空间的思考我们认为宇宙是有形状、有结构、且可塑的，空间和时间都是活的有机实体，非一成不变的，宇宙在不断膨胀。（而爱因斯坦本人都不敢相信，甚至还认为是方程出错了，想改方程）

同时，哈勃通过望远镜观测到宇宙中遥远的星系都在变红，且越远的星系变红的速度越快（物体接近我们时，光波被压缩→呈蓝色；物体后退时，光波被拉伸→呈红色）这与广义相对论一致。

所以得出not the galaxies are flying away from each other through space, but the fabic of space itself in between the galaxies is expanding.是宇宙的空间整体在膨胀变大。 宇宙的诞生 big bang theory，宇宙最开始是一个点，我们现在所看到的电视雪花是宇宙大爆炸中最早的光线被拉伸后的遗迹。

2. 为什么夜晚会变黑？ 恒星距离我们越远，他的光线到达地球的时间越长，所以如果宇宙一直存在，那宇宙中所有的光线总有一天会到达地球，而夜晚的天空将会被这些光线照的很亮，但是我们现在的夜晚并没有如此亮，why？

因为宇宙在不断膨胀。宇宙在更年轻时，小很多倍时，宇宙一端的一束光开始向我们的有利视角驶来，但随着宇宙的膨胀，光通往地球的距离也越来越大，快进到如今，这光还没有到达地球。所以，无论我们如何努力观测星空，都无法看到它。我们现在所看到的星空是137亿年前，从宇宙大爆炸发出来的光，也被称为“可观测宇宙”。所以我们现在能看到的光是有机会抵达地球的那些星和星系。而且由于宇宙在加速膨胀，当光速赶不上膨胀的速度，未来我们的夜晚会越来越黑，可观测的宇宙也在加速变小。

夜晚天空变黑这一常识其实蕴含了宇宙的奥妙。

Nothing

1. 如何理解 虚无（the void） 真空（the vaccum） 空无（emptyness） 无物（nothing）?

亚里士多德→ 托里拆利 水银管创造真空空间：真空是一种物质，大气有重量→ 帕斯卡“我们生活在空气海洋的底部（越高气压越低）”→ nothing is everywhere 真空是自然的默认状态

2. 虚无的属性？ 自然界不存在nothingness。所以人们认为宇宙中的一切都处于一种不可见的介质中：“以太”（认为是光传播的介质）。但后来发现光总以同一速度传播，所以“以太”不应存在。那么宇宙真就是空无一物的嘛？（引出量子力学）

3. 量子力学

海森堡不确定原理：量子世界中知道物体的位置越多，对其运动的了解越少，“位置和运动轨迹”不能同时知道这两个量。（用照片和录像视频的例子阐释）

能量和时间也是一对量：在非常小的时间和空间里，某种物质可以从真空中产生。“你可以从无物中借去能量，只要你能尽快还清”

引出关键人物保罗狄拉克（真的大佬，从童年就拥有的超强的视觉想象力，最喜欢的电影是2001太空漫游，我和大佬最喜欢的电影相同hhh）

就在保罗狄拉克出来之前的1928年物理学界有个大难题：描述宇宙如何运作的两个重要理论彼此不同意对方的观点。（两个理论分别为狭义相对论E＝MC²，描述的是接近光速的物体的行为；普朗克的量子力学，描述的是事物小到量子领域的行为。）而电子是小到量子领域而又传播速度快到光速，所以如何买描述电子的运动呢？

狄拉克方程（简洁的像诗一样优雅，是巨大数学物理冰山露出的一角，提供的东西太多）

反电子→ 反原子→ 反物质 → 关于真空的全新思考：电子和反电子成对从真空中出现，很快又消失，真空是一个创造并充满物质与反物质的地方，真空中充斥着这些波动即量子涨落（quantum fluctuation）→ 量子场论(Quantum Field Theory)、虚拟粒子

4. 量子物理在宇宙中的应用

由此对量子世界的观测，促成了对整个宇宙大规模结构的推及：宇宙 从真空中诞生，迅速膨胀。最初诞生时，比单个的原子还小，在这种尺寸下，宇宙不受我们所熟悉的经典规则控制，而是由量子世界的奇怪规则支配。量子力学形成了宇宙结构，我们的宇宙只是量子世界膨胀了很多次之后的产物，Nothing have really shaped Everything.

量子涨落：宇宙大爆炸产生了等量的物质和反物质，但随着宇宙的冷却，物质与反物质几乎全部湮灭，数十亿物质与反物质粒子中，可能残留下来一粒，在数十亿粒子的湮灭中，残留下来的一粒创造了星系、恒星、行星、人类。我们只是时间初始时物质与反物质巨大毁灭下的残骸，难以想象的爆炸残留物。(在我打下这句话的时候，浑身发冷）

小记

本以为看完这系列纪录片后我会更加加深自己之前的看法：“人类实在太渺小，人类世界微不足道，甚至人类不值得，人类凭什么生存在宇宙之中，人类在行星系无数次湮灭中凭什么值得被拯救。我连砂砾都不如，我不配被记住。”但是当我看完了这几部纪录片后，我觉得人类是一种奇迹，我们每个人都是一种奇迹，构成我们身体的每粒粒子都来源于宇宙大爆炸中，构成我们生命的粒子也构成了行星、恒星、星系、星系群、万事万物，每个人就是宇宙，我从没觉得自己和宇宙的关系，和万事万物的关系这么这么的密切，我也从没有对自己的生命有如此大的敬畏感。我最大的感触就是：人类之于宇宙虽然连沙滩上的一粒沙子都不如，但是人类居然能站在如此如此渺小的角度，站在一粒沙的角度，去思考、去探索、去研究如此宏大的宇宙，能得出自己的一套理论；我们每个人也能站在更加卑微的角度去思考宇宙和自身的关系，思考生命的意义，太幸运了。科学太浪漫了