看完电影后,花了将近一个小时才从深业上城走回莲花二村,期间还在一村的长椅上休息了一会。电影中,通过控制引力来穿越时间传递信息虽然很虚幻,但却让人陷入了对于宇宙的沉思。我正好是在星际穿越第一次上映的时候,读了一些物理科普的书,一本是霍金的时间简史,还有一本讲弦理论的叫做宇宙的琴弦。当时读完这些书之后,对物理世界的看法被刷新了,觉得非常不可思议。之前我觉得宇宙是什么,宇宙就是时间与空间吗。可是读完哪些书之后,冥冥之中,我觉得时间与空间都不可靠,只有两个东西是可靠的,第一个是光速,第二个是引力。其他的东西,总感觉都是虚幻的包括时间与空间。
因此当我重新思考宇宙是什么的时候,我觉得,以我现在的残缺的认知,我只能认为宇宙是一块载体。人们需要通过宇宙这块载体来感知,交流信息。这个信息包括形而之上的精神信息,以及形而之下的物理信息。比如我们每天吃喝拉撒,其实就可以看作是人体与外界进行的物理信息的交换。除了物理信息之外,我们还要通过宇宙来获取感知交流精神信息。如果我们是存在于电脑中的人工智能,那宇宙就是那块电脑硬盘。我们通过硬盘来感知数据,硬盘之中,可以思议;硬盘之外,不可思议。如果这样定义宇宙的话,就可以很好地避免回答时间与空间的问题。因为在相对论以前的时代,经典力学世界观中的宇宙就是四平八稳的时间与空间。时间,因果之所由来;空间,存在之母。这是经典力学对时空的解释。但是在相对论中,时间与空间就变得不可靠了。当速度达到接近光速的时候,时间与空间都会被扭曲。这是非常令人讶异的事情。因为如果神是以时间与空间为基础创造世界的话,那么,时间与空间都应该是不会变动的常量。但是,按照相对论的观点,时间与空间都是变量。那么,就一定有某种东西是比时间与空间更基础的东西,可以让时空以此为依据去变化。这样一来,我们的宇宙再也不是四平八稳的时空宇宙了。
在宇宙的琴弦这本书中,弦学家认为,宇宙中的物质是由非常小的粒子构成,而这些粒子呢,从某种程度看,又是更微观的弦的以不同频率振动的体现。就是说,微观粒子的某些物理性质,可能与弦的某种振动频率相对应。宇宙似乎是依附于一个更大的膜上的泡泡。可能存在于多个膜。膜与膜直接无法沟通,除了引力。也就是说,引力是一种真金不怕火炼的东西,有很多的物理属性,当你变化了环境之后,他就会随之变化,比如,我上高中的时候,物理教科书上说,有四种基本的力分别是引力,电磁力,强力与弱力。物理学家们正在想办法将这些力进行统一。我当时就对这个事情很感兴趣。后来读时间简史,我就知道,有一个大一统理论,这个理论可以把电磁力,强力与弱力都统一起来。唯独引力是例外。在这个理论中,那三种力是因为大爆炸之后,宇宙的熵值不断增加,宇宙的空间不断变大,宇宙的温度不断降低,因为空间变大,温度降低,导致单位空间内的能量也降低,当能量低到一个阈值之后,它不足以禁锢住某种力,以至于让这种力泄露了出来。因此,强力,弱力与电磁力分别对应着三个能量阈值,当能量低于一个阈值,一种力就出来了。电磁力的阈值最低,随意电磁力也最弱。
当然这是一种理论,理论总是需要实践的验证才能成为定理。可悲的是,我们以及肉眼可见的将来,都没有足够的能量来验证这一理论。现在处于一个令人绝望的时代,就是理论这条腿远远长于实践这条腿,相对论是一百年前的理论,但是一百年后,我们基本上还是活在牛顿力学时代。并且无法知道多远的未来,相对论时代才能到来。
与这三种力不同的是,引力就像2001太空漫游中的那个黑碑,不因任何环境变化而随之改变。因此,如果这个宇宙是神创造的,那么,引力很可能是最基础的创世元素之一。
然后,我们来看另一个有趣的元素,光速。我们知道,在三体的宇宙观中,光速是会变的,宇宙从十维空间降低到三维空间的过程中,光速不断变慢,以至于慢到了如果宇宙是一个巨人,那从它的头出发以光速发送一个信息,这个信息,可能永远也到不了巨人的脚趾。为什么,因为宇宙从大爆炸到现在为止,一直在不断膨胀。而光速不变。因此,现在的情况就是,光速是如此的慢,以至于它慢过了宇宙碰撞的速度,这就是为什么那个信息到不了巨人的脚趾。这个事情是非常恐怖的。为什么呢,因为这说明,这个巨人是个瘫痪的巨人,他没有办法给离它太远的身体部位发送指令。毕竟光速是最快的速度,如果光速都到不了,就没有什么能到的了了。
由此我们可以进一步的得出一个不成熟的结论,就是对人类来说宇宙很可能是无限的。毕竟很多地方是你即使以光速飞行也去不到的。我们人类有一个误区就是在探讨宇宙是不是无限的时候,会倾向于认为只要宇宙是有限的,那人类就一定能探索到它的边缘。那其实现在的看法是宇宙即使是有限的,我们人类理论上也只能探索到一个极为有限的光锥之内的时空。
当我读书读到这里的时候,非常释然。因为那个时候,我很自然地把宇宙的命运与自己的命运贴合到了一起。我之前一直对自己人生中的残缺难以释怀,可当我发现宇宙也是残缺的时候,那一刻,我就释然了,既然没有什么不是残缺的,那追求完美本身就是一场徒劳。
浮生若梦,为欢几何,古人秉烛夜游,这是非常的良有已也。
我继续地读书,然后就继续地发现我们的宇宙非常的残缺,曾几何时,宇宙在我的心中是神圣的,是完美的;而现在,宇宙看起来像是一个布满了坏道的二手硬盘。为什么要这么说呢,因为除了瘫痪之外,宇宙还有一个毛病,它的身上,还布满了窟窿。以前我们并没有仔细地去看它,但有一天我们仔细地去看宇宙的时候,我们发现,宇宙简直千疮百孔啊。
在时间简史中,霍金老师详细地解释了了这些窟窿是怎么长出来的。
我们知道,包括我们的太阳在内的星星都是恒星。恒星虽然叫恒星但却不是永恒的,它也会生老病死,或者说成住坏空,只是它在住这个阶段比较稳定,并且以人类的视角来看,时间跨度蛮长的。但不论怎样,任何的恒星,随着时间的推移,它都会衰亡。那我们太阳来讲,它现在就处于一个稳定期,它的稳定主要依靠与两种力:一种是太阳质量引起的引力,引力把太阳向内挤压,一种是核聚变带来的热压力所形成的斥力。现在这两种里刚好平衡。但是到了太远生命的末期,核聚变的能量会越来越低,那它所提供的斥力也会越来越低,终于有一天,这个斥力撑不住质量引起的引力,然后太阳就坍塌了。就像熊熊燃烧的房子在烈火中坍塌一样。
根据太阳的质量的大小,太阳坍塌之后有三种不同的归宿。我们知道,微观的粒子总是在不停地运动着。太阳坍塌之后,与引力对抗的就是粒子运动所形成的斥力。太阳的质量越大,坍塌之后的内核就越紧密,粒子运动的空间就越小,粒子运动的速度就越大。这种粒子运动就会和引力打成一种新的平衡。这就是白矮星。可是如果恒星足够大的时候,这种平衡就会被打破,恒星就会坍塌成中子星。中子星是由中子和质子构成,这个时候,可能是原子已经被压碎了吧。被压成了中子和质子。这个时候,维持平衡的依旧是向内的引力和向外的粒子运动的斥力,但是我们知道,粒子运动的速度是有极限的,这个极限就是光速,当粒子运动达到了光速都无法维持与引力的平衡的时候,可怕的时候就发生了。这颗恒星会进一步坍塌,连中子和质子都被压碎了,最后这个恒星就会被压到无限小,以至于成为一个奇点,最后奇点也不存在了。
这就相当于在一个很大块的海绵上放了一个又小又重的小铁球,这个小铁球最后从这个海绵中漏出去了。
我的天啦,这真是毁三观啊,我们的宇宙竟然会允许有东西从其中漏出去。是的,就是这样。所谓的黑洞,就是漏出去了。黑洞不在这个宇宙中。因此黑洞中的东西是无法思量不可思议的。我前面说,我觉得宇宙是一个载体,我们要借助这个载体才可以进行信息的交换。因为黑洞不存在于这个载体之中,因此我们没办法与黑洞进行信息交换。
我们可以这样理解,就是当一个物体质量足够大,或能量足够大的时候,我们的宇宙就有点兜不住了,最后,我们的宇宙就可能被这物体撕破,让它从宇宙中漏出去。
因此,宇宙不但是瘫痪的,并且还是千疮百孔的。这难怪大刘通过三体表达了他想要重启一下宇宙的美好愿望。因为我们所赖以生存的宇宙,挺烂的。
我们曾经以为宇宙就是一间很大的屋子,我们可以在屋子里生活。后来我们发现,这个屋子到处都是洞,而且这些洞还很大,因为它很大,导致了包括我们在内的几乎所有东西,都在围绕着洞旋转。并且如果离洞足够近,就会被吸进去。你这样一想,就会发现,我们生存的地方,挺可怕的。
当我发现宇宙很烂的时候,我就展开了一种毫无根据的幻想,我在想,为什么光速是不变的,为什么没有东西比光速更快。因为之前,我们知道我们的宇宙很破。东西太重,兜不住会漏出去,太热,也会漏出去。因此我在想,如果太快,按照我们宇宙这么low的设定,会不会也兜不住呢。我们想像一下,当一个子弹穿过一块海绵的时候,这块海绵会被子弹给挤压。而当一个东西以非常快的速度在宇宙中飞行的时候,根据相对论,宇宙也会被挤压。这个时候,会有两种不同的时间与空间。就是飞行体的时间与空间,与飞行体之外的时间与空间。这很容易让人产生一种联想,那就是,可能宇宙的素质,只能兜得住C,超过C就兜不住了,可能就脱离了宇宙,这就是为什么我们从宇宙中观测不到超过C的东西。就是说,当这个物体在以一种接近光速,光速,或者超过光速的速度飞行时,他可能同时处于宇宙之中与宇宙之外。在它超过光速的时候,这一部分被溢出到宇宙之外了,宇宙只能承受的住光速以内的速度,因此这一部分留在了宇宙中。这就解释了为什么当达到光速的时候,另有一套时空体系。那一套时空体系可能是宇宙之外的时空体系。当然,这一部分纯粹属于我的自我意淫。属于100%的民科。不足信的。
但是,有意思的事情是,相对论其实是不可思议的,或者是难以思议的。而我们人类会把一切能接触到的信息去拿来思议。把不可思议的东西拿来思议,就是要把一个陌生的东西套在一个熟悉的壳子里去建立模型。这样我们才可以思议。因为毕竟当一个东西是我们熟悉的东西的时候,我们就可以思议这个东西了。
我想说的其实是,相对论的宇宙是不可思议的。直到今天都是。我们现在思议到的只是微不足道的一点点,并且还有可能是一种肤浅的假象。
斯宾诺莎说:实体是在自身内,并通过自身而被认识的东西。我们到目前为止,并没有进入相对论之内,通过相对论自身来认识相对论。按照斯宾诺莎的看法,我们认识的只是相对论的分殊。
因此通过分殊来思议实体是残缺的。
当然,这其实是一段废话。不过这种观点,大刘在三体里也表达过。就是程心坐着光速飞船离开地球的时候,大刘也发出过类似的感叹。
除了引力与光速之外,还有一个元素,很令人着迷,那就是宇宙熵值。霍金说时间存不存在不好说,但是熵值是一定存在的。在宇宙大爆炸的奇点,宇宙熵值是无限低的,宇宙是无限小的,是无限有序的,能量是无限高的。随着时间的推移,宇宙越来越大,能量越来越低,熵值也越来越大。因此如果说时间是某种虚幻的像影子一样的东西的话,那熵值一定是实在的。如果宇宙存在起点与终点,而我们做时光机随机进入到宇宙中的某一点,那么我们在哪一点的宇宙中是没有办法讨论时间的。我们的时间日期是依附于地球的,而当我们随机的进入宇宙周期的某一点时,我们没法知道这个点是在地球之前,还是在地球之后。因此那个时候的时间真的是无从谈起。但是我们并不是就没有办法去界定我们处于宇宙成住坏空的那个阶段。我们说了,宇宙是越来越大的,熵值也是越来越大的。因此我们可以通过探测那个时候的宇宙的尺寸与现在的宇宙尺寸进行对比,就可以知道是在那之前还是在那之后。但是探测尺寸是一个很难做的事情,因此我们可以探测宇宙的熵值,根据熵值来判断宇宙处于那个时期。
由于我们习惯了地球上周而复始的四季循环,以为宇宙也是一成不变的。事实上早期宇宙非常炎热。而在我们之后的宇宙应该会比我们现在更冷。因此这是一个重要的判断依据。我们知道,冷暖的本质其实就是粒子运动的快慢程度。而这种程度由于熵值是有直接关系的。因此我们可以做一种假设,就是时间是一种依附于宇宙背景温度的量。我记得柏拉图曾经用山洞里的影子比喻我们看到的世界。时间可能也是某种更本质的东西的影子。
而目前来看,至少有三种东西是比较更本质的,就是,引力,光速和熵值。
在我们的成长过程中,我们会不断地去构建一个模型,来帮助我们认识世界,理解世界,这个模型就是我们的世界观。世界观的一个分殊,就是宇宙观。我的宇宙观也经历了一次大的毁灭,然后建立起来现在这个比较乱七八糟的宇宙观。我希望我的有生之年,通过我的阅读,学习,可以让我的这个乱七八糟的宇宙观能至少再毁灭一次。
我以前小的时候,我害怕我的模型被毁灭。可是长大之后,很奇怪的事情是,我越来越害怕我的模型不再被毁灭。仔细想想,这其实是很恐怖的事情。不论是宇宙观的,还是世界观的。
0822于花村