生命在宇宙面前如此渺小,相对人言却为一个广阔的探索之地。它将发现无穷的知识。

我始终受限于我所了解的知识,那实在是太微小,我要突破它。再过几百年,

世界会以难以想象的速度发展,泥土,木头,红砖,河流,山川,沧海桑田。

一个围着太阳转的地球,一个高速自转地球的引力,Engry = Molar×Constant²,

地球围着太阳高速旋转,我不能快速察觉光影瞬间变化,我所看到的世界带延迟还是切片。

我写笔记是想把普遍的规律运用到生活中来,它不只是科学才能使用量化,生活也能。

无论是能量,质量,光速,至少人是很难测量的,只能套公式,像一个抽象的事实。

我也写一个情感公式:爱情 = 物质×荣誉²,光钱留不住人,光荣誉没发展留不住人情。

请不要误解我的物质和荣誉,不是功利,是给予和利他,爱慕之情,不定是男女之情。


《宇宙的结构》

看完我讲讲我的理解:

狭义相对论

光拐弯或者穿透物质的时候,它的速度丝毫没有受到影响。但是一辆汽车拐弯却要减速,

如果汽车想保持相同的速度拐弯,就必须提高速度克服扭力,漂移。这非常奇怪。

也许我们的生活是一张张照片组成的,光本来就存在照片里面,无论怎么量都是这么长。

所以光的速度始终是这么快,对人来说。在视频里的人想看到照片是什么样的,

要想办法在视频播放之前,比视频的执行帧数快,所以说时间旅行要比光(帧数)更快

你可以突破帧数的限制,自由穿梭不同的帧数。

为什么去了时间旅行的人,回来依旧年轻?

你已经穿越光速,不在受帧数限制,你能提前看完或回顾视频(钟慢效应/时间膨胀)。

相对而言,你看到一张图像帧比那图像帧里面的人的快十倍,所以你过1年,他已过10年。

广义相对论

汽车拐弯降速,因为有个惯性。几乎所有的照片都有这个,月球与潮汐,

这个惯性的速度怎么测量呢,汽车是汽车的速度,可是太阳,月球,木星距离,它们的引力?

似乎是一瞬间的事情,速度比光速还要快。按照狭义论速度而言,我们已经处于比速度更快的引力中,

在现实里就可以穿梭时空。引力到底是什么,它真的能用速度形容吗?能和光作为比较吗?

速度本身就是假的,对视频而言,只是编造好的事实。你所看到的空间并不是一个长方形。

也不是一个圆体,银河系是汽车,就像太阳是司机,地球坐着副驾驶,月球是安全带,

不过他们在瞎绕弯。于是人打开车窗一看,我们认定银河系是个旋涡根本不是汽车。

我们飞到月球明明是直线,不是曲线,这是人的错觉,可以想象成曲线里面全是摸不到的镜子。

真相是我和月球之间只有一只手的距离,只不过是镜子限定了我必须这么飞到月球。

而不是打破镜子,直接踏上月球。正是因为人身处引力之中才察觉不到引力。

空间与时间

难以想象爱因斯坦的这个推论,空间和时间都不存在,只有时空存在(有多少个时空未知)。

时间是面包的厚度,空间是面包的体积。时间膨胀,人在曲面的速度路程提升了,

但是认知确告诉人路程长度根本没有变化,路程不变,速度提升,意味着时间相对减少了。

所以人会感觉在汽车上面,相对而言手表变慢了,对人而言这是无法察觉到的。


这是我浅性的理解,我连一栋大楼的高度都测不出,更不用说光速。

1.

你可能会穷尽一生的时间—— 很多古人的确如此—— 来思考地球的边缘是什么样的,
或者试图想出是谁或者何物居住在世界的尽头。但当你发现地球是圆的,
你会认识到之前的神秘问题没法回答,实际上,那个问题问得并不切题。

狭义相对论

这种说法显然相当简单,它非常符合爱因斯坦的座右铭: “使一切事情尽可能简单化,
除非不能更简单。”这个问题看起来 有点疯狂。如果你追着一束光跑,
常识告诉我们以你为参照物的 话,光速比每小时670000000英里要慢。
反之,如果你朝着光跑, 常识告诉我们光速比每小时670000000英里要快。
在其一生中, 爱因斯坦总要挑战常识,这次也不例外。他有力地论辩道,
不管你跑得有多快,也不管你是朝着光跑还是背离光跑,
你测量到的光速将总是每小时670000000英里一不会比这多,也不会比这少。
这当然就解决了困扰过少年爱因斯坦的问题:麦克斯韦的理论不允许静态的光存在,
因为光永远都不会静止;不管你处于何种运动状态,你朝着光跑或是背离光跑,
或者静止不动,光速都不会发生变化,它总是每小时670000000英里。
但是,我们不禁要问,光为什么会有这么奇怪的现象呢?

在牛顿式的宇宙里,不管测量某件事所用时间的人是谁,只要他认真测量,
所得到的结果都应是一致的。

这种关于时间和空间的假说与我们在日常生活中的体验一致。
正是以这样的常识为基础,我们才会说,如果我们追着光跑,光速看起来将会减慢。
为了搞清楚这个观点,我们来想象一 下巴特,他曾有一个核动力的溜冰板,
他决定用来做终极挑战——追着光跑。
虽然当他看到溜冰板的极限速度是每小时 500000000英里时有点失望,
但他决定还是做出他的惊人举动。 他妹妹站在准备好的激光前,
从11开始倒数(11是她的偶像叔本华最喜欢的数字)。等数到0时,巴特和激光飞奔出去。
莉莎看到 了什么呢?过去的每1个小时里,莉莎看到光移动了670000000 英里,
而巴特只走了 500000000英里,这样莉莎就得出结论,
光每小时都比巴特多走170000000英里。现在我们再来看一下牛顿的理论。
他的观点表明莉莎关于空间和时间的观察是绝对的、普遍的,
任何人做这个实验都可以得到相同的答案。对于牛顿而言,
有关运动在空间和时间中的这些事实,就和2乘以2等于4 一样都是客观的。
按牛顿的说法,巴特会同意莉莎的看法,他会说光波每小时比他多走170000000英里。

但是回来后的巴特说,他完全不能同意这种看法了。他沮丧地说不管他做什么——
不管他怎样推溜冰板——他看见的光速总 是每小时670000000英里,一点也不少。
如果你不相信巴特,可以去看看过去100年间数以千计的设计精妙的实验。
这些实验都是利用移动的光源和接收者来测量光速,
而所有的结果在很高的精度上支持巴特的观测事实。

为什么会这样呢?
爱因斯坦指出,这个答案符合逻辑,而且是对我们到目前为止的讨论内容的深度拓展。
巴特对距离和时间间隔的测量——巴特用来搞清楚光比他快多少所需要的信息-----
定不同于莉莎对距离和时间间隔的测量。想一下,因为速度无非是距离除以时间,
对于巴特而言,在光比他快多少这个问题上,没有理由得出一个不同于莉莎的结果。
因此,爱因斯坦得出结论:牛顿关于绝对空间和时间的观念是错误的。
爱因斯坦意识到相对于彼此运动的实验家们,就像巴特和莉莎,在空间和时间的测量上,
是不会得出相同的结果的。
关于光速的这种令人费解的实验数据只能通过空间感和时间感上的不一样来解释。

空间和时间的相对性是一种令人惊奇的结论。我已经了解它25年了,但即使是现在,
每当我坐下来静静地思考它时仍会感到迷惑。从光速恒定这一乏味的说法中,
我们可以得出这样的结论:空间和时间是针对旁观者的角度而言的。
我们每个入都有一个自己的时钟;对于时间的流逝,我们每个人有自己的认识。
每个人的时钟都一样精确,但若我们相对于其他人运动的话,这些时钟就会不一致。
它们是不同步的;用它们测量两个给定事件之间流逝的时间,
不同的时钟测得的量是不一样的。对于距离也是一样的。我们每个人都有自己的准绳,
对于空间中的距离,我们每个人有自己的认识。每个人的准绳都同样精确,
但当我们相对于其他人运动的时候,这些准绳就会不一致;
用它们测量两个定点之间的距离,不同的准绳测得的量是不一样的。
如果空间和时间不是这样的话,光速就不恒定了,它将取决于观测者的运动状态。
但光速是恒定的;空间和时间确实是这样的。空间和时间以精确的方式互相补偿,
从而使得人们测量光速时总是得到同样的结果,无论观测者的速度怎样都是如此。

我们习惯于认为物体可以穿越空间,
事实上另一种运动也非常重要:物体也可以穿越时间。
举个例子来说,腕上的手表、墙 上的时钟都显示着时间在滴滴答答地溜走,
这就意味着你和你周围的一切事物都在不断地穿越时间,不停地从一秒到下一秒。
牛顿认为穿越时间的运动完全不同于穿越空间的运动——
他认为两种运动之间不存在什么联系。
但爱因斯坦却发现它们紧密木连。事实上,狭义相对论的革命性发现在于:
当你注视某物,例如一辆静止的车时,以你作为参照物的话它是静止的——没有另越空间,
也就是说——这辆车的所有运动仅是穿越时间。车、司机、马路、
你以及你的衣服都在同时穿越时间:一秒接着一秒在滴答声中均匀地溜走。
但是如果车开走了,它的一部分穿越时间的运动将转换成穿越空间的运动。
这正如巴特将一部分向北的运动转换成向东的运动,
从而使得向北运动的速度减慢了一样,
车子的一部分穿越时间的运动转换成了穿越空间的运动,
从而使车穿越时间的运动的速度减慢了。也就是说,汽车穿越时间的运动减慢。
因此,相比于静止的你我而言,运动中的汽车和司机所感受的时间流逝要慢一些。

广义相对论

爱因斯坦还有另一个需要将注意力转移到引力上的更加充分的理由。
他意识到狭义相对论其核心论断是光速是最快的,与牛顿关于引力的普适定律直接矛盾,
而牛顿的定律在过去的200年 中曾做出过里程碑式的贡献,比如精确地预测了月球、
行星、彗星以及在空中运行的其他天体运动。牛顿定律尽管从实验上来说是成功的,
但爱因斯坦意识到根据牛顿的定律,引力的影响无处不在——从某地到另一地,
从太阳到地球,从地球到月球,从任 何一个地方到另一个地方——且是瞬时产生,
这意味着它比光速还快。因而与狭义相对论直接相矛盾。

根据牛顿定律,原因是这样的,在月球消失的一刹那它的引 力效应也随之立即消失了,
没有了月球的引力,潮将很快退去。 由于光花一秒半的时间才能够从月球传到地球,
因而你不会立即 看到月球消失。在这一秒半中,虽然皓月当空,但潮水正在退去。
因此,根据牛顿的思路,引力可以比光先影响我们——引力 比光快——关于这一点,
爱因斯坦认为它肯定是错误的。

同理,通过适当的改变运动状态,你就能创造出一种本质上与引力相同的力。
想象一下,脚上粘着体重秤的巴尼进入太空船后加入宇航员的失重训练中,
体重秤的显示还是零。假如太空船点燃推进器加速,一切就会不一样了。
巴尼会感觉到来自太空船 地板的压力,就像你站在加速的电梯上感觉到电梯对你的力一样。
这时巴尼脚下的体重秤的读数就不再是零了。如果太空船以合适的力度开动推进器,
体重秤的读数仍然可以和巴尼在澡堂中看到的一样。
通过适当的加速,巴尼能感受到一种与引力难以区别的力。

旋转的桶已经讨论了很长时间。从牛顿的绝对空间和绝对时间,
到莱布尼茨和后来马赫的相对论观点;再到爱因斯坦在狭义相对论中认识到的:
空间和时间是相对的,但它们组合起来却是绝对时空;再到他的下一个发现,
在广义相对论中认识到的:时空是动态宇宙中的一个参与者,在这个过程中,
那只旋转的桶总 是在那儿。在我们内心深处,旋转的桶提供了一个简单、静态的检验方式,
以探明不可见的,抽象的,不可触摸的空间(从广义上来说是时空)
是否足以为运动提供最终的参照物◎裁判?虽然 这个问题还在争论之中,
但正如我们所看到的,对爱因斯坦和他 的广义相对论最直接的解读就是,
时空可以提供这样一种基准:时空的确是具体的:

量子力学

举一个具体的粒子,假如你戴了一副太阳镜,量子力学就会告诉我们,
一个特殊的光子——比如从湖面或沥青路面反射到你 身上的那种——
将有50%的概率穿过你佩戴的偏光眼镜,从而使进入你眼睛中的光强减弱:
当光子碰到你的镜片时,它会“随机”选择反射回来或穿过眼镜。令人惊奇的是,
这样的光子可以有一个在几英里以外向相反方向传播的伙伴,
另一个光子也会以50%的概率通过另一个偏振太阳镜,就像它的伙伴那样。
即便每 一个结果都是随机决定的,即便它们在空间上相距很远,
但只要一个粒子能通过偏振镜,另一个光子也将通过。
这就是量子力学预言的所谓非定域性。

水波会在平静的湖面上激起涟漪,使得有些地方隆起,有些地方凹下去。
波最高的部分称为 波峰、最低的部分称为波谷。 典型的波具有周期性,
波峰后是波谷,波谷后是波峰,依此类推。如果两列波相遇一举个例子来说,
假如你我在湖面上相近 的位置各扔下一颗小石子,那就会产生相向的波——
当它们相遇时将会产生如图4.2(a)所示的于涉效应。
当一列波的波峰和另一列波的波峰相遇时,干涉波的振幅将是前面两列波的波峰的叠加。
类似的,当波谷与波谷相遇时,水面将会由于两个波谷叠加而凹陷得更深。
而最为重要的情形是:当一列波的波峰与另一列波的波谷相遇时,它们将相互抵消,
波峰试图将水往上提,而波谷试图将水往下拉。
如果一列波的波峰高度与另一列波的波谷深度相等,它们将完全抵消,
这样的话该位置的水根本就不会上下移动。

因此,量子力学的成功之处在于迫使我们接受这样的观念: 作为物质组成成分的电子,
按我们通常的理解,占据着空间中很小的、类似于点的那么一点区域,
实际上却也具有波的性质,并 且可以弥漫到整个宇宙。而且根据量子力学,
这种粒子-波的融合适用于大自然中的所有成分,而不仅仅限于电子:
质子同时具有粒子的特性和波的特性;中子也是如此,而且,
早在20世纪初期就有实验表明,光——看起来是一种波,
如图4.1——也可以从微粒的角度加以描述,我们在前面提到过小小的“光束”叫做光子。
打个比方来说,100瓦的灯泡所发出的一系列电磁光波, 
也可被描述成灯泡每秒发出一万亿亿个光子。在量子力学的世界里,
每件事物都同时具有粒子属性和波的属性。

为了更好地理解,我们来看看海森堡自己的粗略描述,虽然
其在某些特殊方面还不完善,但却能给我们有用的直觉图像。当
我们测量物体的位置时,我们通常都会以某种方式与它发生相互
作用。假如我们要在黑暗的房间里找到灯的开关,那么我们就得
靠摸,摸到它就是找到了它的位置。如果一只蝙蝠在寻找一只田
鼠,它就会发出声呐,并翻译出从目标身上反射回来的波。最为
普通的定位方式就是看—— 物体上反射的光进入我们的眼睛。关
键之处在于,这些相互作用不仅对我们有影响,也会影响我们要
定位的物体。即使是光,从物体上反射回来时,也会对物体的位
置有一个小小的影响。对于常见的物体—— 比如你手中的书或墙
上的钟表—— 而言,反射光的轻微推力不会带来明显的影响。但
当它撞击一个像电子一样的微小的粒子时就会产生巨大的影响:
当光从电子表面反射回来时,它改变了电子的速度,就像你的速
度会被一阵强烈的狂风影响一样。事实上,你越想精确的测定电
子的位置,所使用到的光束的能量就得越强,对电子运动的影响
也就会越剧烈。

这就意味着如果你高精度地测量电子的位置,就必然影响你
的实验:精确定位这种行为本身就会影响电子的速度。因此你可
以精确的定位电子,但是与此同时你却无法知道它的速度,因为
那一刻它正在运动。相反,你能精确地测量出电子的运动快慢,
但这样做的同时你会无法知道它的位置。大自然对确定这样的互
补性质的精确度有一个内在的限制。虽然我们一直在讨论电子,
但要知道不确定原理具有普适性:它适用于一切事物。

爱因斯坦、波多斯基和罗森(EPR)的灵感部分是被海森堡对不确定原理的粗略解释激发的:
当你测量物体的位置时你必然 会扰动它,因而不可能同时测出它的速度。
就像我们所看到的, 虽然量子不确定性比“扰动”解释更具普适意义,
爱因斯坦、波多斯基和罗森却从中发明了一套有说服力的巧妙办法避开任何不确定性的起源。
他们提出,是否存在一种间接的测量方法可以同时测出粒子的位置和速度
而不会影响粒子本身呢?举个例子,我们来看一个经典物理的类比,
想象一下罗德和托德•弗兰德斯, 他们决定在斯普林菲尔德新形成的核荒漠中独自闲逛。
他们返回到沙漠中心,背对背站立,约定朝着各自的方向以同样的速度一 直向前走。
一段时间,比如9个小时后,他们的父亲------内德——
从斯普林菲尔德山返回的时候看到了罗德,
他飞快地跑了过去,着急地问罗德,托德跑哪去了。这时候,托德已经走很远了,
但是通过询问罗德相关情况,内德了解了有关托德的很多情况。
如果罗德从开始的位置向东走了恰好45英里,则托德从开 始的位置向西也恰好走了45英里。
如果罗德以每小时5英里的速度向东走,托德也一定以每小时5英里的速度向西走。
因此即使 托德在90英里开外的地方,内德也能间接知道他的位置和速度。

时间片

不可否认,我们的意识体验似乎遍布于整个时空切片。打个比方来说,
我们的思想就好比先前提到过的放映机的光,当时间的某时刻被意识的力量照亮时,
它们就成为鲜活的画面了。从某一刻到下一刻的流动感源于我们的思想、
感觉和认知在意识上的改变。改变的结果将会导致持续的运动;
它会发展成前后一致的故事。但是——不依靠任何心理学或神经生物学的借口——
我们可以想象一下我们是如何感受时间的流动,即使实际上并没有这样的事情发生也没关系。
为了便于理解我的意思,想象一下现在有一台有点毛病的DVD播放器,
它会随意的前进或后退,我们用它来播放电影《钢》:屏幕上刚才还放映某一刻的画面,
但下一刻立刻就切换成了完全无关的画面。当你观看这种跳跃性的画面时,
你可能很难弄清楚到底在演什么。但对于郝思嘉和白瑞德来说没有问题。
在每一帧画面中,他们做他们在那一帧画面中总会做的事情。
如果你把DVD停在某个特殊的画面,问他们相关的想法和记忆,
他们给你的答案将与DVD功能正常时他们会给你的答案一模一样。
如果你问他们是否因南北战争的混乱顺序而迷惑,他们将会疑惑地看着你,
认为你一定是喝了太多的冰镇薄 荷酒。在任意给定的画面里,
他们将会有画面那一刻的思想和回忆——特别是,
那些想法和记忆给他们的感觉是时间像平常一样平稳而连贯地逝去。

打碎的鸡蛋

但重要的问题是,为什么我们从没有看到这样的事情发生呢?
我敢打赌一定没有人亲眼看见打碎的鸡蛋聚集起来恢复成原样。
但是如果物理定律允许这种情况存在,
而且这些定律平等地对待打碎的鸡蛋和未打碎的鸡蛋的话,
为什么一种情况从未发生而另一种情况总是发生呢?

网球运动和鸡蛋的故事告诉我们的不只是自然定律具有时间反演对称性,
这些故事还告诉我们,为什么我们在真实的经验世界里看到的许多事情
只能朝一个方向发生,反过来则不行。让网球逆着其轨迹运动并不难。
拿着它,并以相同大小的速度朝相反方向将其掷出,就这样即可。
但使鸡蛋所有的混乱碎片逆着原来的轨迹运动就要困难到不可想象了。
我们需要抓住每一片鸡蛋碎片,以相同速度但朝相反的方向同时发送回去。
很显然,那远非我们(或者聚齐所有人力物力)所能做到的。
我们找到了我们一直寻求的答案了吗?鸡蛋打碎却无法重新复原
(即便两种运动都是物理定律所认可的)的原因是因为其中一种可实现
而另一种无法实现吗?答案就是那么简单,就是因为鸡蛋打碎容易——
使鸡蛋从桌上滚下去——而使鸡蛋复原难吗?

理论上讲,我们可以运用经典物理学定律来计算将整沓纸扔向空中后每一页所将降落的位置。
而且,理论上讲,我们也可以精确预测这些页码的最终排列方式,
因而(在量子力学中,情况将有所不同,而那是我们在下一章要讨论的内容)
看似没必要依 靠诸如此类哪种结果更有可能出现的概率概念。
但是统计学确实 是强有力且非常有用的工具。
如果《战争与和平》只是一本只有几页的小册子的话,我们很快就能成功地完成计算,
但是对于真 正的《战争与和平》这么做就不可能了。这693张纸随着温和的风飘荡,
相互摩擦、滑落、碰撞,最后落到地上,
想要追踪这693张纸的精确运动将是一项非常艰辛的工作,
远远超出了当今世上最强有力的超级计算机的运算能力。

让我们来看一个不错的便于说明问题的物理例子,想想先前提到的可口可乐瓶。
当气体,比如最初被密封进瓶子里的二氧化碳,传播到房间的每一个角落时,
单个分子可能有许多种重排方式,但是这些重排没有什么显著区别。
比如说,当你挥动胳膊时,二氧化碳分子将会来回穿梭,
迅速改变位置和速度。但从整体上看,分子的调整不会带来整体性质上的变化。
在你挥动胳膊 之前分子是均匀分布的,挥动胳膊之后仍然是均匀分布的。
气体的这种均匀分布状态对于分子的大量重排方式是不敏感的,这正是所谓的高嫡状态。
相比而言,如果气体分布在较小的空间内, 比如说瓶子内,或被障碍物密封在房间墙角,
就会出现有意义的低境状态。原因很简单。正如一本薄薄的书的页码只可能有几种排列方式,
小地方只能为分子的排列提供一点点空间,因而也就只会产生很少的排列方式。

但当你拧开瓶盖或是挪开障碍物时,你就为气体分子打开了一个全新的世界,
它们开始运动、碰撞,很快播散到房间的各个角落。为什么呢?
这和《战争与和平》问题中的统计学推演是一样的。毫无疑问,
一些分子经过碰撞将会离开最初的气体团或使一些刚刚离开的气体分子又被撞回来。
但因为房间的体积远远超 过了最初的气体团,如果它们分散开来,
分子将会有更多种的排 列方式。因此,气体从最初的低嫡状态——气体聚集在一个小区域内,
自然演化到高嫡状态——气体均匀地分布在更大的空间内。一旦气体达到这种均匀状态,
将一直维持高炳状态:运动和 碰撞会使分子四处移动,从而造成一种又一种的重排方式,
但大部分重排方式都不会影响气体的全局性的、整体性质。而这就意味此时处于高嫡状态。

正如你所见,嫡的概念为我们先前发现的“难易”结论提供了一个精确的版本。
《战争与和平》页码容易弄乱是因为有如此多种无序排列方式。
这些页码很难按恰好的顺序降落,因为这需要上百张纸降落时恰好按照托尔斯泰的意愿。
一个鸡蛋很容易破 碎因为有如此多的破碎方式。一个破碎的鸡蛋很难会记起来,
因为无数个破碎的鸡蛋成分必须以和谐的步调移动才能形成放在桌上的一个独立完整的鸡蛋。
对于由多种成分构成的物质而言,从 低炳状态达到高嫡状态——从有序到无序——是容易的,
因此它总在发生。从高炳状态到低嫡状态——从无序到有序——是非常难的,因此很少发生。

鸡,或其他生物,是一种令人惊讶的高度有序的物理系统。 
这种组织性来自哪里并且又是如何维持的呢?鸡仍然存在,并且可以靠不断生蛋、
吃食以及呼吸继续存在下去。食物和氧气为生 物提取所需的能量提供了原材料。
如果我们要真正理解究竟是怎 么回事的话,这种能量的一个重要特点就不得不强调一下。
在鸡的一生当中,鸡通过摄取食物获得能量,
然后又将能量以新陈代谢和日常活动所产生的热量和废物的形式排放到周围的环境中。
如果没有这种能量摄取和释放的平衡,鸡将越来越笨重。

问题的关键在于,各种形式的能量并不一样。鸡以热量释放到环境中的能量是高度无序的——
这些热量常常导致周围的空气 分子的震动碰撞变得比先前剧烈。
这种能量的烟很高——这些能量不断散发,并与环境混合在一起——因此不能轻易利用。
相反,鸡从食物中摄取的能量的嫡则很低,因而很容易用于重要的维持生命的活动。
因此鸡,事实上也包括每一种形式的生命,都在摄取低炳能量释放高炳能量。

•认识到这一点又会发现另一个问题。鸡蛋的低嫡源自哪里。 
鸡的能源食物又是如何拥有如此低的靖的?我们应如何解释这种反常的有序?
如果食物是动物来源的话,我们又回到了最初的问 题:动物是如何拥有低炳的?
但如果我们追踪食物链,我们最终 将发现动物(比如我)只吃植物。
植物和果蔬产品又是如何维持 低靖的?在光的作用下,
植物通过光合作用将周围空气中的二氧化碳转化成氧气和碳水化合物,
氧气释放到空气中,而碳水化合 物被植物吸收利用以生长繁殖。
因此我们能将低嫡的、非动物性的能源追踪到太阳那里。

这又进一步引起了解释低嫡的另一问题:高度有序的太阳来自哪里?
太阳形成于50亿年前,
它最初是由弥漫的气体团在其组成成分相互之间的引力作用下不断地旋转、
聚集而形成的。当 气体团密度变大时,一个部分施加于另一个部分的引力就会增强,
从而造成气体团进一步向自身塌陷。当引力将气体团挤压得越来越紧时,
气体团就会变得越来越热。最终,气体团的温度如此之高以至于引发了核反应,
从而不断向外辐射热量以阻止引力对气体团的引力压缩作用。
这样,一个高温、稳定、明亮燃烧着的恒星就诞生了。

现在,我们的猎物终于要停下来了。有序和低炳的终极起源一定是大爆炸本身。
在宇宙的最初时刻,还没有像黑洞这样超大的燃容器存在,
我们只能从概率的角度考虑,由于某些原因,
新生的宇宙充满了热而均匀的氢气和氮气混合物。尽管这种结构本身嫡很高,
但由于密度很低,所以我们可以忽略引力,而引力不 能被忽略时情况就全然不同了;
因此,这种均匀气体的嫡非常低。与黑洞相比,
这些分散而近乎均匀的气体处于非同于寻常的低嫡状态。从那时起,根据热力学第二定律,
宇宙的总炳渐渐变 得越来越高;总的净无序度也在渐渐增长。大约过了10亿年后, 
在引力的作用下,原初气体不断聚集,最终形成了恒星、星系,其中较轻的形成了行星。
于是,至少有一颗这样的行星,它的附 近有一颗恒星,这颗恒星提供了相对低嫡的能源,
这些低炳的能 源使得低嫡的生命形式得以演化,
在这些低嫡的生命形式中最终有一只鸡下了一个蛋,
而这只蛋几经周折现在摆放在你厨房的餐桌上,
令你气愤的是鸡蛋继续进行着向高炳状态演化,
它从桌上 掉下来,在地上摔碎了。鸡蛋之所以摔碎而不是聚集起来,
是因为它在朝着高炳状态前进,而高靖状态是由宇宙诞生时的低炳状态引起的。
宇宙诞生时令人难以置信的有序态正是一切的开始, 
从那时起我们一直都生活在这种渐渐向高嫡状态演变的宇宙中。

但是,当我们用概率来考虑问题,
将世间万物都想象成由于统计学上的偶然事件才存在于这个世界时,
我们会发现自己深陷困境:这种思路让我们开始怀疑物理定律本身。
因此我们倾向于 反对用统计学上的偶然事件,而更愿意用低烯的大爆炸来解释时间之箭。
这样一来,问题就变成了弄清楚宇宙是怎样从这样一种看似不太可能的、
高度有序的形态开始一切的。这才是时间之箭 所需要的问题。
所有一切最后都归结到宇宙学上。

时间与量子

为了便于理解物理学,想象一下你是位艺术品收藏家,
新斯普林菲尔德艺术与美化协会的主席史密瑟先生来观看你所收集的用于拍卖的各种物品。
你知道,他真正感兴趣的是《脱衣舞男》, 这是一幅你自己不太喜欢的画,
但这是你深爱的伯祖父伯恩斯留给你的,因此决定到底要不要卖它是一番情感上的斗争。
史密瑟 先生来后,你和他谈论着你的收藏,最近的拍卖,最近在大都会博物馆的展览。
令人惊奇的是,你得知,许多年前史密瑟先生曾是你伯祖父的得力助手。
谈话的最后,你决定放弃《脱衣舞男》: 还有许多你想要的其他作品,你必须学会放弃,
否则你的收藏将没有焦点。在艺术收藏的世界里,你总在告诉自己,有时更多就是更少。

当你反思这个决定时,你发现事实上在史密瑟先生到来之前你就已经决定要卖掉它。
虽然一直以来你都对《脱衣舞男》有种 特殊的感情,但你一直在努力避免没有计划、
漫无目的的收藏, 而且以20世纪末的色情现实主义为主题的收藏几乎被视为只有
最有经验的老手才可踏足的收藏禁地。即使你记着在你的客人到来之前你不知道应该怎么办,
但从你现在的做法来看,你当时确 实已经决定了。这并不是说未来发生的事件影响了过去,
而是说 你和史密瑟先生的会面,以及接下来做出的愿意卖画的声明表明,
你早以某种方式做出了明确的决定,虽然在当时看来你并没决定。
就好像是这次会面和你的声明帮助你接受了这个已经做出的决定,
而这个决定只是等待着被发掘出来。未来帮助你知晓过去到底发生了什么。


新的诡异之处在于这样一个事实:路径选择的测量发生在光子在分束器中
不得不“决定”是像波一样同时经过两条路径还是 像粒子一样只经过一条路径很长时间以后。
当光子经过分束器 时,它无法“知道”新的探测器是关着还是开着实上,
可以在光子经过分束器之后再设定探测器的开关。在探测器关掉的情况,
光子的量子波最好分裂,同时沿着两条路径传播,
这样一来,两列波的叠加就会产生干涉图样。
但是,如果新的探测器一直开着——
又或是在光子完全经过探测器后才打开——那光子就会遭遇身份危机:
光子本来已经通过两条路都走确定了自己具有波动性,但现在在做出选择之后,
它“意识”到它需要成为一个粒子,沿着一条路径运动,并且只沿着一条路径运动。

这与你是否决定要卖出《脱衣舞男》的经历有一定的相似性。在遇到史密瑟先生之前,
你正处在一个模糊、还未决定、既 愿意卖画也不愿意卖画的混合状态。
但是,一起讨论过艺术世界,并且得知史密瑟先生对你伯祖父的感情之后,
卖画的想法就在你的头脑中定型了。这次谈话使你下定决心,
这样的决定使这段决定的历史从先前的不确定中明晰起来。
反思过去,就好像这个决定早就做出一样。但如果你和史密瑟先生相处不是十分愉快的话,
如果他没有获取你的信任让你觉得《脱衣舞男》并不会在他手中辱没,
你或许就会觉得不卖出去挺好的。在这种情况下,
你可能会觉得事实上很久以前你就决定不卖这幅画——不管卖出这幅画多么的明智,
但在你内心深处感情的维系让你对这幅画无法释怀。事实上,过去一点儿也没有改变。
只是现在的不同使你对过去描述有所不同。

错觉

要是有人大半夜的把你从睡梦中叫醒,然后让你告诉他宇宙的形状——
也就是整个空间的形状——是怎样的,朦朦胧胧的你 大概会没法回答。
不过即使在你醉醺醺的时候,你也知道爱因斯 坦证明过空间就像橡皮泥一样,
所以理论上它可以是任何形状。 那么你什么时候又将怎样才能回答询问者的问题呢?
我们居住在 一个小行星上,这颗小行星绕着一颗毫不起眼的恒星运动,
我们的太阳系不过是整个银河系边缘的一个星系,
相比于其他千百万个星系没有任何特别之处。
那你究竟该怎样才能对整个宇宙的形状有一个认识呢?好吧,随着困意渐渐退散,
你的头脑逐渐清醒,认识到是时候再次搬出对称性来当救兵了。

如果你愿意采纳科学家们广泛持有的信念:在大尺度上,
宇宙中所有的位置和所有的方向都是相对于彼此对称的,那你就很好地回答了询问者的问题。
理由是,差不多所有的形状都不可能 满足这一对称性的标准,
因为差不多任何一种形状的某个部分或区域都在基本层面上区别于其他部分或区域。
梨形上窄下宽;鸡 蛋形两头尖中间粗。这些形状,虽然也具有某些对称性,
但都不具有完全的对称性。将这些特别的形状排除,
把视野投向那些每个区域每个方向都彼此类似的形状上,
你就会发现还没被淘汰的已经出奇的少了。
对于对称性的思考显然已成为现代宇宙学发展中不可或缺的
部分。时间的意义,把整个宇宙当成一个整体来研究时的时间概
念是否可用,空间的整体形状,甚至是广义相对论的深层次理论
框架,所有的这一切都在根本上依赖于对称性。即便如此,我们
还将发现存在另外一种从对称性中获知宇宙演化的方法。通过对
宇宙温度史的学习,我们将会发现,从大爆炸刚刚过去之后的极
热时刻一直到我们测量外太空所得到的只有绝对温度几度的今
天,整个的这段过程都可以从对宇宙温度的研究中了解到。

大爆炸

但是作为一个25世纪的人,你在高中阶段就学过广义相对论了,
所以你能够解决这道题目。广义相对论说两个物体之间的引力大小
并不仅仅取决于物体的质量M当然还有两者之间的距离),
还取决于那些可以加到每个物体总能量上的额外贡献。
所以我们还可以在物体的温度上做点手脚。温度是组成金块的金原子运动的平均快慢的量度,
也就是说,温度是金原子活性的量 度,反映的是金原子的平均动能大小。
于是你就可以知道,只要 加热金块,金原子就会运动得更猛烈,
因而被加热的金块就会比 没有被加热的金块更重。
牛顿并不知道这个事实[1磅(1磅R 0. 4526千克)重的金块温度升高10摄氏度,
重量增加千万亿分 之一,其效应非常之小],但是你知道,所以你就能够逃脱囚困。

你回答了这个问题,但是你的罪很重,假释官在最后一刻决定你还必须再受一次考验。
这次他们给了你两个完全一样的玩具,就是那种打开盒子就有小人弹出的玩具。
现在你要做的是再使这两个玩具有不同的重量。这次对你的限制苛刻了一点,
你不但不被允许改变每一个玩具的质量,还不可以改变它们的温度。
要是把这个问题给牛顿,他就只好一直被关在大厦里了。因为他还是只能给出那套解释:
物体质量一样,因而重量必定一样,所 以本题无解。而你呢?你还是可以求助于广义相对论:
你可以把一个玩具中的小人紧紧地压在盒子底,让另一个玩具中的小人处在弹出的状态。
为什么要这么干?答案是压缩中的弹簧比正常伸 展的弹簧具有更多的能量。
你花了力气压缩弹簧相当于给了弹簧能量,弹簧的弹力反映的就是你的劳动成果,
使小人向外弹出的 就是这股弹力。于是,我们又可以回到之前的说法:爱因斯坦告诉我们,
任何多余的能量都会影响引力,从而使物体具有额外的重量。
因此,小人被紧紧压到盒子底部的玩具将比小人正常伸展的玩具重那么一点点。
牛顿不了解这一点,但是你知道,所以你就一定可以重获自由身。

第二个问题的解决方案向我们透露的正是广义相对论的微妙之处。
爱因斯坦在他那篇有关广义相对论的论文中,
用数学为我们展示了万有引力并不仅仅取决于物体的质量,
也不仅仅取决于能量(比如热这种能量),还取决于可能具有的压强。
要理解宇宙常数的问题,我们就非得了解广义相对论的这一特点。
而这也就是为什么向外的压强——比如压缩的弹簧所具有的——被称为正压的原因。
显然,正压将对万有引力有正的贡献。于是,关键之处来了:
压强,并不同于质量和总能量,在某些情况下,某些区域的压强可以为负,
这样的压强有向里吸而不是向外推的效 应。虽然乍听之下没那么奇怪,
但以广义相对论的角度来看,负压会导致某些非常奇怪的事情:
正压可以对普通的万有引力有贡献;负压贡献的却是“负“引力,
也就是说,负压贡献的是排斥性的万有引力!

爱因斯坦的广义相对论带来的这令人错愕的结果,打破了人们200年来的固有信念——
万有引力只能是一种吸引力。行星、 恒星和星系,的确如牛顿告诉我们的那样,
一直展示出来的是吸 引力。但是,在某些情况下,当压强变得非常重要
(在我们日常生活的条件下,压强带来的引力贡献完全可以忽略),
特别是负压(对于普通物质,如质子电子之类,压强是正的,
因而宇宙常数不可能来自人们熟悉的普通物质)变得非常重要的时候,
万有引力的效应可能令牛顿目瞪口呆,因为万有引力可能是排斥力。

这个结果对于由此而来的诸多推论非常重要,而且很容易被 错误的理解,
所以我要强调一下它的关键之处。在广义相对论的框架下,引力和压强既有联系又有区别。
压强,或者更准确地说 压强差,可以以自己的方式,一种非引力的力的面目出现。
潜水的时候,你的耳膜就会感觉到压强差,因为耳膜外水压和耳膜内的气压彼此不同。
这种说法完全没有问题。但在我们讨论的压强和引力问题中的压强则完全不同。
根据广义相对论,压强对引力场有贡献,
因而可以间接显示出力的效应一过对万有引力有贡献体现出来。
压强,虽然不同于质量和能量,但也是引力的一个来源。特别要注意的是,
要是某一区域内的压强为负,那它在这个区域内就会贡献出排斥性的万有引力,
而不是吸引性的万有引力。

这就意味着,假如压强为负,那么来自于质量和能量的普通吸引性的万有引力,
和来自于负压强的排斥性的万有引力之间会 存在一种抵消。
如果区域内的负压强大到一定程度,那么排斥性的万有引力就会起主导作用;
万有引力就会把物质彼此拉近而不是推开。于是宇宙常数就可以登场了。
爱因斯坦加到广义相对论方程中的宇宙常数项相当于在空间中均匀地布满能量,
方程又告诉我们这种能量具有负压强。而且,
来自于宇宙常数负压的排斥性万有引力会超越来自于正能量的吸引性万有引力,
因而排斥性的万有引力将起主导作用:宇宙常数表现出的是排斥性的万有引力;

布莱恩·葛林在40岁在2003 年 11 月 12 日出版了这本书,这个人举例很有力。

能感受到他看过很多书,哲学家的笑话,后面的弦就看不懂了,实在深奥。

启发

初略看完这本书,波纹的影响,常量,引力的两面性,性质对称,量子反推,

把复杂的东西化成非常简单的。时间片越大,人的认知差距越大,

身处时空中看到的时间片是不同的。