《现实不似你所见》读书笔记

简单书评

首先要声明,本书是我断断续续读完的。所以在内容衔接上可能有所“断片”。但总体而言,不论是作者引入了很多哲学思辨或是历史典故,我觉得并没有起到点睛之笔的作用,反而稍显累赘。此外,文中难免充斥着不小的篇幅关于物理公式和专业的逻辑推理,作为科普读物来说(或者就我个人而言)读起来稍显吃力。

本书作为《七堂极简物理课》的进阶版,更多的是体现在专业性的角度。毋庸置疑,书中确实在很多物理层面上更加深入地展开讨论,但恰恰是这些有深度的内容,让像我这样的小白只能感叹——望成莫及。

总而言之,我对本书的评价不算太高。然而对于豆瓣评分9+以上,我只能说,主要因为我智力水平有限。它要求读者有一定的物理基础,否则仅凭想象,很难对量子物理有一个感性的认知。

不论如何,如果让我读起来发懵的书本,我认为还是整理成读书笔记比较好。

有限感官

我们对现实的理解取决于我们具备什么样的感官,包括视觉、嗅觉、味觉、听觉、触觉等。但你必须知道,这些感觉是有范围限制的,比如我们能看到,又不能完全看到,因为在可见光之外,还有更多频率的电磁波(光既是电磁波);再比如声音,我们能听到,又不能完全听到,因为人耳能感知的声音频率就那么一小段。同理,酸甜苦辣咸之外,可能还有人类无法品尝的美味。

好在人类善于利用工具,可以通过不同的设备仪器探测到那些我们无法感知的事物。但…如果这些工具的感知能力也到了极限呢?

是的,本书围绕二十世纪物理界最重要的两个理论展开讨论:

  • 广义相对论重新定义了引力、时间和空间,它的研究对象很大,超过了人类已知的世界,超出了人类可想象的维度。
  • 量子理论彻底颠覆了经典物理学,它的研究对象很小,小到比已知的最小粒子还要小上亿倍,小到同时存在又不存在,小到人类根本不可能观测到。

虽然它们已经超出了人类有限的感官,但从理论出发,在实践中证明,这两个理论对现代科学,包括天体物理、核能、航空航天、计算机、通信等大部分领域都有极高的应用价值。然而讽刺的是这两个理论却是自相矛盾的。

很可能,二者的矛盾依旧源自人类的有限感官——其实不过是同一件事物的不同面罢了。科学家希望能有一种大统一的理论来让二者和睦相处,目前比较主流的是弦理论圈量子理论

本书的作者显然是圈量子理论的拥护者,换句话说,本文以及本书都是在描述圈量子理论,目前它仅仅是一种观点。(别太较真!)

时间和空间是同一种东西

传统意义上,我们会把时间、空间看作是两个独立且客观的事物。我们会觉得不论物质如何运动或者相互作用,因为它们“被包含在”时间和空间当中。空间是绝对独立的,时间亦是如此。但根据爱因斯坦的广义相对论:时间和空间是同一种东西,统称为“时空”。

时空也并非独立客观的,尽管物体存在于时空中,但时空会因物体的质量被扭曲——这便是万有引力的本质。

一个有趣的假想:越靠近大质量天体的地方,时空密度越高,时间就会越慢。如果一对双胞胎,哥哥住在山脚,弟弟住在山顶,多年之后,哥哥会比弟弟还年轻。

当然,这也只能是假想,因为地球的质量没那么大,如果能在黑洞上做这个实验,那就真的是“一日不见如隔三秋”啦。

but,圈量子理论认为:这个世界根本不存在所谓的时间。当然也没有所谓的真空,因为“空间”本身就是一种存在,它才是万物的根本,构成空间的是一种叫“空间量子”的东东。

空间量子相互作用所产生的事件,被称为“物质”。什么意思呢?就像海浪,浪再大再猛烈再真实,它也只是无数水分子集体行为的结果,世上本没有浪,一部分水“跳”起来,浪就有了。所以,我们这个世界的万事万物可能是空间量子相互作用的结果。同理,物质的行为也会反过来影响空间量子——大质量的天体可以扭曲空间。

事件与概率

在量子世界中,是不存在“平滑连续”概念的,总有个最小粒度,一份一份地传递。在空间量子中亦是如此。

我1秒钟走了1米,这其中可能存在某0.00000001秒走了0.00000001米,当然这个值可以继续往下分,但有一个最小值——1.6x10-³³厘米。这是普朗克长度,它很短,但不为0。假如人类能做一把量子尺,上面的刻度精度也只能到这个极限,因为这是空间的最小单位,否则它属于时空。我无法想象,一种事物没有空间、没有时间、没有质量、没有能量、没有信息,什么都没有,凭什么它还存在?

好了,明确万事万物是不可无限分割的,才便于我们把物理公式中的时间变量t给拽走。

传统观念里,我们会认为“粒子”是构成物质的基础,不论它是电子、原子、夸克或者其他。但正如前文所说,圈量子认为,这些粒子其实是空间量子的集体行为事件(或者说作用结果),就像海面上的浪一样。

按照量子理论继续推导就会得出:粒子(物质)并非永恒的,它以什么形式存在或不存在只是个“概率”问题。而量子的行为是非连续的,是一个接着一个,称为“事件”,所以物质的运动其实是无数个短暂的瞬间。

这一切就像是看动画片,你以为它是连续的,其实它是一帧一帧的。这一切都和时间无关,动画播放的速度只取决于每帧之间的间隔,不论间隔多久,从一帧刷新到下一帧总是一瞬间的事。我们所存在的空间也是这样,空间量子总是一个事件接着一个事件在触发,这一切都不需要时间的参与。换句话说,宇宙中并不存在一个绝对统一的时间维度。

好了,本书我能吸纳的内容也就这么多,关于其他如:圈量子的形态、量子黑洞、万物皆比特等,实在是云里雾里。待我智商充值后,再来好好消化吧。

0%