最美的理论(三)
爱因斯坦的广义相对论说:“引力场不‘弥漫’于空间,因为它本身就是空间”,引力场即是空间,空间即是引力场。
空间不再是一种有别于物质的东西,而是构成世界的“物质”成分之一,一种可以波动、弯曲、变形的实体。
这完全打破了我们一般的传统认知。过去人们曾认为,物质是看得见摸得着的,实实在在的实体;后来认识到了还有看不见摸不到的微生物、气体、分子原子。但是不管看得见看不见,多大多小,物质总是被限定为,由微观粒子(原子)组成的,在人们的意识之外独立存在,又能为人的意识所反映的客观实在。其实有太多的东西,是人的意识反映不了的。
物质和意识到底有没有关联,先不谈这个,以后再说。我们在物理课上学过一个概念——“真空”,认为是连空气都没有的绝对空间,就是没有任何物质。外太空是最接近真空的空间,用这种观点来看宇宙,可以说,物质是存在于空间中,和空间是完全不同的两种形态,是有和无的对立。爱因斯坦却认为空间是构成世界的“物质”成分之一,一种可以波动、弯曲、变形的实体。空和有不再对立,而是一体。
我们也曾认为,有质量的物体会产生引力,质量越大引力越大。地球围绕太阳转,是因为太阳自身产生了强大的引力,吸引地球围绕它旋转,太阳就是引力源。然而爱因斯坦告诉我们,并不是因为太阳产生了引力,而是太阳所处的空间发生了弯曲,是空间弯曲导致了地球围绕太阳转。真实脑洞大开啊!
在佛教的《心经》中说到:“色不异空,空不异色,色即是空,空即是色。”佛教说的“色”,就是一切的存在(包括各种现象和物质),“空”就是空幻的、虚无的。我在这里写出来的解释并不全对,只是为了说明问题,权且从字面意思先说一下,这里还不谈佛教的一些深入的思想。这一句话,是说色和空是不可分离的,无论色还是空,都不能单独存在。色和空没有任何差别,色既可以是空,空也可以是色。色和空并不是有和无的二元对立关系。广义相对论和佛教的世界观多么的相似。
我们不再身处一个看不见的坚硬框架里,而更像是深陷在一个巨大的容易形变的软体动物中。太阳会使其周围的空间发生弯曲,所以地球并不是在某种神秘力量的牵引下绕着太阳旋转,而是在一个倾斜的空间中行进,就好像弹珠在漏斗中滚动一样:漏斗中心并不会产生什么神秘的“力量”,是弯曲倾斜的漏斗壁使弹珠滚动的。所以无论是行星绕着太阳转,还是物体下落,都是因为空间发生了弯曲。
我们生活在巨大的软体动物中,哈哈~~ 再打个比方,大海里的鱼儿,身处于海水中,大海就是鱼儿们的生存空间,海水就是组成海洋空间的物质,大海就是海水,海水就是大海,就是这个意思。各种鱼儿是海洋这个空间中的另一种形态的物质。鱼儿游泳,是因为海水(空间)发生了波动变形(空间弯曲),推动鱼儿(物质)游泳的。海水(空间)又是因为有鱼儿这个质量的存在,而发生了波动变形。物质形态发生变化,空间弯曲也发生变化。物质运动是因为空间弯曲,空间弯曲是因为物质有能量。
19世纪,波恩哈德·黎曼在他的博士论文中,得出了一个结论:
任何一个弯曲空间的特征都可以用一个数学量来描述,如今我们称之为“黎曼曲率”,用大写的R来表示。后来爱因斯坦也写了一个方程,将这个R与物质的能量等价起来,也就是说:空间在有物质的地方发生弯曲。
这个简单到只有半行长度的方程中,却蕴含着一个光彩夺目的宇宙。**“从此,广义相对论这一神奇的宝藏向人们展示了一连串梦幻般的预言。它们看似疯子的胡言乱语,却全都得到了证实。” **
这个方程描述了空间如何在恒星周围发生弯曲。由于这个弯曲,不仅行星要在轨道上绕着恒星转,就连光也发生了偏折,不再走直线。爱因斯坦预测,太阳会使光线偏折。在1919年,这个偏折被测量出来,从而证实了他的这一预测。
其实不仅是空间,时间也同样会发生弯曲。爱因斯坦曾预言,在高空中,在离太阳更近的地方,时间会过得比较快,而在低的地方,离地球近的地方时间则过得比较慢。
这一预测后来也经测量得到了证实。如果一对双胞胎,一个住在海边,一个住在山上,只要经过一段时间,住在海边的那个就会发现,住在山上的兄弟要比自己老得快一些。
还是住在海边好啊,显年轻,嘿嘿~~ 中国的神话故事里,比如《西游记》里说:天上一日,人间一年,而且不同级别不同地方的神仙,其寿命也不同,一般神仙的寿命为300-500年,这类神仙主要是土地公之类的低级别神仙,级别越高,寿命越长。在《西游记》中最典型的记述在第七十七回《群魔欺本性,一体拜真如》中,如来佛祖一句“山中方七日,世上几千年”,我们才知道,神话故事中天上一日人间一年还只是基本数,在西方灵山那是山上一日,人间千年,更是传奇。不仅如此,这种说法在佛教中似乎也得到印证:人间五十年,为四天王天一昼夜;人间一百年,为忉利天一昼夜;人间二百年,为夜摩天一昼夜;人间四百年,为兜率天一昼夜;人间八百年,为化乐天一昼夜;人间一千六百年,为他化自在天一昼夜。看来不是骗人的啊!爱因斯坦已经发现这个秘密了,哈哈!
再来看看黑洞是怎么形成的。
当一个大恒星燃烧完自己所有的燃料(氢)时,它就会熄灭。残留的部分,因为没有燃烧产生的热量的支撑,会因为自身的重量而坍塌,导致空间强烈弯曲,最终塌陷成一个真真正正的洞。这就是著名的"黑洞。
由于恒星死亡,它的质量减轻,导致原来的空间弯曲改变,最终形成黑洞。
爱因斯坦的方程还指出,空间不可能一直保持静止,它一定是在不断膨胀的。1930年,人们确确实实观测到了宇宙的膨胀。
这个方程还预测,这个膨胀是由一个极小芒极热的年轻宇宙的爆炸引发的:这就是我们所说的“宇宙大爆炸”。
就如哥伦布发现新大陆,哥白尼发现“日心说”一样,一开始没有一个人相信这个理论,后来经过不断的研究和观测,大量证据展现出来,直至在太空中观测到了“宇宙背景辐射”,也就是原始爆炸的余热里弥漫的光。事实证明,爱因斯坦方程的预言是正确的。
广义相对论还说,空间会像海平面一样起伏。宇宙会不会像是另一个硕大的星球上的,就如地球上的海洋一样的超级大海洋?真是让人抓狂啊!
总之,爱因斯坦的理论为我们描绘了一个绚丽多彩而又令人惊奇的世界,在这个世界里有发生爆炸的宇宙,有坍塌成无底深洞的空间,有在某个行星附近放慢速度的时间,还有像大海扬波一般无边无际延展的星际空间……
这一切离我们的人类生活是多么的遥远,宇宙到底是什么样的,跟我没有半毛钱的关系。爱因斯坦就是个无聊透顶的疯子,研究这些不着边际的问题,难道是想告诉我,我在双十一这天和女朋友分手了,她的离开是因为空间弯曲度改变了吗?
啊哈,如果这样去对待这奇妙的宇宙和伟大的科学,我会感到很失落和绝望的。如果我们一直这样生活在这个安稳狭小的“世界”,只为每天的柴米油盐酱醋茶奔波,在尔虞我诈中沦落,在灯红酒绿纷纷扰扰中迷失,难道不会感到无聊和空虚吗?这样的无意义感,足以杀死我。还是观音菩萨自在智慧啊,五蕴皆空,能度一切苦厄!顶礼!!!
用书中第一课的最后一句话来结束本文。
无论是欣赏艺术,还是领悟科学,我们最终得到的将是,美的享受和看待世界的全新视角。
狭隘使人贫穷落后,开放使人丰富进步!哈哈哈~~~