弹一弹宇宙的琴弦,或许可以窥知未来

亲爱的各位书友,今天我们分享的这本书是《宇宙的琴弦》,这本书是量子理论的第二本,昨天我们分享了当物理遇到意识,我们发现,这样的一个的世界竟然和人的意识相连,难道这不是奇妙之美吗?

这本书讲了现代物理学的最新理论的进展,就是超弦理论。我们曾经分享过的《七堂极简物理课》,讲了物理学的最新的前沿进展,其中就讲到了超弦的理论。爱因斯坦在生命的最后三十年,一直在寻找所谓的统一场论,就是如何用一个简单的模型和公式把宇宙间所谓的力统一在一起,电、磁、引力。这样可以在一个单独的包罗万象的能够容纳世间所有规律的力统称为一个简单的理论。我们曾经分享过霍金的《大设计》,他说一切的模型都是简单而优雅的。而爱因斯坦就是希望通过对宇宙最深刻的认识,揭示一个更大的宇宙奇迹,他有特别渴望以前所未有的清晰来表现宇宙的活动。让每个人都能敬畏它美妙动人的旋律。

今晚这本书《宇宙的琴弦》,我的理解是一个非常美的翻译。给我们分享了物理学的最新前沿弦理论,以一个琴弦这样的描述和比喻,让我们意识到,我们遇到宇宙的尽头,遇到探索的尽头,会发现宇宙和人的意识相关。同时我们看到爱因斯坦到临终的时候,也没有实现他的梦想。主要原因是当时我们对自然力和物质的许多基本的特征我们还不知道,近来的超弦理论,现在更多的是一种预测和假设。我们只是在理论的逻辑上证明是完整的,但目前还没有得到有效的理论和更深的逻辑验证,是因为我们的数学还没有发展出足够的水平能够支撑这种理论的基础。

比如爱因斯坦他之所以能够发现相对论,是因为有黎曼集合,我们从历史上很多次的重大发现会发现,很多时候是因为我们缺乏足够的工具,而没有探索到更深的尽头,当我们有了足够的工具,就会让我们对世界的认知更深一层。

这本书对我们普通人来说,除了我们了解物理学家在探索世界如何的进展,更大的实际意义来自于他的思维方式。这本书几乎就是一个物理学家和物理学界自我否定的过程。我们说一个人的意识和自我的意识可以固执,可以执着。但是物理学面对的就是数据、信息和确定的现象。

所以当爱因斯坦发现他的优雅的公式不能完整的表达对这个世界的理解时,他在公式前面加了常数,就能解释很多不能解释的东西,而超弦理论给了这样的可能,它可以把大到宇宙,小到原子,所有的一切以同一个理论来解释。

这让想到现在我们每个人在面对的很多新的状况,我们说面对一个不确定的当下,可能过去的经验没有用了,或者说过去的经验可能已经在某些程度上影响了我们对这个世界的探索,所以这本书我想看到的就是一个不断的自我否定,去探索,去认知、去实践这个世界的过程。

接下来我们分享超弦理论:

超弦理论把组成我们这个世界的最小的物质,这本书还是来自于哲学思辨的还原论,就是我们把这个大千世界追溯到最小的单位,原子、电子、质子、夸克,到我们现在的共识的最小的物质单元之中。我们根据弦的理论,所有的这些物质都可以整合成一个物质的组成单元。就是假如说我们能以更高的精度,比现有的技术高很多数量级的精度,去考察那些粒子,我们会发现,它们并不是一些点状的粒子。比如在我们的意识里面,原子、分子、夸克、中子仿佛就是小小的点状的例子,而如果我们有一个足够大倍数的显微镜的话,我们会发现,它不是点状的粒子,而是由小环组成。就是每个粒子就像一根无限纤细的橡皮筋,而这根橡皮筋是不断跳跃的丝线。所以,当我们不断的放大结构的时候,显示出一个最小的越来越小的组成。我们从过去的原子,到质子、中子、电子、夸克。而弦理论告诉我们,更小的组成单元就是一个微观的震动的线圈。我们想象一下,在夸克的下一个量级别的物质上,是一个非常微观的不断震动的线圈。而如果这个实际的最小组成单元是这样的,就可以把量子力学和广义相对论的冲突完全的化解。我们说一个模型,一个新的模型之所以能够适应,是因为能够解决现在理论不能解决的问题,同时可以预测很多新的未来。

而这样的一个理论突破到底对我们有什么意义呢?实质上,我们看从爱因斯坦以来,整个物理学的最新的延沿是关于时间和空间到底是什么。比如我们说爱因斯坦,他的重大贡献是说了运动的相对性,就是当一个人能够以一个光速追赶光的时候,那个光就会停止。现在我们会发现,那个光是不可能停止的。但当我们去追光的时候,按照爱因斯坦的说法是能够停止,但为什么不能停止,这就是一个冲突。因为根据牛顿的运动定律,我们赶上光,光就停止了,但是我们经过麦克斯韦的理论,实际上根本就没有静止光,这就是问题。所以爱因斯坦的运动相对论就解决了光和空间的弯曲。也就是说,时间是相对的,而宽度也是相对的。所以爱因斯坦的重大贡献告诉我们时空的相对性。弦的理论就告诉我们时间和空间会产生坍塌和多维。

而且超弦理论还可以更好的来解释黑洞。在目前我们的观测上,广义相对论预言了宇宙间X射线的各种性质,而且为黑洞的存在提供了强有力的证据,很多证据表明,在银行系的中心有一个巨大的黑洞,它的质量是太阳的250万倍。然而这对我们来说,如此的庞然大物,在遍布宇宙的类星体中,天文学家坚信,可能藏着一个比太阳质量大10亿倍的黑洞。而这样的一个存在,就会让我们发现整个的宇宙空间和时间随着整个的宇宙变化而变化。也就是说,这个宇宙的结构在不断的扩张和收敛,而不是静止不变的。就是超弦的理论告诉我们这个运动在不断的运动,这样的运动对时空产生重大的影响。

按照这样的理论推演的话,我们会发现:这个宇宙空间结构在扩张,星系在宇宙长河中越流越远。同时我们还可以追溯到从前,去认识宇宙的源头。

虽然我出身工科,但我读起来非常烧脑,同时作为非物理学专业的,从中得到最大的启发:就是不断的探索,不断的否定自己。过去的时候我们会问事物为什么是这样,而今天我们要问事物为什么不是那个样子。我们过去认为的所有的天经地义的事情,现在可能都有问号,为什么不能是这样子,究竟是怎么个样子。把所有的基本假设全部打通。在今晚分享的最后,给大家分享这本书中讲的一个故事,由此让我们了解物理学探索的终极逻辑。

我们可以尝试做一个题目游戏,每个人心里想个东西,各自提出一个任何可以想到的东西,只要他们的回答不相互矛盾的话,每次回答都引出新的问题。一直把游戏问下去,看最后能得到一个什么样的确定的东西。相当于过去我们所分享的连续问五个为什么。后来你会发现,一些物理问题最终都会回到人类自身的。如同笛卡尔所说的:我思故我在。

这本书让我们从日常的经验抽象出去,昨天我们分享过探索世界的层级,最基本的是经验,再往上是物理,再往上是化学,再往上是生物,再往上是心理学。今晚我最大的感受就是让我们从自己固有的模式中探出头来,看到这个世界的无限可能性,你所认为的可能并不是真相,或者说真相不存在,而我们要的是让我们的世界变得无限可能。

祝福大家,如书中所说:让我们凭着对物理,对世界的探索看它的体积、生态、生命,感受其节奏、速度、刚柔、明暗。祝福大家每个人能够冲出平庸的沼泽,每个人都能走出固定的模式,活出无比的鲜活。祝福大家,晚安!

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