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现实不似你所见 - 文轩书苑

现实不似你所见

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作者:[意] 卡洛·罗韦利

出版社:湖南科技出版社

出版时间:2017年11月

ISBN:9787535795489


世界的基本组成部分是什么?

 

时间和空间真的存在吗?

 

现实(Reality)的本质是什么?

 

现象级科普畅销书《七堂极简物理课》作者、意大利理论物理学家卡洛·罗韦利以优雅易懂的方式带我们踏上这场探索现实之旅:从德谟克利特到爱因斯坦,从法拉第到引力波,从经典物理到量子引力……

 

通过介绍现实的概念是如何随时间变迁的,今天的物理学家又是如何理解宇宙的结构的,他为我们提供了比《七堂极简物理课》更深入的理论解释。


作者简介

卡洛·罗韦利,意大利理论物理学家,圈量子引力理论的开创者之一。曾在美国、意大利工作,现在法国带领量子引力研究小组。著有畅销书《七堂极简物理课》,被译为40多种语言。


书摘 · 插画



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在一个事件的过去与未来之间(例如,你正在阅读的此时此刻与你的过去与未来之间),存在一个“中间区域”,一个“延展的现在”,一个既非过去亦非未来的区域。这就是狭义相对论的发现。


这个既不在过去也不在未来的中间区域时间非常短,取决于相对你而言事件发生的位置,就像图3.2 中画的那样。事件离你的距离越远,延展的现在持续的时间就越长。亲爱的读者,在离你鼻子几米远的地方,于你而言既非过去也非未来的中间区域持续的时间只有几纳秒,约等于零(几纳秒之于一秒相当于几秒之于三十年)。

 

这比我们能够觉察到的时间要短得多。在大海的另一端,这个中间区域的持续时间是千分之一秒,仍然远低于我们可以感知到的时间的临界值——我们通过感官能感知的最短时间大约是十分之一秒。但到了月亮上,延展的现在的持续时间会达到几秒钟,到了火星会有一刻钟。这表明我们可以说,在此刻的火星上,有已经发生的事件和尚未发生的事件,也有那么一刻钟的时间,这段时间的事情既不发生在过去也不发生在未来。


这些事件在他处。我们从未意识到这个他处,因为在我们周围这个他处太短暂了,我们无法察觉到它,但它真实存在。


这就是在地球和火星之间无法进行流畅通话的原因。比如我在火星而你在地球,我问了你一个问题,你一听到就立刻回话,但你的回复要在我提出问题一刻钟后才传到我这儿。这一刻钟的时间相对于你回答我的时刻而言既不在过去也不在未来。爱因斯坦领悟到的关于自然的重要事实就是,这一刻钟是无法避免的:我们无法把它消除。它被编织在时空时间事件的纹理中。我们无法缩短它,就如我们无法给过去寄一封信一样。


这很奇怪,但世界就是这个样子。就像悉尼的人是上下颠倒的一样奇怪;奇怪,但确实如此。人一旦习惯于事实,事实就会变得稀松平常与合乎情理。是时间与空间的结构使其如此。


这表明说火星上某一事件“正在”发生没有意义,因为“现在”并不存在。从专业术语来讲,我们说爱因斯坦领悟到“绝对的同时性”并不存在:宇宙中并不存在“现在”发生的事件。宇宙中发生的事件不能用一系列的、一个接一个的“现在”来描述;它有着如图3.2 中的更复杂的结构。这幅图描绘了物理学中的时空:一组过去与未来的事件,以及既不是过去也不是未来的事件;这些事件并不在一瞬间形成,它们本身要持续一段时间。


在仙女座,这个延展的现在的持续时间(相对于我们)是两百万年。这两百万年间发生的任何事情于我们来说既不在过去也不在未来。如果某个先进而且友善的仙女座文明决定派一个宇宙飞船舰队来拜访我们,去问舰队“现在”出发了与否并没有意义。唯一有意义的是当我们接收到来自舰队的第一个信号时,从那一刻起——而非提前——因为舰队出发于我们的过去。
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