讀《時(shí)間簡史》— 解釋你無聊時(shí)的那些遐想

《時(shí)間簡史》講述是探索時(shí)間和空間核心秘密的故事，是關(guān)于宇宙本性的最前沿知識(shí)，包括我們的宇宙圖像、空間和時(shí)間、膨脹的宇宙不確定性原理、基本粒子和自然的力、黑洞、黑洞不是這么黑、時(shí)間箭頭等內(nèi)容。

原先看過一點(diǎn)但是感覺有點(diǎn)枯燥，跟視頻比起來缺少了些生動(dòng)震撼的場面，不太好理解，這次看的是插畫版的，會(huì)容易接受很多。所以如果想看的話，推薦看插畫版的。

如果不太喜歡文字的描述，這里推薦一部視頻 《宇宙的構(gòu)造》，看完視頻后會(huì)激起你對宇宙探索的欲望，再來看書會(huì)好些。視頻里面講解的也很好。

有幾個(gè)孩子，能抵御星空的誘惑呢 ~

小時(shí)候特喜歡去房頂上躺著，微風(fēng)，蟲鳴，不知不覺眼鏡就看向了天空：天這么大，這么遠(yuǎn)，天上有云有星，但是天是什么？天的外面又是什么？經(jīng)常看的《走進(jìn)科學(xué)》里面的那些事是不是真的？51區(qū)又有多少外星生命來過？

前些日子無聊又看了一遍(我自封的)古裝情景喜劇的巔峰《武林外傳》，里面呂秀才有句臺(tái)詞：“我和宇宙有必然的聯(lián)系嗎？宇宙是否有盡頭，時(shí)間是否有長短，過去的時(shí)間在哪里消失了，未來的時(shí)間又在何處停止，我在這一刻提出的問題，還是你剛才聽到的問題嗎？”。這句話第一次看的時(shí)候可能感嘆編劇的厲害，對秀才這個(gè)讀書人刻畫的太好了，一笑而過，但是這次看卻讓我心里一顫，這不就是我小時(shí)候?qū)κ澜绲囊蓡柮础?/p>

解決自己一直以來的疑問，解釋自己無聊時(shí)的那些遐想，這就是我讀這本書的原因。

書中的答案

“四方上下曰宇，往古來今曰宙”，這句話太經(jīng)典了，作為比較樸素的對宇宙的解釋，可以幫助我們了解宇宙，但是還是有點(diǎn)籠統(tǒng)，有些哲學(xué)意味。

下面簡單寫一些問題在書中的答案。一切了解均是在學(xué)習(xí)，所以引用原文來解答。

宇宙是如何誕生的？

引書中言：

1983年，林德提出了一個(gè)更好的所謂混沌暴脹模型。這里沒有相變和過冷，而代之以存在一個(gè)自旋為0的場，由于它的量子漲落，在早期宇宙的某些區(qū)域有大的場值。在那些區(qū)域中，場的能量起到宇宙常數(shù)的作用，它具有排斥的引力效應(yīng)，而使這些區(qū)域以暴脹的形式膨脹。隨著它們膨脹，它們中的場的能量慢慢地減小，直到暴脹改變到猶如熱大爆炸模型中的膨脹時(shí)為止。這些區(qū)域之一就成為可觀察的宇宙讓我們看到。

量子漲落，是從真空中爆發(fā)能量，在空間生成了由粒子和反粒子組成的虛粒子對。粒子對借取能量而生成，又在短時(shí)間內(nèi)湮滅歸還能量。這些產(chǎn)生的虛粒子的物理效應(yīng)是可以被測量和觀測的。也就是說真空不是真的空無一物

宇宙的的外面是什么？

引書中言：

人們可以說：“宇宙的邊界條件是它沒有邊界。”宇宙便是完全自足的，而不受任何外在于它的東西影響。它既不被創(chuàng)生，也不被消滅。它就是存在。

是否存在造物主？

引書中言：

只要宇宙有一個(gè)開端，我們就可以設(shè)想存在一個(gè)造物主。但是，如果宇宙的的確確是完全自足的，沒有邊界或邊緣，它就既沒有開端也沒有終結(jié)：它就是存在。那么，還會(huì)有造物主存身之處嗎？

時(shí)間是否有起點(diǎn)？

引書中言：

所有的弗里德曼解都具有一個(gè)特點(diǎn)，即在過去的某一時(shí)刻（約100億至200億年之前）鄰近星系之間的距離一定為零。在這被我們稱之為大爆炸的那一時(shí)刻，宇宙的密度和時(shí)空曲率都是無限大。因?yàn)閿?shù)學(xué)不能真正地處理無限大的數(shù)，這意味著，廣義相對論（弗里德曼解以此為基礎(chǔ)）預(yù)言，在宇宙中存在一點(diǎn)，在該處理論本身崩潰。這樣的點(diǎn)正是數(shù)學(xué)中稱為奇點(diǎn)的一個(gè)例子。事實(shí)上，我們所有的科學(xué)理論都是基于時(shí)空是光滑的和幾乎平坦的基礎(chǔ)上表述的，所以它們在時(shí)空曲率為無限大的大爆炸奇點(diǎn)處崩潰。這意味著，即使在大爆炸前存在事件，人們也不能用它們?nèi)ゴ_定其后所要發(fā)生的事件，因?yàn)榭深A(yù)見性在大爆炸處崩潰了。

我們只知道在大爆炸后發(fā)生的事件，我們就不能確定在這之前發(fā)生什么。就我們而言，大爆炸之前的事件不能有后果，所以并不構(gòu)成我們宇宙的科學(xué)模型的一部分。因此，我們應(yīng)將它們從模型中割除掉，并宣稱時(shí)間是從大爆炸開始的。

宇宙是否有終點(diǎn)？

引書中言：

1915年之前，空間和時(shí)間被認(rèn)為是事件在其中發(fā)生的固定舞臺(tái)，而它們不受在其中發(fā)生的事件的影響。即便在狹義相對論中，這也是對的。物體運(yùn)動(dòng)，力吸引并排斥，但時(shí)間和空間則完全不受影響地延伸著?？臻g和時(shí)間很自然地被認(rèn)為無限地向前延伸。
然而在廣義相對論中，情況則完全不同。這時(shí)，空間和時(shí)間變成為動(dòng)力量：當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)，或者力作用時(shí)，它影響了空間和時(shí)間的曲率；反過來，時(shí)空的結(jié)構(gòu)影響了物體運(yùn)動(dòng)和力作用的方式。空間和時(shí)間不僅去影響、而且被發(fā)生在宇宙中的每一件事影響。正如人們沒有空間和時(shí)間的概念不能談?wù)撚钪娴氖录粯?，同樣地，在廣義相對論中，在宇宙界限之外講空間和時(shí)間也是沒有意義的。

羅杰·彭羅斯和我證明了，愛因斯坦廣義相對論意味著，宇宙必須有個(gè)開端，并且可能有個(gè)終結(jié)。

可否實(shí)現(xiàn)時(shí)間旅行？

如果可以進(jìn)行時(shí)間旅行，為什么沒有未來的人來告訴我們?nèi)绾巫瞿兀繛槭裁吹厍驔]有被從未來旅行來的人擠爆？
到寫文時(shí)間為止，時(shí)間旅行機(jī)器應(yīng)該都沒有被發(fā)明出來。

任何時(shí)間旅行都被限制于未來。

黑洞輻射表明，量子理論在微觀尺度上允許在時(shí)間中的往回運(yùn)動(dòng)，而且這種時(shí)間旅行能產(chǎn)生可觀測的效應(yīng)。