《时间简史》阅读笔记

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某些词汇的理解可能和专业翻译略有不同

根据经典的重力理论, 我们能够有两种关于宇宙最初状态的判断: 第一种是将宇宙的开始放在一个无穷远的时间上. 另一个是放在有穷远的时间点之上, 那个点被称作奇点.
而虚时间的概念, 给宇宙的初始状态提供了一种新的可能性. 并且虚时间的概念可以防止奇点的出现.
甚至在某些情况下, 虚时间才是真正的时间. 而我们真正的时间反而是假的.
通过虚时间理论, 可以推导出一个无边界理论. 无边界理论可以推导出宇宙刚开始的时候有一定的不规则性. 而正是因为这样的不规则性造就了我们现在宇宙的各个不同且复杂的结构.
一开始我们的星球接收到周围任何角度的辐射都是相同的. 但是 90 年代他们接收到了一个地方不同的辐射. 这更证明了宇宙刚开始有不同的复杂结构, 也同时证明了无边界理论的正确性.
从侧面看, 如果宇宙有边界, 宇宙就有一个起点, 并且有一个物体创造了宇宙. 如果宇宙没有边界, 那么这个宇宙就是自闭合的, 同时也就证明了宇宙简单的存在. 没有开头, 也没有结尾.
我们可以看到最近几年人们关于时间认识的变化. 刚开始人们相信绝对的时间, 并且对于相同的观察点来说, 一个事件与一个世界之间的时间差是相等的. 并且对于同一个观察者来说, 光速是相同的.
当需要将重力和量子理论结合之时, 就必须引进虚时间这样的概念.
在虚时间的概念中, 前进和后退没有区别, 并且在真正时间概念中我们无法回到过去.
无序的产生与熵的增加是这个世界发展的方向, 也就是时间发展的方向.
时间有三个方向: 首先就是熵增加的方向, 第二个是心理上跨过一段时间的方向, 第三个方向是宇宙学的方向, 宇宙正在扩张, 而不是收缩的方向.
再其次, 这三个方向的指向是相同的. 为什么这三个方向都指向一个方向呢?
首先说第一个熵增加的方向. 假设一个杯子它没有破碎的时候, 只有一种排列. 而它破碎的时候粒子的排列就有无限种可能.
心理学中的方向可以用电脑来加以解释. 电脑如同人脑一样, 当我们记录一些事情的时候, 我们实际上要花一些能量. 比如内存的容量, 电脑运转时散发的热量. 人也一样, 仍在记录一些事情的时候也会耗费一些能量. 终究算下来. 耗费的能量永远比将一些东西变成有序状态, 所花费的能量更多. 这就是人心理学上的时间的方向.
宇宙一开始肯定是有序的, 并且慢慢发展成无序. 不然无法解释这个宇宙之外这么多的波动, 这些波动都是因为很细小的波动扩大而造成的.
其次, 当宇宙收缩的时候, 是不是意味着熵增加的方向会指相反方向. 也就是说是否一个人可以看到摔碎的杯子变回成原来的状态? 当然这个时间段非常长, 我们现在考虑没什么意义, 但是黑洞可能可以是一个快速的办法.
他进黑洞里的人可能可以看到未来的景象, 但是他也回不来了.
我们生活的时间方向实际上和热力学的方向是相同的: 我们要消耗食物, 这实际上就是将能量变得更无序的操作, 因此人类是无法活在宇宙收缩的时间段.
关于虫洞和时间旅行, 回到过去是有可能的, 其中一个可能性就是黑洞, 另一个可能就是宇宙弦.
只要能超过光速, 就可以回到过去. 但是在现实生活中, 我们无论用任何方法都无法超越光速.
在此之外, 我们可能可以使用创造一个虫洞的方法来回到过去.
虫洞允许来回穿梭, 也就是可以从两边来回穿梭.
甚至虫洞这个概念可能在未来可以实现.
只需要给物质一个负能量, 就可以创建一个回到过去的时空.
如何创造一个负能量的物质呢?
- 我知道了宇宙中存在的虚粒子和一些反例子, 这些粒子之间相互湮没.
- 那么考虑一下, 将两个铁板放在很近的位置.
- 一些虚粒子仅仅会在"当它们的波长相对两个板之间的距离是整数倍的时候"的情况下出现特殊情况.
- 因为这样摆放, 两个粒子波长就会相互抵消 (类似两个相互抵消的正弦函数).
- 在两个板之间的能量密度就会降低. 然而在遥远的空间中, 总体能量密度是零.
- 那么这么算下来, 物体具有正能量, 总体能量为零 ,那么两个板之间的能量密度就是负值.
同时也有实验证明时空可以被扭曲变形. 也就是说在未来我们可能可以创造一个时间机器, 但是为什么直到现在都没有发现来自未来的旅行者呢. 这可能证明了我们现在阶段研究时间旅行是不明智的. 同时如果见到了未来的旅行者, 可能这是一个不太开心的事情. 就比如他们想要警告我们未来会有危险, 但是这种警告似乎没什么效果. 另外一种想法, 我们没有遇到未来的旅行者, 可能是因为我们的历史被固定了. 而且因为被固定了, 所以不存在什么扭曲.
虽然没有未来的旅行者到我们这一条世界线, 但是我们回到过去还是有可能的. 当然这个就提出了一个祖父悖论.
但是这时候就提出了一个很奇怪的逻辑, 因为以前你并没有杀死自己的父亲, 而历史是已经固定了, 因此你无法走到这样的历史. 也就是说回到过去, 杀死了自己亲人之后, 再回到现实的世界, 历史不会有任何改变. 也就是说在这种情况, 你无法改变历史.
第二种情况就是不同时间线的情况, 你改变了历史, 但是改变的是另一条时间线的历史.
总之时间旅行还有很长一段路要研究.
接下来是统一理论. 爱因斯坦晚年一直在研究的理论, 目的就是将自然界的一些东西全部描述出来.
不过现在稍微好一些, 因为人们对宇宙的认识更多了一些. 曾经也有很多对于这个理论的一些失败的尝试.
实际上我们生活的这个世界是一个多维空间, 但是我们只感受到了四维世界, 则可能是因为其他维度的刻度太小, 以至于我们无法感受到.
另外为什么只有这四个维度会变得很平坦, 而其他维度我们无法感受到呢?
- 这可能是跟人择原理有关系.
- 如果生活在一维世界, 我们将如何跨越物体?
- 如果生活在二维世界, 那么力的计算公式就会有变化. 而导致一些重力吸引的数据出现奇怪的结论.
最后是关于本书的总结
- 一开始人们认为所有的事物都是由上帝管理的.
- 但是后面人们逐渐发现有一些事情是有规律的, 比如太阳从东边升起, 西边落下. 星球运转的规律等等. 近三百年来, 越来越多的规律被发现了.
- 在之后有一个叫拉普莱斯人. 在 19 世纪初预料肯定有一个复杂的法则可以决定这个宇宙的发展. 但是这个法则在某些部分还没有完成. 比如这个法则是如何被选择的, 以及宇宙的最初始状态, 他把这些东西都归咎于上帝.
- 他认为上帝会先定一个法则以及初始状态, 并且不管这个世界如何发展.
- 量子理论里面的不确定性理论, 将粒子的不确定性运动描述为波. 并且使用这个波来描述了宇宙的发展方向.
- 这个不是由不确定性运动的速度以及位置决定的. 甚至有可能并没有速度与位置这样的属性, 而仅仅只有波而已.
- 根据相对论的, 只是在过去, 很可能有一个无限大的密度. 即宇宙大爆炸. 很可能就是时间的开头. 同时如果宇宙在收缩的话, 就会有另一个无限大的密度的状态出现在未来.

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