什么叫「量子引力理论」,咱们放到后边慢慢说。你只需要知道一点,那就是在当今的科学界,量子引力理论被认为是最有可能成功的万有理论。就是科学家们一直相信,我们能找到一种大一统的理论框架,可以解释宇宙间所有的物理奥秘。组成万事万物的那些粒子,还有粒子之间相互影响的那些力,都可以用几个最基本的概念说清楚。万有理论,就是在找那几个最基本的概念。
罗韦利也赞同费曼,「所有的物体都是由原子构成的」,这一句话其实就包含了大量有关世界的信息。
咱们在这句话中,至少能得出三个极其重要的信息:
第一,世间的万事万物虽然看起来各不相同,却是由一批相同的「零部件」组装而成;第二,每一种物质都不是铁板一块,我们可以继续拆分,直到找到那个最基本的、不可分割的组件;第三,既然万事万物都由相同的零部件组成,那么万事万物之间,也一定遵循一些通行的法则。
但是量子力学揭示的另一个事实,就有点颠覆我们的认知了。在量子力学描述的世界中,世间的万事万物,本质并不是实实在在的物体,而是过程。
量子力学教会我们,不要从物体的角度来思考世界,而应该从过程的角度来思考世界。
过程就是从一次相互作用到另一次相互作用的历程。世间的万事万物,是由不可分割的微小粒子构成的。但是物体的属性,只有在这些粒子发生相互作用的瞬间,才能让我们分别出来。一块石头是在一定时间内保持其结构的量子振动,就像海浪再次融入大海前会暂时维持它的形态一样。
罗韦利引用了一位哲学家写下的诗句,总结了他心中物质的本质:「物体是一个不变的过程」。
广义相对论说,空间是一种场,就像是一个巨大的软体动物,可以弯曲伸展。这个场是连续不断的。
但是量子力学告诉我们,连长度都有最小的、不可分割的单位,所以根本就没有连续不断的东西。
罗韦利打了个比方,说引力场更像是一块布料,乍一看,它是一大片,连绵不断的,但是如果你更细致地观察,你会发现这一片布料是由无数根线编织出来的。空间也是如此,它看起来是连续的,只不过是因为我们无法感知更细小的尺度,看不到那些细小的线。而那些细小的线,其实就是微小的粒子形成的微小的场,叠加在一起,就成了大的引力场。
这就是空间的本质。
物质的本质是微小粒子相互作用的过程,空间的本质是微小粒子形成的微小的场。于是,从量子引力理论,也能导出那个结论:空间和物质没有区别,都是微小粒子的产生出来的。
于是,量子引力理论就说,其实无论是光、能量、空间、物质,世间的万事万物,其实都只不过是一种实体的不同表现形式,物理学家给这种实体起了个名字,叫「协变量子场」。
这个结论看起来很奇特,非常反常识,但是却有严密的物理学和数学可以支持。有越来越多的证据在支持量子引力理论。虽然它仍然是一种猜想,但是已经是当下最能揭示物质和空间本质的猜想了。
罗韦利在这本书中,又给出了一个惊人的论断:时间其实是不存在的。
或者换一种说法,时间不过是我们人类在理解世界时,产生的一种幻觉。
时间并不是世界的基本组成部分。
打个比方,我们在上学的时候都做过几何题,为了更好地理解问题,求解答案,我们会在题目上画辅助线。但是,辅助线不是那个图形的组成部分,那个圆形是真实存在的,那个三角形是真实存在的,但是那条辅助线,并不是真的在题目里边,只是我们为了更好地理解题目,在后来加上去的。如果有个特别聪明的学霸,单靠想,就能把这道几何题想明白,那在他的草稿纸上,就没有这道辅助线。
我们人类认识世界也是,如果我们可以细致地观察,进入量子的世界,看到更细微的粒子怎样运行,看到物质和空间的本质,时间的概念自然就消解掉了。
所以,罗韦利在这本书中,为时间做了一个惊人的定义:
「时间是我们忽略了事物微观物理状态的结果。时间是我们所没有的信息。时间是我们的无知。」
总结一下,罗韦利在这本书里边给我们展示了理论物理学的最新成果,为我们介绍了量子引力理论,这个理论可以帮助我们更清晰地认识物质、空间还有时间的本质。
量子引力理论教会我们,不要从物体的角度来思考世界,而应该从过程的角度来思考世界。过程就是从一次相互作用到另一次相互作用的历程。世间的万事万物,是由不可分割的微小粒子构成。但是物体的属性,只有在这些粒子发生相互作用的瞬间,才能让我们分别出来。物质的本质是微小粒子相互作用的过程。
空间的本质是微小粒子形成的微小的场。于是,从量子引力理论,也能导出结论:空间和物质没有区别,都是微小粒子的产生出来的。
于是,量子引力理论提出了一种惊人的猜想,无论是光、能量、空间、物质,世间的万事万物,其实都只不过是一种实体的不同表现形式,物理学家给这种实体起了个名字,叫「协变量子场」。
而时间并不是世界的基本组成部分,只不过是我们在信息不足的情况下,为了更好地理解世界,而自己想象出来的一个概念。如果我们可以细致地观察,进入量子的世界,看到更细微的粒子怎样运行,看到物质和空间的本质,时间的概念自然就消解掉了。
读完这本书,我还有一个感受。
我们刚才一起进行了一场颠覆认知的烧脑之旅,物质的本质、空间的本质、时间的本质,每一个答案,都和我们的常识格格不入,如果不是听过这二十多分钟的音频,而是直接看到书中的结论,你我都会觉得,这大概是一个疯子的胡言乱语。
但是,如果我们回想一下,人类认识这个世界的过程,就是不停和自己的常识作斗争的过程。
•地球是圆的;
•人类不是宇宙的中心;
•运动的物体如果不再受力,会一直运动下去;
•没有空气阻力的时候,羽毛和铁球会同时落地;
•光速永远不变,时间和空间反而是相对的;
每一个物理上的新发现,都在挑战我们的常识。我们接近真理的过程,也是和常识作斗争的过程。
现在,人类对于世界的认识又往前走了一步。是固守着自己的常识,还是拥抱新的真理?这是我们每个走在求知路上的人,都要做出的选择。
最后,我想把罗韦利写过的一段话送给你。
「我们的爱与真诚与生俱来,我们天生就渴望懂得更多,渴望不断学习。我们对世界的认知在不断增长。在知识的边界,我们的求知欲在燃烧。我们渴望探索空间纹理的细微之处,探索宇宙的起源,时间的本质,黑洞的现象,以及我们思维的运行。
现在,在人类已知事物的最前沿,我们将要航行于未知的海洋,世界的奥秘与美丽熠熠生辉,让我们目眩神迷。
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