时间的形状 读后感

摘录

科学的发展史永远都不会过时,科学家们的探索精神到了哪个时代都值得人们的学习。

诺贝尔物理学奖是不足以来评价相对论的伟大的。

整个相对论都是从“在任何惯性系中,所有物理规律保持不变”和“在真空中光的传播速度恒定不变”这两条原理上发展而来的。

把原子弹归咎于爱因斯坦的相对论,就如同把飞机失事的责任,归咎于牛顿的万有引力一样。没有质能公式,原子弹也一样能造出来,只不过原因仍然很神秘。

只有满足了“预言”和“证伪”这两个条件,我们才能为其冠以科学之名。

奥卡姆剃刀原理,需要假设最少的解释往往是最接近真相的–上帝喜欢简单。

广义相对论发现了时空弯曲,又从数学的角度推断出宇宙要么膨胀要么收缩;哈勃证实了宇宙在加速膨胀,推断出宇宙开始于一次大爆炸,宇宙背景辐射提供了关键证据。

伽利略和牛顿的绝对时空

伽利略相对性原理:在任何惯性系(匀速或静止)中,力学规律保持不变。

现代科学的分支越来越细,研究越来越深,任何一个领域想要成为“家”都得穷其一生才行。

李敖说过“牛顿其人,五百年不朽;牛顿其文,一千年不朽”就是指的这本书,书名叫《自然哲学的数学原理》(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica),我们一般简称为《原理》。

Nature and nature's laws lay hid in night; God said "Let Newton be" and all was light.

狭义相对论

  1. 在任何惯性系中,所有物理规律保持不变(相对性原理)。
  2. 光在真空中的传播速度恒为c(光速不变原理)。

1905年被称为物理学的“奇迹年”,爱因斯坦在这一年连续发表了5篇论文,每篇论文都像一颗耀眼的超新星照亮了宇宙,改变了物理学的纪元。

根据麦克斯韦方程组可以看出来,振荡的磁场必然产生振荡的电场,而振荡的电场又必然产生振荡的磁场,如此循环下去就成了电磁波。

光速相对于任何参考系来说,都是恒定不变的。

每一个参考系都有自己的特殊时间,如果不指明参考系,宣称一件事情同时发生是没有任何意义的。

随着运动速度的增加,时间会变得越来越慢,最后慢到了停止的地步。

一个不可否认的事实是,近100年来,物理学上取得的几乎所有重大突破,都是杰出的科学家们在30岁左右的时候取得的。

物体的运动速度越大,质量就越大。光在静止时没有质量,所以它能达到光速。

没有能量和信息的传递速度能超过光速。

广义相对论

加速度就是引力,引力就是加速度,它们在物理性质上是完全等价的,称为等效原理。只要考虑了引力场,任何参考系,不论是加速还是减速直线运动,还是非直线运动,都可以分解为惯性系不变,引力在发生变化。

引力造成了时空弯曲,也就是时间和空间同时被弯曲了。

引力的实质并不是一种力,只不过就是空间弯曲的外在表现而已。

黑洞是广义相对论最重要的推论之一。

任何物体的运动速度都是光速c。空间中运动得越快,在时间中就越慢。时间和空间是一个密不可分的整体,任何物体都是在时空中做着相对运动,时间和空间是互相垂直的两个维度。

相对论的一个最基本的原理,就是光速是任何运动的速度极限,是不可能被超过的,一旦允许超光速运动,那么相对论本身就被推翻了。

时间旅行

引力会使时空弯曲,引力越强,则时空的弯曲程度越大。如果时空被弯曲成“类闭合曲线”的话(虫洞),就可能回到过去。

祖母悖论。

  1. 自由意志丧失说。回去了人的意志也消失了。
  2. 时空交错说。不能影响。
  3. 多历史说。平行宇宙。

太阳一天释放的能量够地球用100万亿年,只能打开一个几纳米的虫洞。

星际殖民

在星际殖民时代,恐怕不会发生派人去别的星球出差办点事再回来这种事情。

必须非常精确地算准时空座标,特别要注意时空速度恒定这条铁律。

爱因斯坦的宇宙观

  1. 定域
    宇宙中的任何事件都只能影响它的将来光锥内的物体,凡是在时间的将来光锥外的物体不会受该事件的任何影响。光锥之内即命运。
  2. 客观
    宇宙万物的运动规律独立于观察者而存在,不论是否有人的存在。

由此,推断出“因果”。宇宙从大爆炸开始的那天起,就在朝着确定无疑的方向演化,不管我们知道的也好不知道也好,宇宙的未来早已就是一本写好的剧本,宇宙必然会按照剧本的要求丝毫不错地演化下去。

上帝不掷骰子。

量子物理

如果你不对量子物理学感到困惑,那说明你没有搞懂量子物理学。

一旦电子被观测到了,双缝干涉条纹也就消失了,如果不去观测,观测条纹又会神奇地出现。哪怕你在电子通过了双缝之后再观测,电子也不再同时通过双缝;而只要不观测,电子又同时通过双缝了,让电子同时还是不同时通过双缝可以在电子实际通过以后再决定。

EPR佯谬证明了定域和客观不可能同时正确。

尺度越大,相对论与实际观测结果越符合;尺度越小,量子理论与实际观测结果越符合。黑洞内部、宇宙大爆炸的奇点,都是质量巨大,但是体积微小,在这种时候,不论用相对论还是量子论都会得到一些根本不可能正确的结果。在物理学中出现“无限但”这种数学概念,本身就意味着理论错了。

超弦理论

一段一维振动弦以某种频率振动起来组成基本粒子。

总结

拭目以待。目前的物理学理论仍然还是不够直观,且理论不够彻底。等着世界上最聪明的人找出更令人信服的理论吧。


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