從赤道一路往北
子夜,我們從赤道一路往北
假設,有兩個人位於赤道上的不同點,沿著經度線一路往北,隨著時間推移,他們會彼此愈來愈靠近,彷彿有一種「看不見的力」 在把他們拉近,其實這是地球表面在大尺度上彎曲所造成的效應;
如果說地球表面的彎曲讓 「身處其上」 的我們產生一種「引力的幻覺」,那三維空間的彎曲就讓 「身處其中」 的我們產生「引力的感覺」了;
那空間為什麼會彎曲呢?愛因斯坦說是因為空間中存在的質量及能量,而且,在彎曲的空間中,時間會變慢,彎得越厲害,時間越慢;
這就是全文字版廣義相對論的大概意思。
但是,「空間的彎曲」是什麼鬼意思?我們用直覺根本無法理解,更無法用語言具體描述;面對這個問題,我們首先需要的恐怕是「內觀自我」;
說白了,我們需要意識到「人類直覺與語言」的局限性:「直覺和語言」這套系統,只是人類在地球局部環境條件下長期進化所產生出來的必要「生存工具」,其它「無關生存」的部分功能早就退化掉了,或者就從來沒有進化出來過;
其實,不光「空間彎曲」我們無法理解,還有很多概念,但凡其是遠離「日常生活」需要的,比如黑洞、夸克等我們大體上都是一臉懵逼;
古語說,「知其不能而後知」,有了這個自覺,許多事情倒開始好辦了;
大多數直覺無法理解的事物,我們都可以訴諸於
數學,數學是純粹邏輯的產物,它獨立於我們的直覺,更擺脫了語言文字所帶來的束縛;
例如,黎曼幾何就可以描述三維甚至更高維度空間的彎曲,它與描述一條線和一個面的彎曲並無太大不同;廣義相對論就是用基於黎曼幾何的一組微分方程來描述引力, 時空與能量的關係,這個方程有很多個解,其中存在一種曲率為無窮大的解,那就是黑洞,後來天文學家果然發現了這種天體;這個方程還預測了的「引力波」的存在,後來也被證實了;
「引力波」是時空本身的波動,假如我們把世界比作一場戲的話,此前所有的波都是各種演員的舞蹈,而「引力波」卻是「舞台自身的舞動」,你只有意識到空間的彎曲,才能想像空間的波動;而引力波的被證實,也表明了空間可以發生彎曲~
宇宙大爆炸的那一刻,時空的曲率也是無窮大,而且比黑洞更黑的是,整個宇宙都被卷在裡面,因此,或許現在你能明白,平時經常被很多人問起的,所謂「大爆炸之前是什麼?」,及「宇宙的外面是什麼?」 等其實是沒有意義的問題;
這是典型的源自我們 「油鹽醬醋」 類生活直覺的問題,面對宇宙層面的思考,我們需要時時提醒自己:直覺很不靠譜!
夸克被認為是組成質子、中子等核子的宇宙基本粒子之一,這又是一無比「抽象概念」,說它抽象,是因為我們從來沒有在實驗室「直接觀測」到過夸克,而是在某一假設模型基礎上「間接觀測」到的,並且這套體系在微觀世界同樣獲得了巨大的成功;
這一模型假設或概念體系即是量子力學,當然,它背後所依賴的同樣是概率、矩陣等各種數學工具;我們的手機電腦,衛星導航,核能發電等現代生活方方面面其實都是建立這套體系之上的;
麻煩的是,目前廣義相對論與量子力學這兩種體系完全不兼容,所謂不兼容,就是如果你試圖用一個體系的方法區計算另一個體系中的概念或量,要麼無法計算,要麼結果無窮大;
就好像夫妻雙方三觀徹底衝突,完全過不到一塊兒去;
所以科學大咖們現都在試圖把它們倆整合在一起,以期待形成一個所謂「萬物理論」的宇宙終極理論;目前有兩個方向,一個是站在量子力學立場上試圖合併廣義相對論,這一派叫 「弦論-String Theory」;另一個是站在廣義相對論立場上試圖兼容量子力學,這一派叫「圈量子引力論Loop Quantum Gravity」;
目前這項努力並無進展,或許,這個世界根本層面並不存在終極理論,就像現實的婚姻世界也基本不存在這樣的終極理論那樣,誰知道呢;
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