用想像力,才能看見真正的美
在劉慈欣的小說《朝聞道》中,理論物理學家這麼教育想去環遊世界的女兒:
真正的美是眼睛看不到的,只有想像力才能看到他。
與海洋、花朵、森林不同。
它沒有色彩和形狀。
只有當你用想像力和數學把整個宇宙在手中捏成一團兒,使它變成你的一個心愛的玩具,你才能看到這種美。
讀到這裡,在我腦海中出現的是霍金的形象。
作為繼愛因斯坦之後最傑出的理論物理學家,霍金在研究中都開了哪些考驗我們知識、智慧和想像力的腦洞呢?
兩個重要發現
1
奇點定理——藏在黑洞里的宇宙秘密
黑洞對於很多人都不陌生了,密度無限大、連光都無法逃脫黑洞的引力。
那如果你真的「安全」進入黑洞中,會發現什麼呢?
霍金通過數學運算證明,黑洞裡面有一個體積無限小,密度無限大的點——奇點。
想像一下,世間萬物——包括地球、太陽、月亮,都被壓縮到一個很小很小的小點裡面,這個小點的質量和引力就無限大了。
霍金
如果一個宇航員撞上了奇點,那麼他的時間就到了終點。
2
黑洞邊緣與霍金輻射
根據量子理論,真空並不代表什麼都不存在。海森堡不確定性原理告訴我們,真空中會瞬間憑空產生一對正反虛粒子。
霍金認為,在黑洞外產生的虛粒子對,會出現其中一個被吸引進去,而另一個逃逸的情況。逃逸的粒子帶走能量,在外界看來,黑洞實際上是在一點點損失能量。
一系列腦洞大開的理論
我們看到的從很遠星系來的光是在幾百萬年之前發出的,在我們看到的最遠的物體的情況下,光是在80億年前發出的。這樣當我們看宇宙時,我們是在看它的過去。
現在我們知道,任何粒子都有會和它相湮滅的反粒子。(對於攜帶力的粒子,反粒子即為其自身。)也可能存在由反粒子構成的整個反世界和反人。然而,如果你遇到了反你,注意不要握手!否則,你們兩人都會在一個巨大的閃光中消失殆盡。
宇宙起源於奇點,奇點在宇宙中的存在比我們想像中的更普遍。
宇宙沒有空間/時間的界限。
時間旅行是可能的,但不要回到過去。
從概率來看,外星生物可能真的存在,但是人類與他們接觸可能會帶來毀滅性的後果。
走出去也許是唯一能拯救我們自己的辦法。我相信人類需要離開地球。
編者按:
霍金希望解開宇宙誕生之時的奧秘。
最新的科學突破是霍金的同事,倫敦瑪麗皇后學院的麥克·格林(Michael .Green)參與建構的超弦理論,簡稱為「弦論」,這理論解決了霍金一直想努力解答的重力問題,但又建立在宇宙必須有9、10甚至是大於11個的維度中,而人類身處的三維世界可能僅僅是真正的宇宙的其中一個膜……
總之就是說,11維空間下物理理論是完備的,之所以我們看不到完備理論,部分歸因於我們只是生活在3維空間的可憐蟲。
霍金的腦洞幫我們打開了新世界的認知大門,給予我們追尋更高級世界的可能性和願景。誰又能保證說不定我們有一天能進入那樣的世界呢?霍金並沒有死去,他只是作為先驅者去了我們無法想像的另一個世界而已。
文:陳思國 林晨
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