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接受无知-《现实不似你所见》

因为对作者的热爱,继看完了《时间的秩序》后,我又将《现实不似你所见:量子引力之旅》读完了。实话说,这本书没有前两本好读,或许是大量缺乏背景知识的缘故。但作者继承一贯的写法,把现代科学和古希腊哲学巧妙的串联起来,让人感受到科学的脉络从来就没断过,这个诞生于希腊的文明火种,终于点亮了全人类。

世界没有无穷小–《现实不似你所见》

这是一本讲述量子世界的书,语言平实,不断把量子世界的新发现与古希腊的哲学描述相对应,有些事情,原来我们真的花了几千年时间去证明。在思考分形理论的时候,我们一直提到,分形图的是无限自相似的,永远在某一小细节处可以完整的看到分形图的全貌。从不同尺度测量英国的海岸线会有不同答案的问题出发,我们发现尺度越小,英国的海岸线就越长,面积有限而周长无限的柯克雪花,生动的呈现了这个矛盾体。混沌系统在相空间会呈现出围绕着不动点做无限周期的运动。混沌系统将有限与无限的界限给打破了,而且对初值以及计算精度的高度敏感,让我不得不思考一个问题,难道这个世界是无限精度的?这似乎不太符合逻辑,那我们的自然如果看成是一个计算机,它会用什么精度呢,真的会是无限精度吗?

这本小书告诉我,世界不存在无穷小,不存在无限的精度,到了尺度很小的世界,它不是连续的,是有量子长度的,普朗克尺度。虽然我是一名物理生,但我一直不认为我物理学得有多好,毕竟有太多的问题书本上找不到答案,而高考又不涉及,带着这些矛盾,我总是无法全身心的去相信那些所谓的解释。20年后的我,发现自己的思维模式真的不同于那些学霸,而我也不是错的,我的思考其实也是科学家在思考的问题,只是我不敢相信自己,被教育得认为自己总去想那些跟考试无关的东西。

勇于承认我们对未知世界的无知

勇于承认自己的无知,这是一件很难做到的事情。哪怕是科学大家,也会顽固的坚持自己的局限。一个新的科学理论站住脚,往往只是拥护旧理论的科学家已经离世。科学诞生于这样的谦卑:

要学习某件事,必须要有勇气接受我们自己自认为知道的,即使是最根深蒂固的信念都有可能是错的,或至少是不成熟的:只不过是柏拉图洞穴上的影子

科学思想的本质就是批判、反抗与不满与先前的概念,崇高、神圣或不可触摸的真理。不盲信我们过去的知识和直觉,不相信任何人所说的,不相信我们的父辈与祖先积累的知识。做科学就意味着每天都要面临无知的局限,科学家是深刻的认识到我们的无知、直接接触我们自身无数局限与理解上局限的人。

然而,如果我们什么都不确定,又怎么能以来科学告诉我们的东西呢?科学是不可靠,但也是可靠的,因为它能提供给我们目前为止我们针对这个问题的最大已知。

世界由什么构成的?

牛顿说:空间,时间与粒子。

法拉第、麦克斯韦说:空间、时间、场与粒子。

爱因斯坦一开始说:时空、场与粒子。

爱因斯坦后来说:协变场与粒子。

量子力学说:时空与量子场。

量子引力说(一种假说):协变量子场。

我一开始对量子力学引入不确定的概率,是极其不理解的,包括后来有了解到,概率虽然不能揭示本质,但是可以描述观察到的现象,计算结果与观察到的现象精确对应。本书给了一个更好的解释,很长一段时间,每个新问题都可以通过量子力学的方程式得到答案,并且答案总是正确的。诚然,量子力学是实用主义的胜利。

量子力学发现了世界的三个特征:

  • 分立性:世界不是无限的,系统的状态信息是有限的,由普朗克常数限定
  • 不确定性:未来并非完全由过去决定,我们所见的严格规律性最终是统计学上的
  • 关联性:自然的事件永远是相互作用,系统 的全部事件都相对于另一系统而出现

爱因斯坦意识到,能量和质量是同一实体的两面,正如电场和磁场是同一种场的两个面向,空间与时间也是同一个事物的即时空的两个面向。宇宙中的每个物体都有它自己的时间之流,其速度由当地的引力场决定。这意味着时间变量的存在是个有用的假设,并不是观测的结果

相对论被验证是对的,量子力学被观测是对的,但相对论和量子力学是矛盾的。因为量子力学无法处理时空的弯曲,广义相对论无法解释量子的存在。到底,时间与空间的量子属性是什么呢?其中一种理论就是圈理论,认为粒子是量子场的量子,光由场的量子形成,空间也只不过是由量子构成的场,时间也在这个场的过程中形成。有些场本身就能存在,无须时空作为基础和支撑,可以自行产生时空。连续空间和时间是引力量子在大尺度上的近似形象。

结语

在科学的世界,能提出问题,比能解决问题重要得多。我独自在小心翼翼的为自己提的问题找答案,每找到一个碎片,自己都会激动不已,而这仅仅只是我一个人的兴奋,难以和他人分享。激动过后继续过着日复一日的,无趣的,机械的,没有创造性的生活。

灵魂走得太远,而肉身没跟上,或许这就是我吧。