Question

时间和空间是怎么回事，读《时间简史》

Answer 1

夏夜，星空璀璨。看着诸多星座的恒星闪着微弱的光，我就想宇宙是个什么啥玩意儿呢？

从提高自己理解力的角度出发，没想彻底弄明白霍金说的是啥，用了一周时间，分别用基础阅读、检视阅读、分析阅读三种方法，读完了这本高智商人类的科普读物《时间简史》（插画版，没有插画就更难理解了）。明确知道自己智商不过关，难免对作者的论述理解不到位。

举个栗子。第二章《时间和空间》中提到时空是弯曲的，光线在空间中不是沿着直线旅行。不论是初中还是高中物理（大学物理学的不好），敬爱的老师教导我们说：在均匀的介质中，光是沿直线传播的。通过在生活中观察物体投影，我很容易接受了这个常识，并深信不疑。如今，上述观点彻底颠覆了我的知识结构。

配合插图，反复多次阅读，终于理解了爱因斯坦的相对论中所讲的理论。假定时空中布满了由数量众多方格组成的大网，由于质量和能量的分布，使得这张网局部发生了弯曲。即便网络发生了弯曲，两点之间最短的距离依然是这张网格上的线，因此光线在这个四维时空中还是直线旅行，虽然在三维空间中沿着弯曲的路径。这就好比沿着航线飞行中的飞机，看起来是沿着地球表面飞了一条曲线，但地面上的投影的确是一条直线。

1901年，德国科学家普朗克提出了光量子的概念，爱因斯坦在1905年对它进行了完善，确立了光子电动力学。光子静止质量为零，是以光速运动的，所以地球上观测到的遥远星系发来的光，是在几百万年之前发出的，或许发光的恒星现在已经熄灭了。另外光线可能发生了偏折，观察到恒星所在的位置其实并不真实，他在哪里需要通过计算确定。多可怕，以为看到的是真相，其实是故事。

广义相对论有一个时间的概念难以理解：在像地球这样大质量的物体附近，时间显得流逝的更慢。1962年，人们用装在同一个水塔顶端和底部的非常准确的表，验证了这个预言，塔顶的表明显比底部的表走的快。也就是说长年生活在海拔较高地区的人与生活在海边的人相比，会老的更快。如果宇航员长年在空间站中工作，他们就会过早的衰老。

如果乘坐等于或接近光速的飞船在宇宙间穿梭，就能实现传说中的长生不老。

如果物体超过光速就能出现在过去的时空中。但理论明确说，没有任何物体的运动速度可以超过光速。所以电影里才能出现时光机。现实中，粒子加速器不管注入多大功率也只能把粒子加速到光速的99.99%。如果要突破光速壁垒，就必须注入无限大的能量。这是不可能的。

黑洞是很有意思的玩意。恒星在燃烧完自己的生命之后，它开始变冷收缩。如果它的质量小于昌德拉塞卡极限，会停止收缩最终变成“白矮星”；如果它的质量大于昌德拉塞卡极限，就会坍缩形成黑洞，质量大到光线也被引力场拉弯返回黑洞。但黑洞也像热体那样向外辐射粒子。目前还没有观测到黑洞，以后获取通过捕捉黑洞释放的粒子可以确定它的存在。

看完这本书，感觉霍金这群高智商人类玩的很嗨，但我们这些普通人只能呆呆地看着他们，不懂他们在干嘛。

佛在《金刚经》中说“一切有为法，如梦幻泡影，如雾亦如电，应作如是观”。搞不清我们这个世界到底是真实的还是虚拟的。量子学已发现粒子不是物质而是波动的现象。