思想者札記——關(guān)于自然、社會、人生的思考,期望與大家思想碰撞、心靈互動。每周一、三、五 晚上20點(diǎn)發(fā)布三篇原創(chuàng)文章。歡迎投稿,敬請閱讀、分享、評論! “敕勒川,陰山下, 天似穹廬,籠蓋四野。天蒼蒼,野茫茫,風(fēng)吹草低見牛羊?!边@首南北朝的《刺勒歌》描述了在廣袤的草原上,人們所見到的天地樣子。 其實(shí)這首古代民歌中,還隱藏著一個事實(shí):空間是彎的!這看起來有點(diǎn)匪夷所思,但這確實(shí)被現(xiàn)代科學(xué)所證明了的。 光子先生在《世界邊緣的秘密》一書中,對彎曲的空間有所論述。 既然空間是彎曲的,那么在時空框架中,除了彎曲的空間,時間的秘密有哪些?它有終點(diǎn)嗎? 時間是什么? 說起時間,有一樣?xùn)|西我們不得不提:光。其實(shí)在我們的生活中,一直把時間叫作“光陰”。所謂光陰,也就是光的影子。在愛因斯坦的相對論方程中,光速C是時間邏輯的最基本常數(shù)。也因此,“光”成了解釋時間的關(guān)鍵物質(zhì)。 圍繞對光的研究,科學(xué)家們做了很多實(shí)驗(yàn)。最后得出兩條結(jié)論:一是光具有波粒二象性;二是靜止的光質(zhì)量為零。但是,這些結(jié)論的前提是科學(xué)家提出的兩個假設(shè):一是世界上沒有超光束的東西,二是光速是絕對的。 有了這些對光的認(rèn)識,科學(xué)家們開始探討宇宙的大小,于是出現(xiàn)了一個表示距離的概念“光年”(光速行駛一年的行程)。既然光速是一個絕對常數(shù),宇宙星球之間的距離,也就是說空間的大少也就是和時間產(chǎn)生了關(guān)系。 由此,我們可以給時間作一個初步定義:所謂時間,就是用來表示宇宙中空間大小的尺度。或許有人會問:“描述空間大小,不是用長度單位嗎?”如果你也有這樣的疑問,我相信你一定是被眼見的一切束縛了思維。 相對論發(fā)明者愛因斯坦面對人們的茫然不解,不得不用“時間是人的錯覺”來解釋。 是的,時間是不存的,它只是宇宙空間大小的一個參數(shù)。 空間是什么? 對熟悉的環(huán)境,一旦用科學(xué)的態(tài)度去求證,我們會發(fā)揮自己多么無知!無論我們用多少經(jīng)驗(yàn)和常識,似乎都說明不了“空間”是個怎樣的存在,以至于“空間”被人們廣泛應(yīng)用,對它的本質(zhì)卻一無所知。 那么空間是什么呢?我們先看看大科學(xué)家牛頓是如何用他的方法來解釋空間的,眾所周知,牛頓被一個蘋果砸住頭后,受到啟發(fā),發(fā)現(xiàn)了萬有引力。牛頓設(shè)想,宇宙是一部精密運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器,他認(rèn)為空間是萬有引力場。 在牛頓的宇宙或時空框架中,空間是三維的。而到了愛因斯坦這里,他發(fā)現(xiàn)了時間對于空間的意義,于是愛因斯坦提出了“四維空間”。四維空間與三維空間的最大區(qū)別在于,三維空間是靜止的,而四維空間是運(yùn)動的、變化的! 科學(xué)有時候會顛覆我們的認(rèn)知!愛因斯坦的四維空間揭示了空間的本質(zhì):即空間是物質(zhì)的運(yùn)動屬性。它有兩種形式:一是相對空間,即我們所認(rèn)為的那樣;二是絕對空間,也即宇宙中的時空。 兩千多年前,古希臘哲學(xué)家赫拉克利特說“人不能兩次踏進(jìn)同一條河流”,真實(shí)的宇宙,在愛因斯坦看來,每一個瞬間人所處的空間都不是同一個空間。 時間是什么時候開始的? 既然時間與宇宙息息相關(guān),那么時間有起點(diǎn)嗎?在歷史紀(jì)元中,我們把公元前841年,作為歷史的端口。人類的歷史相比于時間的起點(diǎn),可謂是滄海中的一粟。比起茫茫的宇宙,人類太過于渺小。圍繞時間的起點(diǎn),科學(xué)家們從來沒有停止過爭論。 人類社會進(jìn)入“四維空間”科學(xué)時代以來,科學(xué)家們紛紛猜測時間起點(diǎn),一定與宇宙的起源有關(guān)。因?yàn)閻垡蛩固沟南鄬φ摫砻鳎瑫r間作為空間參數(shù),它的變化與空間移動速度有關(guān)。同樣,如果在宇宙中能找到那么一個絕對靜止的地方,使得每一個瞬間都是同一個空間,這個地方就不會存在時間變化。 科學(xué)家們早就按照這樣的思路,開始了尋找“靜止的空間”,它就是“奇點(diǎn)”。用宇宙大爆炸理論來說,“奇點(diǎn)”是宇宙開始的地方,也是時間開始的地方,如果存在的話,這里邊一定藏著時間的秘密! 時間有終點(diǎn)嗎? 時間和空間如同一對孿生兄弟,不同的是,空間是彎曲的,而時間是彎曲空間變化的影子。光子先生在《世界邊緣的秘密》中,用“正在逃走的邊緣”來描述時空中正在發(fā)生的事。這看起來很恐怖,其實(shí),如果我們假想自己坐在飛機(jī)上,或者高鐵上,我們離開的只是原來的位置,目的是要達(dá)到我們想去的地方! 宇宙也是一樣,它有自己的行駛規(guī)律。在現(xiàn)實(shí)生活中,我們習(xí)慣了某種速度或者某種節(jié)奏,一旦有所改變,就會覺得不舒服。好在宇宙總是溫馨的,它讓人類生活在一個穩(wěn)定的空間里。 當(dāng)然宇宙的節(jié)奏或速度也會變化,人類或許只是宇宙變化過程中的一個過客。但有一點(diǎn)可以肯定,不管人類的命運(yùn)如何,只要宇宙還在變化,時間的腳步也不會停下來。正像愛因斯坦說的那樣“時間是人類的錯覺”,我們無論如何感覺時間,都改變不了它的本質(zhì)。 如果宇宙中真的存在“奇點(diǎn)”的話,時間一定可以分為三個區(qū)間:(1)奇點(diǎn)時間,也就是宇宙開端;(2)光速以內(nèi)的時間,即相對論所描述的時間;(3)超光束系統(tǒng)內(nèi)的時間,如果彼時相對論仍然成立,就會出現(xiàn)“時光倒流”。 只要給人類機(jī)會,科學(xué)家們就會繼續(xù)探索。當(dāng)時間的三個區(qū)間全部被發(fā)現(xiàn)時,不但可以實(shí)現(xiàn)“兩次同時踏進(jìn)同一條河流”,還可以實(shí)現(xiàn)從“奇點(diǎn)”出發(fā),穿越光速空間,繼續(xù)前行時,人類又會見到曾經(jīng)的世界。 正如光子先生在《世界邊緣的秘密》提到“宇宙能量總和是零”的伽莫夫觀點(diǎn),關(guān)于時間的最終謎底,或許就是起點(diǎn)與終點(diǎn)重合的虛幻旅行!
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