2023-08-16

读《时间简史》

我们身处于四维时空,三维空间,一维时间。若缺少任何一个维度,我们都将无法生存。虽然我们能很轻松地理解三维空间,可以轻松在三系坐标内移动,但是,若少了时间这一个维度,我们将无法做任何事情,因为在这个世界中发生的任何事情,都与时间有关。

最近把《时间简史》囫囵吞枣地看完了,果然一些书评说得没错,想要把这本书完全读懂,那得需要非常多的物理知识。这本书在我的书架上其实呆了好多年,前后我还买过不止一本,可惜一直没有静得下心来花时间去读。最近花了一些时间读完后,虽然是看得是云里雾里,但是书中举的一些例子却让我印象深刻。

比如,《时间简史》想要说明宇宙是在膨胀的,星体都在互相远离。但是,这个“膨胀”是在四维时空里的描述,若仍然是在三维空间下去理解“膨胀”,你是永远无法想明白的。因为若这个“膨胀”发生在三维空间中,则一定要有一个中心的点为起点,所有的星体都将离这个点越来越远,但是这个不符合星体互相远离这个结果,而且在四维时空中的“膨胀”是不会在三维空间中出现一个中心点的。于是书中举了个例子:这个“膨胀”就像是一个越吹越大的带斑点的气球,所有的斑点之间的间隔会随着这个气球变大而越来越远。这真是一个绝妙的比喻,它把我们的三维空间简化成了二维,然后球的半径变成了“时间”维度。随着时间流逝(气球越来越大),斑点与斑点之间的距离越来越远(星体互相远离)。

事实上,书中很多的图都是把三维空间简化成了二维后,然后再把时间这个维度加到了三维空间中,以方便读者去理解它。还有一个例子就是在说明光锥影响的范围与时间的关系的时候,把时间变成了Y坐标,而X+Z则把三维世界简化成为了二维。又或者在介绍虫洞进行时空跳跃的时候,也同样做出了相应的简化。这其实在电影《星际穿越》中,科学家在说明虫洞的工作原理的时候,为什么要通过卷一张纸来说明时空穿越,这也是把三维的空间简化成了二维,被卷曲的那一个维度其实是时间。

书中还有一些有趣的示例,但有时候看起来也非常的枯燥,也许什么时候有空再重新读一遍吧。

MATTHEW
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