第一課 最美的理論

愛因斯坦(看待世界的全新的視角)的廣義相對(duì)論：空間＝引力場(chǎng)

時(shí)間并不是普適的，空間是可以彎曲的。

第二課 量子

量子力學(xué)認(rèn)為，微觀世界的粒子運(yùn)動(dòng)都是隨機(jī)的。

在量子力學(xué)中，沒有一樣?xùn)|西擁有確定的位置，除非它撞上了別的東西。

是否意味著，我們要接受，所謂的真是只不過是相互作用造成的？

第三課 宇宙的構(gòu)造

科學(xué)首先是視覺活動(dòng)。科學(xué)思想得益于以新的方式“看”事物的能力。

第四課 粒子

光子的消失和重現(xiàn)遵循量子力學(xué)的奇特定律：存在的每樣?xùn)|西都是不穩(wěn)定的，永遠(yuǎn)都在從一種相互作用躍遷到另一種相互作用。

量子力學(xué)和粒子實(shí)驗(yàn)告訴我們，世界是物體連續(xù)的、永不停歇的涌動(dòng)，是稍縱即逝的實(shí)體不斷地出現(xiàn)和消失，是一系列的振蕩，就像20世界60年代時(shí)髦的嬉皮世界，一個(gè)由事件而非物體構(gòu)成的世界。

所以我們現(xiàn)在還只能依賴標(biāo)準(zhǔn)模型。它可能不太優(yōu)美，但是用來

解釋我們周圍的世界卻很好用。誰知道呢，仔細(xì)想想，或許并不

是這個(gè)模型不優(yōu)美，而是我們還沒有學(xué)會(huì)從正確的角度看待它，

沒有發(fā)現(xiàn)隱藏其中的簡(jiǎn)潔。如今，這就是我們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)：

屈指可數(shù)的幾種基本粒子，不斷地在存在和不存在之間振動(dòng)、起

伏，充斥在似乎一無所有的空間中。它們就像宇宙字母表里的字

母，以無窮無盡的組合，講述星系、繁星、陽光、山川、森林、田

地，以及節(jié)日里孩子臉上的笑容和星光璀璨的夜空的漫長(zhǎng)歷史。

第五課　空間的顆粒

物理學(xué)已經(jīng)不是第一次面對(duì)兩個(gè)看起來完全對(duì)立的偉大理論了

。而過去每一次成功地將相互矛盾的兩個(gè)理論統(tǒng)一時(shí)，我們的世

界觀都產(chǎn)生了巨大的飛躍。牛頓整合了伽利略的拋物線運(yùn)動(dòng)和

開普勒的天體橢圓運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)了萬有引力。麥克斯韋將電和磁的

理論結(jié)合起來，提出了電磁場(chǎng)方程。愛因斯坦在解決電磁學(xué)和經(jīng)

典力學(xué)的明顯沖突時(shí)，發(fā)現(xiàn)了相對(duì)論。因此，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)這種

偉大理論之間的矛盾時(shí)只會(huì)興奮不已：這是一個(gè)難得的機(jī)會(huì)。我

們是否可以建立一個(gè)思考世界的概念框架，來兼容上述兩種理

論呢？

圈量子引力試圖把廣義相對(duì)論和量子力學(xué)結(jié)合起來。這個(gè)嘗試

很謹(jǐn)慎，它只使用這些理論中已有的假設(shè)，適當(dāng)改寫這兩個(gè)理論

，使它們相容。但它的結(jié)論相當(dāng)激進(jìn)：它又一次深刻地改變了我

們看待現(xiàn)實(shí)世界的結(jié)構(gòu)的方式。

這些空間的量子在哪里？它們不存在于任何地方，也不在“空間

之中”，因?yàn)樗鼈儽旧砭褪强臻g?？臻g就是一個(gè)個(gè)引力量子相互

勾連而成的。世界又一次顯得更接近關(guān)系的集合，而非物質(zhì)的集

合。

時(shí)間的流逝發(fā)生在世界之內(nèi)，從構(gòu)成世界的量子事件之間的相互關(guān)系中產(chǎn)生，這

些量子事件本身就是時(shí)間的源頭。？？？？？？？

第六課　概率、時(shí)間和黑洞的熱

能將過去和未來區(qū)分開來的基本現(xiàn)象就是熱量總是從熱的物體跑到冷的物體上。

茶匙和氣球的運(yùn)動(dòng)遵從物理規(guī)律，具有必然性，與我們知道與否

毫不相干；它們行為的可預(yù)測(cè)性或不可預(yù)測(cè)性，與它們的具體狀

態(tài)無關(guān)，只與它們和我們相互作用的那一部分屬性（如溫度、壓

力）有關(guān)。具體是哪些屬性，取決于我們與茶匙、氣球相互作用

的方式。因此，概率同物體自身的演化無關(guān)，只與物體跟我們相

互作用的特定屬性的變化有關(guān)。這又一次表明，我們用以組織這

個(gè)世界的概念之間有著深刻的關(guān)聯(lián)。

冰涼的茶匙在熱茶里面變熱，因?yàn)樵跓o數(shù)個(gè)可以標(biāo)示茶匙和茶

的微觀狀態(tài)的變量中，它們只通過有限的變量與我們發(fā)生相互

作用。這些變量的值雖然不足以準(zhǔn)確推斷未來（例如氣球的運(yùn)動(dòng)

軌跡），但是對(duì)于預(yù)測(cè)茶匙變熱綽綽有余。

所以，不要貪，只取一瓢即可。這就足夠了。

些問題把我們引向時(shí)間問題的核心：時(shí)間的流動(dòng)究竟是什么？

經(jīng)典物理學(xué)中已經(jīng)提到了這個(gè)問題，19、20世紀(jì)的哲學(xué)家十分重

視它，但在現(xiàn)代物理學(xué)中，這個(gè)問題變得更加棘手。物理學(xué)通過

公式來描述世界，告訴我們物體是如何隨“時(shí)間”而變化的。但是

，我們也可以用另一些公式解釋物體如何隨“位置”的改變而變化

，或者，燴飯的口味如何隨“黃油的用量”而變化。時(shí)間看起來是

在“流動(dòng)”，但是黃油的量和空間中的位置不會(huì)“流動(dòng)”。那么區(qū)別

在哪里？

或者我們可以問問自己：什么是“現(xiàn)在”？我們說存在的事物是“

現(xiàn)在”的事物：過去不再存在了，未來還不存在。但是，在物理學(xué)

中，沒有東西對(duì)應(yīng)“現(xiàn)在”這個(gè)概念。對(duì)比一下“此刻”和“此處”。“

此處”是指說話人所在的位置：如果有兩個(gè)不同的人，“此處”就是

指兩個(gè)不一樣的地方。因此，“此處”的意思取決于說話的地點(diǎn)，

用術(shù)語表達(dá)就叫作指示性。“此刻”指說話的這一瞬間，也具有指

示性。沒有人會(huì)說“此處”的東西是存在的，不在“此處”的東西就

不存在。那么，為什么我們可以說“此刻”的東西是存在的，不在“

此刻”的東西就不存在呢？究竟“此刻”是客觀的，它的“流動(dòng)”讓

物體一個(gè)接著一個(gè)地“存在”，還是，它和“此處”一樣，是主觀的

？

這似乎是個(gè)深?yuàn)W的腦力題，但解決這個(gè)問題卻是現(xiàn)代物理學(xué)的

當(dāng)務(wù)之急，因?yàn)楠M義相對(duì)論告訴我們“現(xiàn)在”的概念也是主觀的。

物理學(xué)家們和哲學(xué)家們得出結(jié)論：全宇宙共有同一個(gè)“現(xiàn)在”的觀

念是種幻覺，時(shí)間在宇宙中同步“流逝”這種概括也是行不通的。

愛因斯坦在他的意大利好友米凱萊·貝索（Michele Besso）去世后

給他的妹妹寫了一封感人至深的信：“米凱萊從這個(gè)奇怪的世界

離開了，比我先走一步，但這沒什么。像我們這樣相信物理的人

都知道，過去、現(xiàn)在和未來之間的分別只不過是持久而頑固的幻

覺?！?/p>

一些哲學(xué)家，其中不乏海德格爾忠實(shí)的追隨者，認(rèn)定物理沒有能

力描述現(xiàn)實(shí)最根本的面向，甚至斥之為誤導(dǎo)人的知識(shí)。但是歷史

已經(jīng)多次證明，我們的直覺是不準(zhǔn)確的。如果被困在直覺中，我

們還想著地球是平的，太陽繞著地球轉(zhuǎn)呢。直覺建立在我們有限

的經(jīng)驗(yàn)之上。當(dāng)我們能夠看得更遠(yuǎn)時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)世界并不是原

先看上去那樣：地球是圓的，開普敦的人是頭朝下、腳在上的。

相信直覺而罔顧科學(xué)家們理性、嚴(yán)謹(jǐn)、智慧的集體驗(yàn)證，是不明

智的。這就像那種老頭子的偏見：他不相信外面的大千世界跟自

己住的小村莊有什么差別，不相信那里生活著他從未見過的人。

那么，時(shí)間流逝這個(gè)鮮活的經(jīng)驗(yàn)從何而來？

我們建構(gòu)的宇宙圖像存在于我們心中，在我們的思維之中。在這

些圖像——我們能夠借助有限的手段重構(gòu)和理解的事物——和我

們身為其組成部分的真實(shí)世界之間，存在著無數(shù)濾鏡：我們的無

知，感官和智力的局限。正因?yàn)槲覀兪侵黧w，而且是特殊的主體

，才會(huì)讓這些條件影響了我們的經(jīng)驗(yàn)。但這些條件并不像康德認(rèn)

為的那樣具有普適性，他由此錯(cuò)誤推導(dǎo)出，歐幾里得的空間和牛

頓力學(xué)都應(yīng)該是先驗(yàn)為真的。其實(shí)，對(duì)我們這一物種的心智進(jìn)化

來說，這些東西是后驗(yàn)的，而且還在不斷演進(jìn)。我們不僅要學(xué)習(xí)

，還要逐漸更新我們的概念框架，使之與我們的認(rèn)知相匹配。我

們嘗試了解的是我們身處其中的這個(gè)真實(shí)世界，盡管這一過程

緩慢而又猶疑。我們構(gòu)建的宇宙圖景存在于我們心中，在我們的

概念空間里，但它們多多少少描繪了我們所處的這個(gè)真實(shí)世界。

我們要循跡前行，以便更好地描繪這個(gè)世界。

通過觀察真實(shí)世界中的蛛絲馬跡來發(fā)現(xiàn)那些我們無法直接看到卻有跡

可循的東西。認(rèn)識(shí)到我們可能會(huì)不斷犯錯(cuò)，因此，一旦有新的跡

象出現(xiàn)，我們要能隨時(shí)改變方向，同時(shí)我們也清楚，如果我們足

夠聰明，就會(huì)做出正確的判斷，找到我們追尋的東西。這就是科

學(xué)的本質(zhì)。

我們的愛與真誠(chéng)與生俱來，我們天生就渴望懂得更多，渴望不斷

學(xué)習(xí)。我們對(duì)世界的認(rèn)知在不斷增長(zhǎng)。在知識(shí)的邊界，我們的求

知欲在燃燒。我們渴望探索空間紋理的細(xì)微之處，探索宇宙的起

源，時(shí)間的本質(zhì)，黑洞的現(xiàn)象，以及我們思維的運(yùn)行。

現(xiàn)在，在人類已知事物的最前沿，我們將要航行于未知的海洋，

世界的奧秘與美麗熠熠生輝，讓我們目眩神迷。