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《时间简史(插图本)》读后感2100字
《时间简史<插图本>(2002)》读后721671932571205019
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“最近10年的观测已经确认宇宙的年龄为137亿年。”《时间简史》讲述的就是宇宙137亿年(最新数据138.2亿年)从头至今探索与发现的简史。
相对于宇宙,人类个体短暂而渺小的不值一提,但更明显的事实却是,人类探索发现了138.2亿年的宇宙。所以两者哪个更永恒,真不好说。
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人类这注定不安分的生灵,对于“存在”这个模糊的概念,孜孜以求必要弄个明白。其实每一个人的心底都希望理解世界是如何行为的,但是总被方式所限,所以只有更虔诚执着的人才能通过观察现实世界来接近达成这一点。
从仰望星空的思考开始,到提出概念、预言、验证,再到实证后对价值观的整体影响,之后再思考,然后再探索再发现,生生不息。
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这个过程中会发现任何物理理论都只不过是一个假设,它只能是暂时的。不管实验的结果多少次和某种理论相一致,都不能断定下一次的结果不和该理论相冲突。所以是在不断超越中,万物之理被人类越来清晰的接近。
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超越并不是否定,所以经典力学不是错了,它至今仍适用日常生活中的大部分情境。而是相对论突破了物理定义上更宏观的尺度,如卫星定位的相关数据按经典力学计算,在地表的实际定位就会偏差几公里。量子力学是微观与根源性的,是现有不可分粒子的力学。量子的不确定性打破了相对论对宇宙的限制。而弦论更是在宇宙的维度上完全的颠覆了固有概念。也为大一统理论带来了希望,因为它已统一了除引力外的三种力。在时空中闭弦组合并且形成片。如果把所有基本粒子都当做弦来处理,就可能找到一种协调的理论,它可以解释所有四种基本力。
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根据量子理论,力是由交换携带力的粒子引起的。携带力的粒子可分成4个种类,引力、电磁力、弱力、强力。
统一理论将把所有这4种力解释成为一种单独的力的不同方面。
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一个完备的协调的统一理论只是第一步:我们的目标是完全理解我们周围的事件以及我们自身的存在。
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物理学对于包含一个核与多于一个电子的原子,无人能够准确地解出其量子方程。甚至在像牛顿引力论这么简单的理论中,我们都不能准确地求解三体的运动,而且随着物体的数目和理论复杂性的增加,困难越来越大。近似解对于应用通常已经足够了,但是它们和“万物统一理论”这一术语激起的伟大期望毫不匹配!
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在物理学的突飞猛进中,人们的价值观念随着宇宙观的不断更新而被更新。
人类的宇宙观从乌龟背上的天圆地方,到地心说、日心说,到经典力学彻底地开创了物理新纪元。然后相对论、量子力学、弦理论……
从亚里士多德的绝对时间静止空间,到牛顿的绝对时间相对空间,然后爱因斯坦的时间空间都是相对的,再之后量子力学的不确定性原理,而弦论不仅重新定义了基本粒子,又突破了传统的空间维度。人类的宇宙观被不断更新地几乎超越玄幻了。
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对经典力学的普遍性认知下,出现了决定论。拉普拉斯的决定论有着很强力明显的佐证,因为从对宇宙的观察中,人们可以计算行星的轨道,也就是说你能知晓它在过去与未来的具体位置。而更进一步的话,那就是万物也都是有其轨道的,包括人类。
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“爱因斯坦认为科学定律对所有的观察者,不管他们如何运动,都必须是相同的。它将引力解释成四维时空的曲率。这就是广义相对论。”
相对论中时空概念的提出,从本质上颠覆了人们惯常认为的时间与空间观念。“爱因斯坦利用惯性质量和引力质量等效去推导他的等效原理,并最终得出整个广义相对论,堪称人类思想史上无与伦比的逻辑推理的无畏进军。”
四维是空间三维加上时间维度。如同一颗树,它有长宽高三个维。而时间维度可以试着这样描述,上一秒与下一秒相比,这颗树的空间性不同了。这就意味着在四维中,树的每一点变化是发生在特定的一个时空中。
树一秒的变化已较难观测,那几千分之一秒呢?这是时空微观,还有相对的时空宏观,如几万光年呢?而这颗树理论上会持续在变化。相对论与量子力学就是分别在宏观和微观的尺度上描述这种变化,以求探索其根源。
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描述微观世界的量子力学与描述宏观引力的广义相对论在根本上有冲突,广义相对论的平滑时空与微观下时空剧烈的量子涨落相矛盾。量子力学将一种不可预见性或者随机性的不可回避因素引入科学。
这样,广义相对论就必须修正,因为经典广义相对论预言了无限密度的点:奇点,它也就预言了自己的垮台。正如经典力学暗示黑体应发射出无限能量,或者原子应坍缩成无限的密度,而预言了它的垮台一样。
量子力学的不确定性原理几近终结了决定论,不确定性原理是世界一个基本的不可避免的性质,它对我们观察世界的方式有深远的意义。
但换个角度看,决定论不是错了,而是人类可能还没真正发现决定论的真谛,也就是大一统理论,就是适用于宇宙任何一个事件的理论,那意味着按此理论能清晰描述任何事件,并且在事件的任意点上都能推论出其边界。
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弦论对把广义相对论和不确定性原理结合在一起有积极意义,然而弦论也有更大的问题:似乎只有当时空是十维或者二十六维,而不是通常的四维时,它们才是协调的!
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最后,“为何宇宙是我们看到的这种样子?”其答案很简单:如果它不是这个样子,我们就不会在这里!
智慧和科学传递人类存活的优势。时间是过程,空间是因果。时空只是维度的一种体现方式。这一刻,你穿梭于过去与未来。





