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九、时空观――时间与空间的思考(2)

(2009-02-10 00:53:19)
标签:

文化

分类: 转载

在黑洞里,没有物质的任何形态,没有大小只有一个数学上的点,却有巨大的质量。在黑洞之内除了奇点,没有其它方向可以选择,空间只有一维的。时间到了尽头,任何进入视界的物质达到奇点就意味着时间已经终结,一切物理定律都毫无意义。奇点就是时间空间都不复存在的终极之点。

广义相对论预言了奇点,却不能解释奇点内的问题。解决这个问题需要量子力学理论,空间和时间在普朗克尺度下不是平坦的,而是处于一种泡沫的状态。霍金是对这个问题思考最多的一个人。

三、量子力学

量子力学,的一个最主要的原理就是海森堡的不确定性原理。由于普朗克的量子假设,你对粒子的位置测量的越准确,你对速度的测量就越不准确,反之亦然。这就是测不准原理。

量子力学并不对一次观测预言一个单独的确定的结果。而是预言一组不同的可能发生的结果,并告诉我们每个结果出现的概率。比如把五个硬币抛向空中,落地之后会出现什么结果?你说:“三正二反”这就是一个赌博。量子力学告诉你,可能出现六中情况,“三正二反”只是一种可能性,出现的概率为5/16。(后面将从这种概率的角度探究偶然与必然的问题)

“如果人们甚至不能准确的测量宇宙现在的状态,就肯定不能准确的预言将来的事件了!”――霍金

“宇宙初始状态的选择纯粹是随机的。” ――霍金

“如果他使宇宙一这种不可理解的方式开始,何以他又选择让它按照我们可以理解的定理去演化?” ――霍金

四、虚时间

“粒子通过一指定点的概率是将通过此点的所有可能途径的波迭加而求得。然而,当人们实际去进行时,就遇到了严重的技术问题。回避这个问题的唯一独特的方法就是:你必须不是对发生在你我经验的‘实’的时间内的,而是对发生在所谓‘虚’时间内的粒子的途径的波进行求和。虚时间可能听起来像科学幻想,但事实上,它是定义得很好的数学概念。……人必须利用虚时间,以避免在进行费因曼对历史求和的技术上的困难。”

“所谓虚时间是真正的实时间,而我们叫做实时间的东西恰恰是子虚乌有的空想的产物。在实时间中,宇宙的开端和终结都是奇点。这个奇点构成了科学定律在那儿不成立的空间-时间边界。但是,在虚时间里不存在奇点或边界。所以,很可能我们称之为虚时间的才真正是更基本的概念,而我们称作实时间的反而是我们臆造的,它有助于我们描述我们宇宙的模样。但是,……科学理论仅仅是我们用以描述自己所观察的数学模型,它只存在于我们的头脑中。所以去问诸如这样的问题是毫无意义的:‘实”的或‘虚’的时间,哪一个是是在的?这仅仅是哪一个描述更为有用的问题。”

这些都是霍金的《时间简史》中的原文。与霍金相比,我的思维不过是一个牙牙学语的孩童,所以只摘录原文。还有一句:“人是在不能辩赢数学定理”

据此我冒然认为,霍金肯定了虚时间的存在,“所谓虚时间是真正的实时间,而我们叫做实时间的东西恰恰是子虚乌有的空想的产物。”

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