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25.时间去哪儿了

到了近代,庞加莱写了一本书《最后的沉思》。你听书名字就知道。老头快不行了。临死之前出的书。这本书里面也提到了时间问题。庞加莱说了。时间必须是可测量的。否则的话,就不属于物理学讨论的范畴。不能测量的概念。物理学没法研究。我碰上不少民科。他们当当当当的说了一大堆概念。我说你设计个实验来验证吧。他们都不屑于设计实验。我跟他们说,你们有当哲学家的潜质。物理学家,那还是算了……

庞加莱是个数学家。他是那时候数学界的泰山北斗一般的人物。他对物理学也很有研究。他还是一个很重要的哲学家。不过老头到晚年。岁数大了,很多东西算不动了。一生积累的感悟也特别多。所以他写的书,哲学味儿很足。他首先认为时间是可以测量的。早年间笛卡尔曾经觉得,这个时间是个主观的东西。那就不靠谱儿了。庞加莱认为这东西一定可以测量。以前欧拉曾经有过一个想法。那就是牛顿第一定律要是正确的话。那么可以用匀速运动来做参照。中学物理课上,都用过打点计时器。假如纸带是匀速运动的。那么打出来的点应该是均匀的。这不就把相邻时间测量的问题变成了长度测量的问题吗?我们先前那个疑问不就解决了吗?要是打出来不均匀呢?那是打点计时器坏了。所以欧拉的这个说法可以让我们挑出一只好钟。后来很多人又发展了这个思路。不但牛顿第一定律要成立,麦克斯韦方程也要成立。那能量守恒算不算啊。那好吧能量守恒也要加上。反正有一堆的条件加上去……

爱因斯坦对这个问题怎么看的呢?他开始是跟牛顿差不多。他认为时间是相对的。不存在绝对的时间。也不存在绝对的空间。但是,时空合在一起是绝对的。这点上其实是牛顿观点的延伸。但是到了晚年。他的观点发生变化了。他认为,时间空间未必是可以脱离物质存在的俄独立客体。一无所有的时间和空间就失去了讨论的意义。这已经从牛顿那一头,转到了莱布尼茨那一头了。爱因斯坦的《狭义与广义相对论浅说》里面提到了这个观点。不过是再版了十几次之后,写在前言里面说的这段话。那时候爱因斯坦已经到了晚年了。反正,这种大科学家,特别是搞理论物理的。年老了,搞不动了。去搞搞哲学的沉思也不错。他的思想太深奥了。所以呢,他写的这本书不好看。我们讲,科普书籍要深入浅出啊。爱因斯坦老先生,他深入下去,出不来了。所以他写书,看着晦涩难懂。

现在,引力场量子化的思路,就是顺着这个思路走的。没有物质,那么时空讲变得没有意义了。可是这条路哪儿那么好走啊。大一统的理论。也是要解决这种问题。但是目前为止,还没有完全靠谱儿的理论。常有人问,大爆炸之前是啥样子?物理学家的标准回答是,大爆炸是时间和空间的起点。因此谈不上以前。有人问宇宙外面是什么啊?标准回答是宇宙包含了所有的时间和空间。没有外边儿。这种答案总是让人匪夷所思。太不给力了,这不等于啥都没说嘛。有关时间的问题非常重要。所以我特别留到最后才来讲这个问题。我前面其实讲黑洞的时候,留了个话题。那就是彭罗斯证明奇性定理是怎么证明了。他是怎么证明,我们的宇宙里面必定有奇点的呢?时间跟奇点又有什么样的关系呢?容我慢慢道来。

苏联物理学家里面,朗道是最牛的一个。可是朗道出了车祸。脑子不行了。诺贝尔奖委员会一看不好。朗道要不行了,这奖不发给死人。特事特办,赶紧给朗道发了一个物理学奖。朗道又撑了几年去世了。那么苏联物理学界就是栗弗席兹扛大旗。栗弗席兹水平比朗道差。他们几个苏联的科学家,一不留神。就写了篇论文,说黑洞奇点这种问题那是因为爱因斯坦的方程式太难解了。不得不求助于对称性。对称性太好了,因此才导致了奇点的产生。要是朗道在世,那么这事儿恐怕就不出了。栗弗席兹他们被彭罗斯啪啪的打脸。彭罗斯是怎么证明的呢?这要从宇宙的因果性谈起了……



对于普通人来讲,问时间是什么,时间有没有开端和结束。那都太过玄虚了。普通人最关心的还是时间去哪儿了。一不留神,我们的青丝都会变成华发。就在今年8月17日。贝更斯坦教授去世了。他当年还是个毛头小伙子的时候,提出了黑洞熵的问题。启发霍金计算出了霍金辐射。一晃过去那么多年了。享年68岁,现在看来并不高寿。让人非常的惋惜。今年也是广义相对论诞生的100周年纪念。对于那些对科学做出巨大贡献的科学家们。我也只能尽这点儿微薄之力,把他们的故事讲出来,以这种方式来纪念那些为推动科学发展而做出贡献的的科学家们。

好了,就说这么多吧。我们还留了个话题,那就是惯性的起因问题。这还是留到下一部书,开讲量子力学的时候在去探讨。我要休息一个礼拜,这部书已经榨干了我的知识储备,需要充电上发条了。

12月,我们再见吧,开讲量子力学的传奇故事。欢迎收听!



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