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主题:【原创】时空简史 (序) -- 不爱吱声

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  • 家园 【原创】时空简史 (序)

    这个题目有点大。伟大的物理学家霍金写过一本科普读物《时间简史》,我写《时空简史》不可否认有自不量力的成分。不过这年头吹牛不上税,不吹白不吹,白吹谁不吹,吹了不白吹。吹吧。

    想起这个题目也缘于天使的“无中生有”的文章。天使谈到了人类对时空的认识有一个不断深入的过程。特别提到了从经典牛顿力学到爱因斯坦相对论力学的时空观念的变化,并提道了经典时空观在解释微观上某些物理现象所遇到的困难,使得经典时空观更是遇到了前所未有的挑战。不过,总觉得天使的谈论有点意犹未尽,感觉某些说法不是很深入准确,所以打算写下这个系列文章算是给天使的文章做一个有益的补充。同时也愿意与大家共同踏着人类科学思想发展的足迹,跟随先哲的脚步探索宇宙的奥秘,如果大家能够在这次思维的旅行中,感受到宇宙的神奇,科学的美妙,那就是不小的收获了。

    自己喜欢物理,却并非物理专业,所以文章中难免有些某些不当的地方,但会尽力避免一些明显的错误。个人对经典力学的理解比较深,因为专业就是基于经典力学的,这系列文章中的第一部分希望跟大家探讨经典力学中时空观问题,其中会穿插一些相关的历史小故事,特别将要强调经典力学中的运动学及开创宇宙学新时代的万有引力定律。这部分内容,想必大家都比较熟悉,我尽力会比较少的涉及具体理论,希望更多的讨论经典力学中时空观存在的某些问题,主要还是为了给相对论的时空观做些铺垫。

    对于相对论的了解,来自于自己大学里的课外阅读。记得大学普物狭义相对论是必修,而广义相对论是选修,自己私下里曾经偷摸看了点闲书,加深了自己的理解。谈不上很有研究,但确实有些自认为不会误导大家的想法可以与大家讨论。我认为,真正谈论相对论的时空观,只有了解广义相对论才能真正体会到那种回味无穷的美妙。光速不变的假定揭开了冰山的一角,等效原理的扩延将牛顿力学与电磁场论统一起来。这导致了令整个物理世界高呼惊奇的尺缩,钟慢效应,甚至是原子弹的爆炸,但当将等效原理进一步推广到引力场中的时候,一些才真正变的不可思议,原来我们的宇宙,我们的物理是建立在几何基础之上的!而几何本身正是描述点的运动的学问。正如天使(或者马克思)所说的,时空是物质运动的存在形式!我不知道,大家对这一点现在理解多少,但我会用我认为比较通俗的语言,更有可能与大家熟悉的经典力学联系起来与大家进行讨论,我希望我能与大家分享那种探索宇宙本质的快乐,我觉得那种快乐是只有科学才能带来的。

    二十世纪初,真是一个让后辈科学家向往的年代。在发现宇宙大爆炸之前,科学思想开始大爆炸。这毫无疑问归于至今仍觉神奇的量子力学的产生和发展。与相对论相映成辉,但更加蛮横无理的量子力学竟然向经典物理(甚至是自然科学)的核心思想--实在性发起猛烈攻击。量子在测量前处于多态叠加状态,测量导致结果,难怪古典物理学家会怀疑“难道只有我们看到了月亮,月亮才存在吗?”当然,这种疑问是有误解量子力学的成分在里面,但不可否认,测量导致结果正是正统的“哥本哈根”学派对测不准原理的解释。我们将如何面对这个现实,我们如何来从新审视我们的时空观呢?我希望在第三部分,能有更多的网友参与讨论,思考有时候就是一种享受。

    对于物理学的前沿,诸如超弦论,我的所有了解几乎都来自于网上可以查到的科普读物,所以在此系列文章中对于弦论的时空观会在最后有所简要提及,但不会给出太多的个人见解,因为确实力不从心。如果碰巧有哪位网友熟悉弦论,愿意与大家分享心得,这里先行谢过。

    总之,我希望通过这个系列文章能给大家消除一些关于时空观发展的似是而非的观点,在保证一定准确性的前提下,写得尽可能通俗有趣容易理解一些。但准确性是根本,所以如果任何网友发现我对理论的理解有任何偏差,真心希望能友好的指出来。

    业余时间侃大山,自己是比较懒的,写作速度可能会比较慢,还请大家理解。这里先写个提纲,一方面做个广告,先把声势造出去;另一方面也给自己点压力,希望写出至少自己还满意的文章,算是感谢大家对科技版不懈的支持了。

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