詭異的宇宙之從相對論到量子力學 - 今日頭條(TouTiao.com)
最近再看《宇宙的結構》，重新再去審視宇宙的結構，這本書我認為寫的真的比《時間簡史》好，可以從人文的角度去審視人類對宇宙的認識，我們會發現其實宇宙本身是相當詭異的，一切都是反直覺的，從反直覺的角度我來重新聊聊這些事。
詭異的光速觀測問題：根據人的天然反應，如果一個火車的速度是340km/h，而你以1km/h的平均速度追著火車跑，那麼火車相對你的速度就應該是339km/h，但是對於光速來說就不是這樣了，很奇怪的是，無論你跑多快，你觀測到的光速永遠是C(C≈300000km/s），更加詭異的是任何人任何方向角度觀察光都是C，這完全違反人類直覺，違反牛頓定律。
所以愛因斯坦給了一個逆天的答案—狹義相對論，我初中第一次看到的時候覺得這太神奇了，簡直是非常好的科幻小說素材了，而事實上，這也確實是科幻小說的很好的素材，已經被廣泛應用到科幻作品中。根據狹義相對論的解釋，因為空間與時間的合方向永遠等於光速，所以當你運動的時候，你原本停滯的空間變了，所以你的時間速度會減慢，所以你無論多快的奔跑永遠只會看到光以光速奔跑不會減慢，因為光是不佔有空間的，並且由於你的空間與時間的合速度永遠等於光速，所以你的速度永遠超不過光速，以上就是狹義相對論的主要內容，空間與時間的置換，相當詭異並且科幻，反直覺。但是原子鐘證明確實是這樣的，我們真實的生活在一個空間與時間可以置換的世界裡面，牛頓的絕對空間被摧毀了。
詭異的引力問題：那麼接下來問題又來了，牛頓引力怎麼解釋？狹義相對論只管解釋空間與時間，但是引力、加速，這些怎麼去融合？如果沒有絕對空間，那狹義相對論如何判斷一個物體是否是加速的？
愛因斯坦再次拿出了一個逆天的答案—廣義相對論，通過時間與空間的曲率來判斷引力，並且徹底推翻了牛頓，或者說牛頓定律只在一種理想情況下適用。在廣義相對論裡面，時間與空間可以假象成一個大餅，你把一個小球放在上面，這個大餅就褶皺了，OK，那麼你再放一個小球在上面，那麼這個大餅的褶皺就由發生了改變，而我們的世界就是這樣，這張大餅變成了三維的，全方位的時間與空間，褶皺被稱為蜷曲，而這種蜷曲的路勁就是引力。
詭異的量子糾纏：量子糾纏就是說一個粒子和另一個粒子相隔無論多遠都會彼此影響，這就又一次逆天了，這完全與相對論在微觀世界無法調和。兩個粒子無論多遠都可以互相瞬間影響，這太奇怪了，所以當科學家推算宇宙具體年齡讓相對論和量子力學試圖結合時會出現錯誤結果。在某種哲學層面上來說，量子糾纏也並不奇怪，因為宇宙大爆炸之前一切都是在一起的，但這確實違反我們直覺。
詭異的測不準：海森堡測不準原理很有名，在微觀世界中當你測量某個粒子的具體位置時就會影響其他結果比如速度，而當你測量速度時又會影響到位置，所以根據量子力學的哲學，這個世界都是概率，一切都是測不準的，比如我們今天看到月亮是因為看到月亮的概率很大很大大到可以不用考慮月亮會爆炸這一概率，這直接把經過世世代代努力終於把宇宙未知都在確定起來的現代人，再次打回到大為休謨的那個充滿懷疑論的世界，似乎你想確定一切註定要無功而返，都只是你的經驗而已......測不準原理也是非常科幻的，就像某個造物者創造的遊戲，他們把真正的遊戲規則隱藏在幕後，就是永遠不讓你們這些凡人發現，不讓你跳出來看到這個世界，就要逗你玩......同時，這個世界又都是由概率構成，好像造物者的心中對於能不能建成這個世界也沒個譜，他就好像在說「我投把骰子，你們自己去玩吧」。
愛因斯坦晚年對量子力學是咬牙切齒的，他一定也是非常痛恨大為休謨這種人，在他心中其實和牛頓一樣構想著一個完美的確定性的世界，可以從現在推導出過去，但是量子力學的實驗證明又不容反駁，所以愛因斯坦的晚年都在致力於攻擊量子力學，認為這只是一個不完美理論的短暫替代品，而我們要找到真正完美的理論，必須拋棄量子力學。愛因斯坦的行為讓我聯想到了《維特根斯坦》電影結尾的一段話，讓人感慨天才們想要尋找的理想世界總是不盡相同。
「曾經有個年輕人，他想把世界簡化到純粹的邏輯里。因為他非常聰明，也確實做到了。他在完成時，回首看著、欣賞著。一個非常美麗，摒除了不完美和不確定的新世界，象閃耀的冰面無邊無際的延伸到天邊。那個聰明的年輕人環視他所創造的世界，決定探索它。可是當他向前邁出第一步，立即摔倒了。你看，他忘了摩擦力。冰面平坦光滑，潔凈無瑕，但是人無法在上面行走。聰明的年輕人坐在那裡不禁流下心碎的眼淚。
當他成長為一個智慧的老人時，他開始理解粗糙和混沌並不是缺陷，世界就是因此而運轉。他想奔跑舞蹈，頓時語言失去光澤，模糊不清；世界支離破碎，散落一地。智慧的老人知道這就是事物的本來面目。但在他的內心依然懷念著那純凈的世界，那裡的一切閃耀著純粹的光芒。雖然他甚至已經日漸喜歡那坑坑窪窪的地面，但無法讓自己在那裡安頓下來。現在他在地面和冰面之間徘徊，哪裡都不是他的歸宿。這是他所有悲痛的來由。」
最近在思考世界的反直覺性，盡量簡化知識理論，下期我再聊聊時間的問題。
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