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我是李淼,今天我们来解读四维虫子。
这篇讲的是一个什么故事呢?有一个少年,表面上看起来跟天才一样,他说他跟一个绝对四维的生物交流。那么作者想知道他们交流的结果,因此就找了一个物理学家。这个物理学家跟我一样,是专门研究量子物理的。
他怀疑这个天才少年感觉到的东西是量子世界。少年说,一个四维的绝对生物总是告诉他一个故事。那这个故事是什么呢?就跟我们通常理解的四维不一样,我们通常理解的四维呢,就是三维空间加上一维时间。他的三维空间跟我们的三维空间不一样,时间也跟我们感觉到的时间不一样。
下面就来解说他感觉到的是什么三维空间。我们都知道,我们感到三维空间呢,也就是我们生活的这个世界,有前后、左右、上下,这就是三度,前后是一个维度,左右是一个维度,上下又是一个维度。同时我们还感受到时间,比如说我们能感受到昨天和今天的区别,今天和明天的区别,这就是时间。
如果我们把手机打开,这个手机有长度、宽度和高度,这是三维。但是我们把手机摔下,它从完整的手机变成破碎的手机,就是手机的演变历史,这就是时间。
那么这个少年对作者说,三维根本就不是长宽高,而是长度、温度和数量。从这个角度来讲,他已经魔怔了,不是一个正常人。然后他说这个四维生物除了长度、温度、数量不同于我们的三度空间,他还能感知到一个绝对的时间。也就是说,这个四维生物可以一眼看到所有的时间。他不像我们,我们作为普通人类,就是经历一个历史,比如说我们在昨天是得到昨天的经验,在今天是得到今天的经验,明天是明天的经验。我们只能感知到当下,可是这个绝对生物呢,可以感受到这个绝对的时间。
那作者呢为什么他带量子物理学家去聊天呢?因为这个少年老是跟他说,这跟量子纠缠有关。什么叫量子纠缠呢?如果在地球上你启动了一个事件,然后在火星上同时会有另外一个事件发生,这就是量子纠缠,是一个很奇怪的只存在于量子世界的物理现象。
少年说这个绝对四维生物是可以利用量子物理纠缠,来看到时间的整体性。对于这个绝对四维生物来讲呢,因果关系就不存在了。比如说,我把手机摔在地下,我先有摔的动作,然后这个手机才有碎的这种结果,这是因果关系,有因才有果。而四维生物看不到因果关系,他可以看到整体。
接着我们来解剖这个故事后面的物理。首先,我们讲什么叫三度空间,然后再说什么叫四维的时间和空间。那么三度空间如何来理解呢?在数学上可以来定义,我们描述一个空间,需要几个数,我们就说这个空间是几维的。我们要描述一个点,那不需要任何数,因为一个点就是一个点,所以它是零维的。我们描述一根直线上的一个点,我们只要一个数,一个轴,从负无穷大到正无穷大,那么我们要确定这个轴上的一个点呢,就需要一个实数就够了,这就是一维的。我们再看一个平面,那么我们通常会画两个轴,相互垂直的轴,一个是叫x轴,一个是y轴,这就是著名的笛卡尔坐标。要在这个平面上确定一个点呢,我要给出x坐标,还有y坐标,也就是两个数,那么要两个数确定这个空间呢,这种空间叫两维空间,这就是一个平面。
再接着下来,我们就到了三度空间,就是我们生活的空间。那么根据我们日常经验,我们要决定我们生活的这个空间某一个点,我们要三个数。比如在地球上,我们说,哦,他的经度和维度这俩数,对吧,然后再问他的高度是什么,或者是海拔是多少,对吧,这样就确定了我们日常生活经验里一个点。或者说,有x轴、y轴、z轴三个轴来标志我们三维空间,当然我们还可以把这种事情推广到四度空间、五度空间,等等。
我们再把话题拉回到时间来讲,时间其实是第四个数。比如说一个时钟上,那个钟,指针指在某个地方,他就是一个数。再比如说公元前多少年,哪天哪时分哪秒,这是一个数,只要一个数。换句话说,我们要描写历史的话,要多出一个数来,这就是时间。
那时间跟空间是不一样的,因为我们同时可以感觉到三度空间的存在,但是不能同时感觉到过去、现在和未来。我们只能感觉到当下,这就是空间和时间的区别。
那么这就说到哥德尔了。哥德尔说时间有没有可能在物理学中是一个整体的东西?那么是什么意思呢?比如我们到操场跑步,一下子就看到操场上的跑道,这个跑道完整地展现在我们面前,它本身是一个完整的东西。而时间有没有可能像跑道一样,立马在我们面前呈现出来呢?换句话说,过去、现在和未来能不能同时地在我们面前呈展开来?只能去猜测。
那么当然说到时间是一个跑道,其实还有一个意思,就是说在跑道上我们从起点跑到终点,然后终点可以和起点吻合,也就是这个跑道是一个圆或者椭圆。那么时间有没有可能从起点跑到终点,终点和起点重合呢?这个也是一个物理学上的难题。就是说我们从现在向未来走,走着走着是不是回到过去了?这是一个难题。
我们交代了时间的整体性的猜测,也就是哥德尔关于时间的话,再来谈一谈为什么这个《四维虫子》这一篇故事里面的少年他会谈到量子力学?为什么说量子力学里面,时间是一个整体呢?
这个就有点意思了。在量子力学的世界里面,有一个非常怪异的东西,就是我们描述客观世界的一个状态,可以用两种描述方法。第一种方法,就有点像我们日常生活经验,我把一个状态分成时间点,在所有的时间点里面,它的状态都是在变化的,对吧?比如说你自己的状态,你过去跟现在就是不一样,可能你以前是个穷光蛋,现在是个中产阶级,未来的话说不定是一个大富翁。量子力学是可以来这么描述的,就是说过去、现在和未来,这个状态是随着时间变化。
非常有意思的是,在量子力学,还有一个表述说这个状态是整体的。就是我可以给定一个状态,这个状态不随时间变化。就是时间在量子力学的一种描述里面,突然就消失了。状态不随时间变化,但是物理学量随着时间变化。在这种描述之下,时间是一个整体了,也就是量子世界,是有一种整体性。
那因果律在量子里面也消失了。就有点像这个又像天才又像疯子的少年,他跟绝对的四维生物对话的时候,这个四维生物所体会的一样,他看到了这个整体的量子力学的世界,而我们只能看到一个变化的量子力学的世界。
这一集我们把量子力学和三度空间、时间之间的纠缠,说不清理还乱的关系交代到这儿。最后,我们再强调一下,这个故事里面的这个少年,怨不得他量子力学考不好,他没有真正理解量子力学。但是这个故事告诉我们一个非常深刻的道理,就是说在量子世界里面呢,世界是整体的,世界其实是不分过去和未来的。
说实话所谓的专家最后的话说的把我搞懵了,但是少年说的话让我感觉很通透,
竹马一蓑烟雨任平生 回复 @Lucky_5cc: 就 很合理,所以书是本小说,解析是专家。小说就是要人易懂接受,一旦进入理论范畴就高傲的觉得人家啥都不懂,自己掌握了世界密码是天选之子。
我觉得同时看到未来和同时看到过去的这种绝对思维生物不就是我们在看电视剧得状态吗?那电视剧里的那些人物不就是三维的“我们”吗?假如这个世界就是一个电视剧,我们以为自己都是主角,命运也是设定好的,却不知道外面有个拿遥控器的人随时在看这我们呢!就是这个状态吧!那谁又知道是不是还有其他更高级的生物在观察着绝对四维生物呢…
听友379539530 回复 @丽子_j5: 直接醍醐灌顶,茅塞顿开
我相信这个少年绝对是少有的天才,不是神经病,我感觉到他概念真的很好
L借月佐酒 回复 @Lucky_5cc: 多看书
其实他说的三维空间未必是错的。长度,数量,温度。他说长度包括长宽高。也就是说,他的完整表述应该是这样的:三维空间是长宽高所确立的空间中被割据空间的占比,和该占比空间中的能量。也就是长度,数量和温度。
1712131mwik 回复 @先天下疯: 谁告诉你长度数量温度不对的,在物理学中,这就是对的,这就是三维,这也是牛顿的理解,在数学中应该是长宽高,由于四维以上物理学无法解释了,但数学却可以算到十一维,所以我们人为的长宽高是数学的三维,而不是物理的三维
作者最后一句话才是重点,时间不分过去和未来,时间上人类自己定义的,就像数字一样,数字不存在是人类来标记某一样东西而已,时间也是只是来标记,比如电视剧,你去年看了这电视剧今年又看“时间”是变化了一年,但是电视剧没有变化,你可能会说你自己身体啊世界啊变化了,但是“时间”就是来标记这个变化的,时间不存在只是一个工具,像数字一样的工具
1836557luop 回复 @听友201760405: 你说得挺好
不能证明自己说的是对的,那少年说的也不一定是错的。
马云创业互联网的时候 别人也说他魔症了
追风某少年 回复 @1767910gkvo: 不是因为他被人说魔怔了他成功了
弱小和无知不是生存障碍,傲慢才是
评论人均科学家
一边回忆一边继续 回复 @Y吃蝴蝶的可爱小猛禽: 那一天自己也发疯了
每个故事后面的解读都是生拉硬扯牵强附会的狗尾续貂!!!直接跳过。人必须承认自己认知的狭隘和局限。不是所有的现象都能用肤浅的科学做出解释
Leo89xxxx 回复 @BillyKing2: 你这段文字充分解释了什么叫无知者无畏。当然了,孩子都爱说这话,下次说滑铲显得可爱点儿