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发布时间:2017-12-21

  对谈:天体物理学秒速赛车开奖直播:家Caleb Scharf带你思考不同尺度的宇宙另外在亚原子的一端,同样的事情也在发生。可以这样说:现在,我试着去对冲我的赌注,讨论量子力学,很有趣的是,我们仍然没有完整的概念图景来描述量子力学真正是什么。例如,关于量子力学的不同解释。值得注意的是我们还没有一个被确认为绝对真理的理论。我们倾向于用哥本哈根的解释,因为这就是我们所做的;我在研究领域就是这样解决问题的,研究中有很多关于这个的讨论。量子世界里有些东西让人有些不安,对于这个理论我们并没有更好的把握。所以有些新的东西也会在量子力学领域发生,这是可以预见的。

  甚至在最后我谈论到我们阅读本书的顺序实际上是一个潜藏于万亿的路径的其中之一,你可以用万亿种方式叙述这个故事,每一个都是对的,每一个都触及到宇宙的一个方面。

  这本书,尽管它试图在讨论的时候保持平衡,譬如宇宙学,它谈论暗物质、暗能量,它还谈论多元宇宙;但可能有一些东西我们确实搞错了。我认为就是暗物质,很明显我们还没有搞清楚这玩意。就在最近,两个试图探测暗物质粒子的实验室试的实验再次交了白卷。有一种普遍存在的感觉--至少我感觉是这样的,当很多人在讲推翻暗物质的基本概念需要付出的太多,但我们似乎进入了个令人不安的状态。这可能预示着我可能要在某种程度上要改写我书的前两章。

  一本由天文学家CalebScharf的新书《可缩放的宇宙》(科学美国人/ Farrar, Straus与 Giroux著,2017年),将带领读者全视角领略可观测到的宇宙--从光在138亿光年的穿行的距离,到最短的理论测量长度,普朗克长度。在这个过程中,Scharf探索了宇宙的形成,我们的银河系和地球,生命和量子物理学的组成,秒速赛车开奖直播以及当你在任何尺度上观测它们时的它们所展现的复杂性。

  Scharf:我认为,从我的观点来看,也许最大的变化之一是复杂性的上升,而不只是去忽略它们或者是在计算太困难的地方仅仅给出一个近似值。

  另外,如果我们在别的地方发现了生命的话,我认为会造成这个领域发生根本变化,当然这是一个积极的变化。这就意味着要改变整本书的中间部分,我有点夸张了。但是我认为这种发现将会以一种意义深远的方式改变我们对地球上的生命的本质与物种特殊性的看法。如果我们在别的地方找到了什么,不管是在火星或指标的一颗系外行星上,者都是很棒的。当然,书需要出一个修订版了。

  Scharf的书基于多个数量级:10的27次方米的尺度包括了我们所知的宇宙,而10的负35次方米,则是我们目前所能想象的最精细的时空结构。

  这也许这是以我本人偏见思考得出的结论,但对于一个生物体来说,以这样的方式进化并且还要让他适应环境而不至于被淘汰,对于生物来说是很困难的,。事情发生了,有些东西掉了下,有东西正在追逐你--这些事情很可能将会在短时间内发生。你身体变得越大,就越难处理这些事情,即是在不计处理这些事情要损耗的能量的情况下。但这些假设都基于生命是由碳基元素组成,我想说的是,因为碳元素丰富的不可思议,所以这种推测是看起来最合理的。但生命系统也可能不是由碳基组成的,如果是这样,事情将会变得更有趣。

  Scharf:这是一个棘手的问题。如果它们生活在一个与我们非常不同的尺度上,这真的会十分有趣、令人震惊。譬如非常的巨大,大到20、30、40KM,抑或非常小,小到比一个中度复杂的分子还要小。不管怎样,都将为我们带来震惊的体验。对于微观的尺度来说,很难想象怎样才能具有一个能维持生命系统最低限度的复杂性的结构。分子是一种微小的东西,从这个意义上说,分子生物学可能是一种具有普适性的东西。你的身体里可能没有亚原子生物学,这可能只是因为它更加复杂。然后在大尺度上,已经有人做了相关的研究,譬如生物的大小与能量的消耗、效能的关系,研究的结果是:除非这种生物的构架与我们非常非常不同,否则你变得越大,从能量的层面上你遇到的问题会越多。从信息交流的层面上看亦然。如果你将人类的大脑拉伸到直径100KM这么巨大,请你考虑一下所有的电信号在脑子里跑来跑去,除非你能改变信号传播的速度,不然你的大脑将会变得非常臃肿,非常缓慢。

  尺度是一个叙述关于“真实”的故事很好的方法。我确定你可以用其它的方式来呈现,但是只有关于尺度才能帮助你创造你想要的叙事;它给你一条可以追溯的路径,y一个坐标系。我希望复刻“10的次方”的想法与使用最新的研究成果探究“真实的本质”的愿望通过“尺度”结合到了一起。

  当年当那部“10的次方”完成的时候,尽管它精彩绝伦,却还是有点机械。就好像把东西都按顺序列出来,指着这个说:这是我们知道的指着那个说:那个也是我们知道的。你很快就会感觉到,这就像写一个等式然后就解释了所有的一切。但我想现在想明白了,其实宇宙其实比这更诡谲。新的东西在不断地涌现,我们的视野已经不可思议地走出了宇宙,其它更复杂的事物也在不断地涌现。

  然后另一个原因,真的,我想写一点讨论“实在性本质”的东西,这听起来真的很傲慢很雄心勃勃。但这个想法能让我们了解很多关于宇宙的事实:我们的大小,地球的大小,微观亚原子的大小。将所有这一切连接起来是多么地壮观美好,者将是一副宏大的图景。但这到底如何做到?再强调一下,用尺度(Scale)似乎是一种很好的方式。

  CalebScharf:我想有两件事激励了我写成这本书。动机之一是对老电影“10的次方”的喜爱。[查尔斯·伊姆斯和雷·伊姆斯于1977年导演的电影]后来物理学家菲利普·莫里森又出版了一本同名的书。我和出版商,还有艺术家罗恩米勒,对这一点很感兴趣。部分想法是“嘿,让我们做一个它的重制版。“在过去的20、30年里发生了很多事情,科学上发生了巨变,我们对宇宙尺度和小尺度的理解也是这样。这是我们的动机之一,我们可以尝试更新它,给它注入新的生命,既向老版本致敬,也可以做一些不同的事情,让它更现代,多一些信息图,更强调那些伟大的技术。

  复杂性,以及复杂系统的科学,现在在各个领域处于现代科学的绝对前沿,从宇宙学到粒子物理学。复杂性和混乱,他们才是主宰。我认为我在书本中所做的事情就是将复杂性与我们对不同尺度不断膨胀地认知结合起来。告诉大家发生在大尺度上的事情与发生在小的尺度上的事情实际上是相互联系的。这种复杂性在宇宙中无处不在。在文本中,我也试图在某种程度上暗示这一点;

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