时间的本质 - 《环球科学》杂志社  编

时间的本质

《环球科学》杂志社 编

出版时间

2019-07-01

ISBN

9787111627807

评分

★★★★★
书籍介绍

时间是什么?这个简单的问题现在被更多地提起。现代科学对时间的研究却让人们对“时间是什么”这个问题无比沮丧。如果我们想精确了解时间方面的知识,难以捉摸的“现在”在这一瞬间就会分解为散落的一群纳秒。

那么,时间到底是什么?它是幻觉吗?是离散的吗?有开端吗?诞生在哪里?有结束吗?结束在何处?时间怎么量度?我们能回到过去吗?时间可以静止吗?打开本书,跟我们一起探索这些问题的答案。

《环球科学》杂志是《科学美国人》中文版,是国内发行量、影响力最大的科学杂志之一,主要报道生物、物理、天文、医学、地理、环境、能源等所有科学领域的新知识、新进展和新动向。《科学美国人》是世界科普杂志的第一品牌,创刊于1845年,全球有很多著名科学家、科技企业家、科技政策制定者曾为《科学美国人》撰稿,包括爱因斯坦、玻尔、沃森等近200位诺奖得主,以及微软创始人比尔•盖茨、前美国副总统阿尔•戈尔、前美国教育部部长阿恩•邓肯等知名人士,并且在全球有着广泛的读者群,是全球顶级科学家向公众传播理念和成果的首选平台。

AI导读
核心看点
  • 汇集《环球科学》精华,深度解析时间本质与宇宙起源
  • 涵盖相对论、量子力学及弦理论,探讨时间是否幻觉
  • 图文并茂,从生物钟到时间旅行,全景展示时间科学
适合谁读
  • 对物理学前沿理论及时间哲学感兴趣的科普爱好者
  • 希望系统了解时间测量历史与未来可能性的读者
  • 喜欢《环球科学》风格,能接受一定专业深度的读者
读前提醒
  • 本书为文章合集,非单一连贯叙事,建议按需跳读
  • 涉及量子引力等高深理论,部分章节阅读门槛较高
  • 善用精美图表辅助理解,不必强求读懂所有公式推导
读者共识
  • 印刷精美插图丰富,但内容深奥,部分读者反映难懂
  • 作为索引或兴趣读物极佳,不适合追求系统知识构建
  • 时间旅行章节备受好评,但整体评价两极分化明显

本导读基于书籍简介、目录、原文摘录、短评和书评生成,不等同于全文精读。

精彩摘录
  • "考古证据表明,至少在5000年前,古巴比伦人、埃及人和其他早期人类文明就已经开始测量时间了。他们创制了历法来组织集体活动,协调公共事务,定期装运货物,尤其是用它来管理播种和收获的循环。他们的历法基于三个自然周期:日一因地球自转而呈现的昼夜交替;月一月球绕地球公转而表现出的阴晴圆缺;年一地球绕太阳公转而出现的四季更替。 在人造光源诞生之前,月亮对人类社会有着巨大的影响力,尤其对于居住在赤道附近的人们而言,因为那里月亮的盈亏要比季节的更替更为明显。因此对于低纬度地区的历法而言,月亮周期的影响要比太阳年的影响更大。而在靠北的地区,季节性的耕作更为重要,太阳年也随之变得更为关键。由于罗马帝国是向北扩张"
  • "不过,人类生殖有一个方面还是具有周期性的:女性和其他雌性灵长类动物一样每月排卵一次。研究者对控制排卵和月经的生物钟的认识已经相当充分,这是一个化学反馈循环,可以通过激素治疗和运动来控制,甚至会受到旁边另一个经期女性的影响。但月经周期为何是一个月这样的特定长度仍然不清楚。没几个科学家会去研究女性月经周期和月相更替的周期相同这一事实是不是巧合,更别说去解释原因了。目前尚未发现月球的光照和引力能量与女性生殖激素之间存在什么令人信服的联系。从这一点上说,控制月经的生物钟仍然是个谜,大概只有死亡这个终极之谜能够比得过它。"
  • "非凡的主张需要非凡的证据,因此我们立即开始检查我们的数据与分析方法可能存在的问题。实验的不确定度可分为随机误差与系统误差两类。随机误差比较容易理解,它们如同字面意思那样一随机。每次独立测量得到的结果都有不同的随机误差,但样本数量很大时它们的平均值接近于零。系统误差不能够通过取平均值来消除,比较难以处理。它可以说是天文学的一大特产。实验室中的研究者可以调整他们的仪器把系统误差降低到最小,但天文学家不能调整宇宙,所以只能被迫接受这一事实:他们所有采集数据的方法都存在不能除去的偏差。例如,任何星系巡天的结果都倾向于有过多的明亮星系,因为它们更容易被观测到。识别与抵消这些偏差是一个永恒的挑战。"
  • "然而近年来,对基本常数的认识不但没有变得更清晰,反而更加混乱了。研究者发现,万有理论最好的候选者,弦理论的变体M理论如果要满足自洽性就必须承认宇宙的时空维度多于四个一要有七个或者更多。这暗示着我们观测到的常数也许实际上不是真正的基本常数,或许真正的基本常数存在于全维度的高维时空中,我们观测到的仅仅是它们在三维空间中的“投影”。 同时物理学家也意识到许多基本常数的值可能不过是偶然事件的结果,是在宇宙历史早期,通过随机的事件和基本粒子过程获得的。事实上,弦理论允许数量巨大的(10个)可能“世界”存在,这些“世界”有着各不相同但完全自洽的物理定律和基本常数组合,至今研究者还不知道我们的世界为什么选择"
  • "我们的模型有很多优势,首先它避免了宇宙诞生时的裸奇点。不过,对于那些长久以来困扰人们的宇宙学难题,比如宇宙为什么会有近乎平直的空间曲率和高度均匀性,我们的模型能否解决呢?因为四维体宇宙可能已经存在了无限长的时间,经过足够长的时间后,思维体宇宙中任何的热点和冷点都达到了平衡。如此一来,四维体宇宙就变得光滑,我们的三维膜宇宙就继承了它的光滑性。此外,因为四维黑洞几乎没有任何细节特征(“无毛”),因此我们的三维膜宇宙也应该是光滑的。四维恒星的质量越大,三维膜就越平坦。我们的宇宙之所以平坦,是因为它是一颗很重的四维恒星的塌缩遗迹。 这样,我们这种全息论的大爆炸模型,不仅没有用暴胀就解决了均匀性和平坦性"
  • "额外维理论要求空间维数超过直观的三维,这一想法的提出时间,几乎与广义相对论一样久远。它最早由特奥多尔·卡卢察(Theodor Kaluza)于1919年提出。在20世纪20年代,奥斯卡·克菜因(Oskar Klein)进一步扩展了这一理论。但在此后的半个多世纪里,他们的想法基本被人们遗忘了,直到20世纪80年代才被研究弦理论的物理学家重新拾起。最近,科学家利用额外维的思想建立了所谓膜世界(Brane Worlds)的宇宙学理论。 膜世界理论的基本思想是,我们的三维宇宙是一个子宇宙,它嵌在一个更大的四维(甚至更高维)空间中。这个三维宇宙被称为膜(Brane),它所嵌入的大宇宙被称为体(Bulk)"
  • "如果我们能更好地理解大爆炸,也许就能知道这些问题的答案了。在一团由光和粒子组成的、温度高达10²⁷℃的等离子体中,时间和空间突然创生。很难想象,在那样一种极端情况下创生的宇宙,居然会演化成我们今天所看到的这种情形一温度几乎处处相同,在大尺度上具有平直的空间曲率(在这样的空间曲率下,三角形的内角和是180°)。 暴胀可能是让我们理解宇宙大尺度结构的最好假说了。暴胀能“拉直”宇宙,抹平时空的弯曲部分,让宇宙的温度变得均匀。就像宇宙放大镜一样,暴胀也把宇宙初期微小的能量密度量子涨落放大到宇宙学尺度。这些涨落最终变成大尺度结构的种子,也就是星系、恒星、行星和包括我们在内的生命的种子。"
  • "相反,我们假设宇宙最初处于高熵状态,这才是最自然的状态。真空是高熵状态的典型代表。与其他所有高熵状态一样,真空的演变趋势就是一成不变。因此,现在的问题在于:这片荒凉而死寂的时空中,如何才能产生我们今天观测到的宇宙?这个秘密也许就隐藏在暗能量之中。 如果存在暗能量,真空就并非真正的空无一物。量子场的涨落会产生一个极低的温度一比今天的宇宙温度低得多,但绝不为零。在这样一个宇宙里,所有的量子场都会偶尔经历热涨落(Thermal Fluctuation)。换句话说,真空并非死寂一片;如果等待的时间够久,总会有单个粒子甚至一团粒子突然间“无中生有”,只不过很快又会消散在真空之中。这些粒子都是真实粒子,并"
作者简介
《环球科学》杂志是《科学美国人》中文版,是国内发行量、影响力最大的科学杂志之一,主要报道生物、物理、天文、医学、地理、环境、能源等所有科学领域的新知识、新进展和新动向。《科学美国人》是世界科普杂志的第一品牌,创刊于1845年,全球有很多著名科学家、科技企业家、科技政策制定者曾为《科学美国人》撰稿,包括爱因斯坦、玻尔、沃森等近200位诺奖得主,以及微软创始人比尔•盖茨、前美国副总统阿尔•戈尔、前美国教育部部长阿恩•邓肯等知名人士,并且在全球有着广泛的读者群,是全球顶级科学家向公众传播理念和成果的首选平台。
目录
第一部分 时间的本质
时间是幻觉?
时间从未流动
时空是离散的?
时间冻结难题 :物理学的漏洞?

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用户评论
太深奥了 看不懂
从宇宙开端讲起,从广义相对论把时间和空间捆绑,再到后来引力量子理论发现时间并不必然存在。从牛顿把时间(整合了方向性,连续性,流动性等性质)自然引入,到玻尔兹曼抨击时间的方向性只是由于物质组织的不对称性。慢慢地,开始从人体结构去描述我们无意识状态下身体对时间的测量机制(虽然并不能百分百确定)。转而到阐述从古及今时间的丈量手段,以及最后对时间旅行的构想。这是一部很棒的科普书,但未免有点专业,有好多地方,如果没有物理学概念,真的没办法理解。
时间只是人类自我方便的法门,带有明显方向性的非对称变化才是真相,而变化的动力来自于何方涉及到宇宙的起源。宇宙演化这幕大戏究竟是有人导演的有头有尾的悲剧,还是无限循环的正剧,亦或是作为高维宇宙被压缩后剩下的惨剧,不管这里那种说法有意义或者都没有意义,这个宇宙应该不会真的是悬浮在层层叠叠的乌龟上面吧?现在看来,那些天天看着时钟的人并不比那些天天敲着木鱼的人更接近宇宙的真相!
一半以上内容看不懂,对时间穿越也不是那么感兴趣,光的内容竟然占了不少,头疼,新东西还是不少,至少关于时间定义和测量部分解释的算相当全面了。
“那么,时间到底是什么?它是幻觉吗?是离散的吗?有开端吗?诞生在哪里?有结束吗?结束在何处?时间怎么量度?我们能回到过去吗?时间可以静止吗?打开本书,跟我们一起探索这些问题的答案。”
虽然没有大学时候的干劲儿了,但是理解能力和新的想法好像多了起来
关于时间的科普精选,围绕不同主题组织,对外行来说比较难啃,边读边查花了两个月...相比科普作者,反而更喜欢读科学家的文章,结构和逻辑非常清晰
#嘉定图书馆 下午思考时间的本质,晚上探索宇宙。奇妙。
科普文精选合集,很多熟悉的学者,配图精美,缺点是插入的图表知识点打断了阅读心流,因为是合集,所以结构化的知识不是很多,可以当作索引来使用
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