宇宙的构造

小时候我喜欢天文学，迷恋科幻、未解之迷，记得有本书叫众神之舟，说地球上的未解之谜来自外星文明，还有一本外国科幻小说内容简介，里面都是缩编的科幻小说，篇幅正好适合小学生读，我看得如痴如醉。那时非常想看电影星球大战，结果是到了这个世纪，我才看了这部上个世纪70年代的片子。后来迷恋数学跟科普读物，对原子和宇宙的最初理解就是来自那些科普读物。读科普读物的一大乐趣就是看不懂，看得一知半解，但会坚持读完，然后就觉得自己懂了。

小时候就想过这样一个问题：原子可能无限小下去，原子里面还有更小的。宇宙可能无限大下去，宇宙外面还有更大的。可能那个更大的也是个人，他看我们的宇宙就像我们看我们的原子，他也在猜他看到的这个“原子”里可能还有更小的什么，而且他是对的。这么说的话，我看的原子里，估计也有个小人跟我想得一样呢。

扯远了，不过人类的好奇心，从来就没有停止过。虽然长大以后我们都被名利和生计所左右，但是这份好奇或多或少还都存在。这部片子就能很好的满足我的好奇心，帮助我用匮乏的知识理解高深的物理研究成就。

影片从经典物理学开始，因为经典物理学可以被大家的直觉所理解，它描述了我们平时所处的这个现实世界的运行规律。在此基础上，用比喻和可视化图形的方式，尽量浅显的解释空间和时间的可变性。巨大的质量会导致它周围空间的扭曲，以此来解释引力。空间运动会引起时间的变化，导致时间变快或变慢。某种程度上我们可能穿越到未来或者回到过去。不过有一点，即使回到过去，我们应该也不可能改变什么，只能做一个观察者，因为这一切已经发生了。然后是量子理论，粒子的波粒二象性。现代科技基本都是构筑在量子理论之上的，例如激光、集成电路，感光。微观的一切都是被概率支配的，而宏观的我们却不是。最有趣的是纠缠粒子可能实现超远距离传输，因为纠缠粒子之间的相互影响与距离无关。远程传输本质上就是一次复制，用一组粒子提取原件的信息，几乎同时，复制件就在对应的纠缠粒子所在的位置出现了，而且，当复制完成的时候，原件也消失了，变成了普通的粒子。最后，是多重宇宙（平行宇宙），因为大爆炸理论有一点解释不通的地方，宇宙膨胀的速度不是逐渐减慢，而是越来越快，物理学家假设存在一种暗能量在推动宇宙膨胀。经过计算，暗能量是一个极小极小的数值。而为什么是这样一个数值？如果我们假设我们的宇宙之外还存在无数个源自大爆炸的宇宙，即多重宇宙理论，就可以解释了。这种解释类似于达尔文的物竞天择，存在无数个宇宙，他们都有各不相同的四大原力的数值，可能很多只是差了一点点。而我们这个宇宙，就是恰好各种力达到平衡，能够诞生恒星、行星、星系和生命的那个宇宙。这有点像人择理论。同时微观研究的弦理论，会推演出极多种形状，如果要用一个公式解释一切的话，这个极多种形状恰好与多元宇宙的无数个宇宙类似。也许每一种弦理论的解法就可以描述一个宇宙。无限膨胀、弦理论和暗能量三个理论共同支撑了多元宇宙理论。所以，多元宇宙理论虽然是未经证明的，但是很多人都开始相信这个理论。它同时也为我们提出了平行宇宙的美好设想，因为宇宙有无数个，也许存在某个宇宙与我们的宇宙相同，而又只差一点点。也许我未了的心愿在那个宇宙中的另一个我身上得到了满足。影片到此为止，不过这些内容已经很接近现在物理研究的前沿了。已经极大的满足了我的好奇心。

影片为了讲清楚理论，除了用各种方式讲解理论本身，还介绍了发现和证明他们的过程，这个研究和发现的过程，其实对于各种人类活动而言都是通用的。例如弦理论要用一个等式解释世界上的一切，类似于生物的DNA，一切表象来自本质，而且这个本质可能极为简单。一切表象上的复杂性都来自于本质上的那一点点区别。例如爱因斯坦发明相对论是源于他解决时间同步问题时的思考，看来无论是伟大如相对论的理论，还是iphone这种神一样的产品设计，其实都来自于人类要解决的实际问题，即使这些理论或产品是前所未有的，甚至不被世人理解，它们也是来自于现实，不可能是凭空靠天才的头脑就能产生的。例如科学研究的基本方法，无数个科学家提出各种猜想，然后进行理论推演和证明，最后靠观测或者实验通过事实证明，能够被反复证明的那个，才是真的理论。这也是一种物竞天择。科学不是靠信仰，而是靠证据前进的。这种方式跟现在做创业的方式如出一辙。不过影片中展示出的最伟大的还不是这些，而是数学和逻辑——人类文明史上最伟大的发明，没有之一。人类刚刚开始逐一发现九大行星的时候，前几个是靠观测发现的，而海王星和冥王星（已被取缔）是靠计算发现的，然后才在计算出的轨道上观测到。已被证明的理论加上严谨的数学计算，能帮助我们发现我们还没有发现的东西。多元宇宙理论就是为了解释宇宙膨胀计算中出现的误差才提出来的。弦理论也类似，对它的研究工作大部分是推演和计算，形成理论，然后再想办法证明。这不仅是科学研究的通用方法，这种方法也适用于解决程序中的bug，解决现实中的问题，甚至创业。

解决实际问题，大道至简，物竞天择，加上数学和逻辑这两大工具，就是指引人类前进的明灯。