時間的秩序:用最尖端物理學,顛覆常識與直覺,探索時間的本質 | 生病了怎麼辦 - 2024年7月
時間的秩序:用最尖端物理學,顛覆常識與直覺,探索時間的本質
《時間簡史》後又一現象級暢銷科普讀物。
《時代雜誌》十大非虛構好書。
《自然》《衛報》《紐約時報》《泰晤士報》等10餘家媒體好評推薦。
讓物理變得性感的男人,下一個史蒂芬‧霍金。
義大利物理學家卡羅.羅維理繼《七堂極簡物理課》後全新力作。
奇異博士班奈狄克‧康柏拜區傾情朗讀,有聲書獲得英國國家圖書獎。
為什麼我們是記得過去,而非未來?
是我們存在於時間之內,還是時間存在於我們之中?
物理學與哲學的完美融合,在習以為常之處,探索世界的驚人真相。
用詩意的語言、前沿物理學理論探索時間的本質,顛覆固有的常識與直覺,探索為深刻的奧祕。
本書分為三個部分,第一部分總結關於時間的內容,闡述現代物理學對「時間」的研究成果。一般認為時間是很簡單、基礎的東西,均勻流逝,從過去流向未來,可用鐘錶測量。宇宙中的事件以過去、現在、未來用這種順序依序發生。……然而,這些全部都被證明是錯的。
第二部分描繪了量子重力學,是人類嘗試去理解這個沒有時間的世界。是一個奇怪、陌生的世界,然而仍是我們所棲息的世界。
本書第三部分是最重要的,因為與我們的關係最為密切。在一個沒有時間的世界,必定是因為某樣東西,產生了大家所熟悉的時間。
同時也產生了時間的秩序,讓它的未來不同於過去,讓它順暢地流動。
卡羅.羅維理向我們揭示出一個奇怪的宇宙,在這裡,時間的特質一一坍塌,在最基本的層面上,時間消失了。我們對時間流逝的感知,取決於我們的視角……。
名人誠心推薦
蔡坤憲──《霍金大見解》 譯者
各界好評推薦
◆「羅維利逐章展示了現代物理學如何消滅對時間的普遍理解......。關於科學,本書的內心和人性,詩詞和柔和的語調,還有許多其他出色的解釋,使之達到了路易斯‧湯瑪斯和瑞吉兒‧卡森這樣偉大的科學家作家的水準和風格。」《紐約時報》書評
◆「首先摧毀了我們對時間概念的常識。這是一本雄心勃勃的書,它闡明了一個棘手的問題,閱讀過程還十分讓人愉快。」《華爾街日報》
◆「優雅地抓住了物理學最深奧的謎團之一。羅維爾首先拆除了被認為是常識的時間觀念。一本雄心勃勃的書,闡明了一個棘手的問題,讀起來很愉快。」《華爾街日報》
◆「沒有人像卡洛·羅維利那樣寫關於宇宙的文章。關於時間的新故事很優雅,而且很清楚,無論他是在揭示事實還是在沉迷於關於時間本質的浪漫哲學猜測。」《華盛頓郵報》
◆「羅維爾是物理學家,也是迴路量子引力理論的奠基人之一,他使用文學、詩歌和歷史手段來揭示時間的屬性、時間的含義以及時間的開始。」 《科學美國人》
◆「我們生活在科學寫作的時代,卡洛·羅維利的新書《時間的秩序》就是最好的例子。他在這裡展示了時間到底有多深刻。」《黑暗元素三部曲》作家──菲利普‧普爾曼
◆「一本不可思議的書。羅維理用富有詩意、魅力和感染力的睿智文字傳達了關於時間最複雜和有啟發性的想法。」班奈狄克‧康柏拜區
◆「豐富的詩意與學養。」日本作曲家、演員──坂本龍一
作者簡介
卡羅.羅維理 Carlo Rovelli
卡羅.羅維理是一位義大利理論物理學家,迴圈量子重力理論的創建者之一。於時空物理學具有重要的貢獻。
1970年代,羅維理在義大利讀大學時積極參與學運,也曾因政治理念入獄,但隨後受到釋放。在帕多瓦大學取得物理學博士學位後,因為拒絕服兵役,曾在1987年遭到政府拘留。
他曾在義大利和美國工作,目前在法國馬賽大學理論物理研究中心,主持量子重力研究計畫。另外亦長期擔任匹茲堡大學科學史與科學哲學系兼任教授。
他所著的《七堂簡單物理課》(Seven Brief Lessons on Physics)與《現實不似你所見》(Reality Is Not What It Seems)被譯成四十多種語言,暢銷全球。作品曾提名全球最大在線讀書社群Goodreads讀者票選最佳科學與技術書籍。
譯者簡介
筆鹿工作室
台北人,醫學院研究所肄,作品曾獲行政院新聞局小太陽獎。翻譯作品涵蓋生活、健康、科學類,包括《反社會人格者的告白》、《如何豢養一隻奴隸》、《端粒酶革命》等。
序 時間或許才是最大的奧祕
第一章 失去統一性
第二章 失去方向性
第三章 現在的終結
第四章 失去獨立性
第五章 時間量子
第六章 世界是由事件而非事物組成
第七章 文法的不適用性
第八章 關聯動力學
第九章 時間即無知
第十章 視角
第十一章 特殊性所產生的事物
第十二章 瑪德蓮蛋糕的香味
第十三章 時間的起源尾聲
安眠的姊妹
索引
序
時間或許才是最大的奧祕
我停下來,什麼也不做。什麼事都沒發生。聽著時間的流逝,我什麼也不想。
這就是熟悉又親切的時間。我們任由時間帶領,隨著秒、時、年,時間洪流將我們沖向生命,又拉往虛無……我們活在時間之中,如同魚在水中生活。
我們在時間中存在。時間用莊嚴的樂曲滋養我們,為我們開啟全世界,卻也困擾著我們,使人恐懼,也讓人得到平靜。
在時間的指揮下,宇宙開展進入未來,依時間的秩序而存在。印度神話以濕婆跳舞的神聖形象來描繪宇宙之河:濕婆的舞動支撐著宇宙的開展,舞動本身就是時間的流動。還有什麼比這種流動更普遍、更明顯呢?然而事情遠比這要更複雜,現實往往與我們所見的不同。
地球看似是平面,實際上是個球體;太陽看似繞著我們轉,其實轉的是地球。時間的結構也不像它看起來的模樣,並非均勻統一地流動。
我在大學的物理課本中讀到這些時,著實大吃一驚。時間運作的方式竟與看起來的截然不同。
人類至今仍不清楚時間究竟是如何運作。時間的本質或許是最大的未解之謎。奇特的線索將時間與其他公認的偉大奇蹟連結在一起:思維的本質、宇宙的起源、黑洞的命運、地球上生命的運作。有些重要的事物一直在將我們拉回時間的本質。
疑惑是追求知識的起源,由於人們發現了時間不同於所想像,於是引出了千萬個問題。
時間的本質是我畢生研究理論物理的核心工作。在本書中,將會解說現階段對時間已有的理解,以及為了更深入理解它,我們所遵循的研究路徑。同時也會說明人們尚未理解的部分,以及在我看來才剛開始窺見的內容。
為什麼會記得過去,而不是未來?
是我們存在於時間之內,還是時間存在於我們身上?
時間「流逝」究竟是什麼意思?
是什麼將時間與人類的本性、與我們的主觀連結在一起?
當我傾聽時間的流逝,究竟是在聽什麼?
本書分為三個部分。
第一部分將總結現代物理學已知關於時間的內容。這就像在研究手中雪花的同時,它也逐漸於指間融化,最後消失。
我們一般認為時間的概念很簡單且基礎。均勻流逝,獨立於其他事物,從過去流向未來,能用鐘錶測量。
在時間的進程中,宇宙中的事件以「過去、現在、未來」這種有秩序的方式依序發生。過去是既定的,未來是開放的……然而,這些全部都被證明是錯的。
時間的典型特徵接連被證實只是各種近似,是由於人類視角所造成的錯覺,就像以前的人認為地球是平的,太陽繞著地球旋轉一樣。但隨著知識的增長,時間的概念逐漸瓦解。
我們所說的「時間」是一個複雜結構的集合,具有許多層級。經過許多深入的研究,時間依序脫離一個又一個層級。
本書的第一部分便是在說明時間的這種崩塌。
第二部分描繪了殘存的事物:猶如狂風掃過般一片空白,幾乎找不到時間的任何痕跡。一個奇怪、陌生的世界,但仍是我們生息的世界。就像爬上高山,除了雪、岩石和天空什麼都沒有,或者就如阿姆斯壯和艾德林登陸月球的冒險,只見死寂的沙地。一個層層剝除至本質的世界,閃耀著荒蕪與令人困惑的美。
我研究的是量子重力學,是人類嘗試去理解這個沒有時間的世界,這極端又美麗的景象,並賦予其同調性的意義。
本書第三部分是最困難但也是最重要的,因為與我們的關係最為密切。
在一個沒有時間的世界,必定是有什麼東西導致產生了大家所熟悉的時間,同時也產生了時間的秩序,讓它的未來不同於過去,使它順暢地流動。
我們的時間必定是以某種方式環繞在我們周圍,至少時間是因為我們而生,也依循著我們的尺度。
這是一趟返程之旅,朝向本書第一部分,在人們追求世界基本法則時所失去的時間。
就像偵探小說般,現在要來尋找創建時間的元凶。我們將一一找到構成時間的碎片,發現原本熟知的時間組成,而今已不再是現實的基本結構,卻是由我們這些笨拙又終有一死的生物做出的有用近似:也許是由認知和外觀的面向決定了「我們」是什麼。
因為和宇宙相比,時間之謎也許從根本上來說與我們自身關係更為密切。或許,就像世界首部最偉大的偵探故事古希臘悲劇作家索福克勒斯(Sophocles)的《伊底帕斯王》(OedipusRex)一樣,罪犯就是偵探自己。
本書的觀點就像一把熊熊烈火,有時啟發人心,有時令人混亂。如果你決定跟隨我,我會帶領你進入人類對時間所知最遙遠的地方,直達浩瀚夜空的邊際,繁星點點的未知之海。
第一章 失去統一性 時間的延遲 先從一個簡單的事實說起:時間的流逝在高山上要比海平面快。 兩者差異很小,但可以用精密計時器測量出來(在網路上就可購得),只要多加練習操作,任何人都可見證時間的延遲。 利用專業實驗室裡的計時器,即使海拔只有幾公分的差距,也可以觀測到時間的延遲:放在地板上的時鐘會走得比桌上的時鐘要慢一點。變慢的不只是時鐘,越低的地方,所有進程都會變得越慢。 兩個朋友各分東西,一位住在平地,另一位住在山上。幾年後兩人再相見,在平地生活的朋友度過的時間較少,變老較慢,他的咕咕鐘機械裝置擺動的次數也較少,做事的時間較少,種植的植物長得較慢,釐清思緒的時間較少……。在低處,時間流逝得比高處要少。 令人驚訝吧!但這便是世界運作的方式。 但真正令人驚訝的是,在前一個世紀,並沒有足夠精密的鐘錶來測量時間的延緩,卻有人已經了解到時間的延遲,這個人就是亞伯特.愛因斯坦。 科學思維的核心是在觀察某些事物前便先理解其能力。古希臘哲學家阿那克西曼德在船隻能夠環遊地球之前,早已知道天空一直延伸到超越人類腳步所能及之處。 在遠早於太空人登陸月球的時期,哥白尼便已知地球會轉動。 同樣的,在鐘錶的發展精確到足以測量出時間在各地以不同速度流逝之前,愛因斯坦便已知道,每個地方的時間流逝速度並不一致。 在這些進展中,我們得知,一些看似不證自明的事,實際上不過是偏見。很明顯的,天空在我們上方而非下面,否則地球就會掉下來。 事情看來理所當然,地球似乎是靜止不動的,否則所有事物都會撞在一起、混亂不堪。同樣顯而易見的是,時間在所有地方都以相同的速度流逝……。 等孩子長大以後,會發現世界並不像小時候從家裡望出去的模樣,整體來說,人類的情況也是如此。 愛因斯坦曾問過自己一個問題,這個問題在我們學習重力時或許也曾感到困惑:「太陽與地球沒有互相接觸,兩者之間也沒有借助任何東西,它們是如何互相『吸引』呢?」 於是他尋求並找到了合理的解釋,想像太陽和地球並沒有直接互相吸引,而是分別對它們之間的東西產生作用。 既然太陽和地球之間存在的只有空間和時間,他便想像兩者是分別調整周圍的空間和時間,如同一個物體浸入水中會將周圍的水排開。