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时间从何而来,时间为什么越来越精细,大爆炸之前发生了什么,人类世界的起点是什么?这本书或许能给你很多思考和启发。
内容简介
大爆炸差不多已经逝去,我们还不知道有什么东西会替代它。宇宙的“创生”业已结束。它和地球上的我们有什么关系?我们的生活行将因时钟、喷气引擎、铁路、无线电,以及互联网的发明所带来的改变而再一次被剧烈地震颤。
在《关于时间》中,亚当·弗兰克解释了我们生活的特质是如何随着我们对宇宙起源的认识而改变的。自从5万年前我们的自我意识觉醒以来,我们对时间的体验——从狩猎和采集到农业发展,到工业革命,再到Outlook日历的发明——已转变并重建了许多次。但是宇宙学中全新的理论——无起点的时间、平行宇宙、永恒暴涨——即将把我们送入一个新的方向。
时间是我们宏大同时也是私密的宇宙概念。许多书籍讲述了更宏大的故事,详述了科学宇宙学的进展。而弗兰克则讲述了人类深刻的问题——万物于何时并如何起源?——以及人类是如何感受时间的。他着眼于我们和这个世界间的交互——我们的发明和习惯等,已让我们探索宇宙的特性,以及这些发现反过来又是如何体现在我们的日常生活中的。
这本令人惊骇的书将会改变我们思考时间,以及它如何影响我们生活的方式。
目录
序言:开始和终结
第一章谈天,刻石和居所:从史前到农业革命
第二章城市,循环和本轮:从城市革命到理性宇宙
第三章时钟,钟楼和神域:从中世纪修道院到文艺复兴的宇宙
第四章宇宙机器,照亮夜晚和工厂时钟:从牛顿宇宙到热力学和工业革命
第五章电报、电子钟和宇宙:从时区到爱因斯坦宇宙的同时性规律
第六章膨胀宇宙、无线电小时和洗衣机时代:世界大战期间的速度、宇宙学及文化
第七章大爆炸、通信卫星和新末日审判:电视太空时代中核大爆炸的胜利
第八章暴涨、手机和Outlook宇宙:信息革命和大爆炸陷入困境
第九章错综复杂:循环宇宙和量子引力的挑战,从循环到永恒
第十章千变万化的永恒:多重宇宙的希望和冒险、永恒暴涨、时间之箭和人择原理
第十一章放弃幽灵:起点的终点和时间的终点:三部曲中宇宙学的激进理论
第十二章在希望的田野上:人类和宇宙时间开始的终结
致谢
注释
参考书目
图片说明
精彩书摘
关于时间:宇宙和人类
时间这一主题可以把我们带入最深层次的沉思。通过观测更为深邃的宇宙,我们总能回溯过去,因此在最大的尺度上宇宙学也总是关乎于时间的深度。如预期的那样,有许多关于时间本质的书籍——哲学的、技术的和通俗的,还有许多书通过叙述科学宇宙学的主要发展来讲述宇宙时间的故事。但很少有人停下来询问,我们那些有关宇宙时间的故事是如何与我们日常生活中的时间亲密联姻的。眼下有一个不可不察的理由来把宇宙历史和人类时间这两个纠缠在一起的故事作为一个统一的整体来叙述:大爆炸差不多已经逝去,我们还不知道有什么东西会替代它。
有人会告诉你,宇宙学——研究整个宇宙——已经成为了一门精确的科学。他们还会告诉你,在过去的50年里,通过精确量化理论模型和高分辨率数据,这一宏大且包含一切的领域从哲学思考的范畴进入了最纯粹的科学领域。在人类思考的长征中,我们现在终于能首次建立一个详细而可验证的宇宙历史模型。
因此,当我告诉你大爆炸已死的时候,我指的并非是那个始于远比今天我们所见的温度和密度高得多的宇宙的故事。我所指的也不是宇宙膨胀、物质冷却并且在数十亿年的时间里凝聚成恒星和星系的故事。实际上,在过去的137亿年里,有关宇宙演化的科学认识都是正确的。
准备要被替换的是宇宙的创生。它在大爆炸的起始,显露出异常而最重要的创生时刻——时间和存在的起点——已经露出了被扫除的疲态。换句话说,在我们孜孜不倦地寻求认识这个世界的过程中,大爆炸中的爆炸将会被抛弃。根据对现实的高精度测量,没有“之前”的单一创生时刻已是强弩之末。
眼下,科学似乎正准备超越并深入大爆炸之前。宇宙学在峭壁边等待着下一场伟大的革命。唯一的问题是,我们将从此处去往何地,或者更确切地说,将去往何时?我们正在终止这一起始,向“之前”开启另一条道路。
宇宙学及其行将到来的变革构成了本书的第一条叙事主线。如果我们想要知道有关宇宙的最宏大理论将会如何变化,那我们就必须先了解我们最初是如何提出大爆炸的。沿着这条路我们会遇到从爱因斯坦的相对论到强大但却充满矛盾的量子力学及亚原子物理学这些现代物理学中最有力的想法。在这第一个故事中,我们将探索宇宙学的基础,由此,当变革的时刻来临时,我们就能想象大爆炸奇异的替代者的范围和意义。
而这全关乎时间。在缺乏新的时间概念(包括它的起源和物理特性)的情况下,宇宙学将无法站住脚跟。在大爆炸宇宙学中,物理学家想象时间有着简单的开始,就像上帝发动他的宇宙保时捷引擎一样,仍在地平线上盘旋的其他宇宙学理论必须用新的概念来替换这一图景。
然而,时间是流动的东西。在有关时间的抽象概念及力图了解其直接体验的尝试中,我们如履薄冰。在某些地方,我们对时间的科学认识总会遭遇到亦由时间所贯穿的日常生活。但这个遭遇点在哪儿?如果宇宙学即将重新构思时间,那么它将如何影响我们每时每刻对时间的体验呢?
这个问题构成了本书第二个故事的核心。如果第一个故事把我们领向现代宇宙学的断崖,那么第二个故事会告诉我们什么是时间的社会历史——生活中时间的历史。而且,在第二个故事中,有一个基本事实:随着我们对宇宙学和宇宙时间认识的改变,人类的时间也发生了变化。植根于牛顿的科学发现及其对人类生活所带来根本变革的工业革命也许是人类和宇宙学时间绑定在一起最有力和最明显的例子。纵观18世纪,由牛顿提出的新的普适物理定律重塑了人类的宇宙观。随后,牛顿力学如期成为任何人类文化都没有建造过的机器的蓝图,为工业主义的胜利打下了基础。随着工人们鱼贯使用他们新的打卡钟,高效生产的生活反映出了由引力和运动的经济规律支配行星轨道运动的新的精准宇宙。人类时间和宇宙时间在相互变换中组成了一对。但是两种时间——宇宙学的和人类的——总是相互纠缠,而且从不存在某一个时期它们可以被干净地分离开。
时间和大自然的无情现实是简单的——从日出到日落即为一天,但如果从这一点向前进发,简单性将不复存在。自从5万年前我们的自我意识觉醒以来,我们对社会和个人时间的感知已经发生了变化,并在许多次的变革中重建。从狩猎和采集部落到农业发展再到工业革命,我们和时间的遭遇已一次又一次地被重塑。仍未被意识到的是,在这个转换的故事中,人类时间和宇宙时间的共振是不可或缺的手段。文化需要宇宙学来认识它们在更大的创世框架下的位置。但宇宙学——神学或科学——是协同创造的,源于所有文化整体的努力和资源。当文化的时间和宇宙的时间改变时,它们会一起发生变化。在一个由科学进步所主导的时代,这一简单的假设是,新技术引领着这条道路,编创出了新的重塑文化的故事。但是正如我们会看到的,实情要远比这丰富。改变文化或改变宇宙学的需要总是彼此来回地发挥作用。在历史的某些时刻,某一方会主导改变时间,而在其他时候另一方则会奋力向前引发变革。但是,时间——宇宙学的和人类的——总是以我们尚未完全了解的方式在改变。
比如你问一个朋友,现在几点了。他也许会看一下手表回答你,现在是下午1点17分。但什么是下午1点17分?这样精确地计量分钟的意义又何在?有关这一类时间不存在天生的、客观的或是上帝赐予的东西。如我们所知,直到14世纪,机械时钟还没有问世,而且它们甚至都没有分针(分针的发明又花了另外约300年的时间)。对于生活在一千年前欧洲中世纪黑暗时代、中国宋朝以及波斯帝国的农民来说,下午1点17分还存在吗?在大部分人都能使用任何形式的守时装置之前的漫长岁月里,诸如下午1点17分这样的东西还存在吗?
但对你来说1点17分确实存在。作为一个处在时间计量技术无所不在的先进技术文化下的公民,你会以比你所能想到的更多的方式来感受到1点17分。
有多少次你原以为会准时赶上一趟火车或公交车,又或者是你在电子日历上计划的约会?随后,不知何故,就会出现延误。公交车晚了,火车晚点了,约会被推迟。突然间你被迫陷入等待的炼狱。通过手表或者手机(具有自动更新时区的顺应式计时器),你会感觉这些时间慢慢流过,就像我的学生在课结束前所感受到的时间的分量:1点11分,1点15分,1点17分。它们拖曳着逐渐滋生的沮丧、厌烦和愤怒。对他们来说,这些分分秒秒都是真实的。
沿着人类进化的轨迹考量,对时间的体验是新颖且十分基本的东西。你正在以一千年前无人拥有的方式感受着时间。在公元前2000年或者是公元850年,对于下午1点17分不存在文化上的赞同。对于那时的大多数人来说,只有“午饭后”或者是“下午”的概念。
我们在超数字、远距离、即时消息的社会里创造出新时间,同时与被GPS测绘下的全球每一个地点相连。我们挣扎着在2点30分会议前把最后一批电子邮件发出去,却只无助地看到新的一批又至。这就是我们发明的新时间,它似乎让我们根本没有了时间。
如果作为我们行为准则的时间是人类进化中出现的新事物,那它还是真实的吗?如果其他文化以完全不同的方式度日,那么1点17分有多明确?是否仍具有我们所赋予它的重要性、紧迫性和意义?如我们将看到的,人类针对宇宙所想象出的时间和由人类体验所想象出的时间其实会紧密地交织在一起,以至于我们丧失了区分它们的能力。
我们的宇宙学沉浸在时间之中,塑造了文化和体验;我们的文化也浸淫在时间中,从神话到今天精准的科技,塑造了我们有关宇宙的最宏大的想象。这一科学和文化的联姻是我们不曾习惯于去讲述的故事。我们可以把科学很容易地想象成被获知的大量简单事实并以革命性科技的形式(如手机、核武器、抗生素)呈现在面前。但是,把科学从人类的其他活动(如艺术、政治和心灵渴望)中泾渭分明地剥离出来则过于抽象而无法实现或者毫无益处。我们想要一窥科学前进的过程,以及被它所创造的感受和文化所改变的方式,完成这个任务需要我们去探求有关时间、宇宙和它们起始的最深刻问题。
……
前言/序言
《关于时间》:在宏大与微观的交汇处,探索宇宙的过去、现在与未来 时间,一个我们最熟悉却又最陌生的概念。它如同一条无声的河流,裹挟着一切存在,从宇宙诞生那一刻的熊熊烈焰,到我们指尖滑过的细微尘埃,再到我们对未来的无限憧憬。卡尔·萨根曾言:“宇宙是一部浩瀚的书,而时间是书写其故事的笔。”《关于时间:宇宙学和文化在暮光中的回响》正是这样一部试图翻阅这部宇宙史诗,并将其中的回响带到我们文化深处的著作。它并非简单地罗列科学事实,而是将严谨的宇宙学理论与人类文明的精神脉络巧妙地编织在一起,邀请读者一同踏上一段跨越时空、融合科学与人文的深刻旅程。 本书的缘起,是人类对宇宙起源与演化的永恒好奇。从古老的创世神话到现代的粒子物理学,我们从未停止过仰望星空,试图理解“我们从哪里来,到哪里去”。《关于时间》正是回应了这一古老的哲学追问,但它并非停留在抽象的思辨,而是以最新的科学发现为基石,深入浅出地剖析了宇宙学的核心议题。 首先,本书将带领我们回到宇宙的黎明——大爆炸。这不是一场简单的爆炸,而是一次空间的诞生、物质的形成、能量的释放。我们将穿越那炙热而致密的奇点,感受膨胀的宇宙如何从微不可见的量子涨落中孕育出我们如今所见的繁星与星系。本书将详述大爆炸理论的证据,例如宇宙微波背景辐射的精细结构,以及轻元素的丰度分布,让读者能够理解这一模型是如何经受住一次又一次的观测检验,成为现代宇宙学的基石。我们会探讨宇宙的早期演化,从夸克-胶子等离子体到原子核的形成,再到第一颗恒星的诞生,这一系列令人惊叹的转变,为理解宇宙的复杂性提供了关键线索。 紧随其后,本书将聚焦于宇宙的结构形成。在大爆炸之后,宇宙并非均匀一致,而是充满了我们现在所见的星系、星系团和超星系团。作者将深入探讨暗物质和暗能量在这一过程中的关键作用。暗物质,这个看不见却真实存在的引力“骨架”,是如何在早期宇宙的微小密度不均匀性基础上,引导物质聚集,形成宏伟的宇宙结构?暗能量,这个赋予宇宙加速膨胀力量的神秘实体,又在宇宙的终极命运中扮演着怎样的角色?本书将以清晰的语言解释这些前沿概念,并探讨科学家们如何通过观测(如星系巡视、超新星测量)来揭示它们的本质。 然而,宇宙的壮丽不止于宏大的结构,也体现在微小的尺度和生命的奇迹。《关于时间》并没有忽略宇宙中孕育生命的可能性,以及我们对于地外生命的探索。本书将讨论生命起源的条件,以及行星形成和宜居带的概念。从太阳系内外的系外行星发现,到搜寻地外文明(SETI)的努力,本书将展现人类对于“我们是否孤独”这一问题的探索步伐。当我们仰望夜空,思考那些遥远的星光时,我们也在思考生命的意义和宇宙中人类的位置。 更进一步,《关于时间》将目光投向了宇宙的“暮光”——时间的终结,以及人类文明对宇宙终极命运的思考。宇宙是否会永远膨胀下去,最终走向“热寂”,一切归于虚无?还是会发生“大挤压”,重新坍缩成一个奇点?亦或是经历“大撕裂”,被暗能量撕碎?本书将探讨这些令人着迷的宇宙学模型,并分析它们各自的预测和局限性。在理解宇宙终极命运的同时,我们也得以审视人类文明在漫长宇宙尺度下的短暂与渺小,从而更加珍惜当下。 然而,《关于时间》并非一本纯粹的科学教科书,它的力量在于其“文化回响”。作者深刻理解,科学发现并非孤立存在,而是深深植根于人类的文化土壤之中,并反过来深刻影响着我们的世界观和哲学思考。本书将详细探讨科学与文化之间的互动。 在“宇宙学”与“文化”的交汇点,本书将审视人类历史上的宇宙观变迁。从古希腊的“地心说”到哥白尼的“日心说”,再到现代的宇宙膨胀模型,每一次认识上的飞跃都伴随着深刻的社会和文化变革。宗教、哲学、艺术、文学,无不受到当时宇宙观的深刻影响。本书将追溯这些影响,例如,古希腊哲学家对宇宙秩序的思考如何影响了后来的科学发展;文艺复兴时期对天文学的新认识如何解放了思想,推动了科学革命。 本书还将深入探讨“时间”这个核心概念在不同文化中的呈现。在西方文化中,时间常常被视为线性、可量化的,与进步和发展紧密相连。而在东方文化中,时间则可能呈现出周期性、循环性的特征,与自然节律和哲学智慧相结合。我们将看到,不同文明如何通过神话、宗教、哲学和艺术作品来表达他们对时间流逝、过去与未来、存在与虚无的理解。例如,佛教关于轮回的观念,或者中国古代关于天道循环的思想,都与我们对时间概念的理解息息相关。 《关于时间》还关注了科学进步对人类个体和集体心理的影响。当宇宙的尺度无限放大,人类的渺小感油然而生,这是否会引发存在主义的思考?当我们了解到宇宙可能存在着我们无法理解的维度和实体时,我们是否会重新审视现实的本质?本书将引用文学、电影、艺术作品中的案例,来展示宇宙学概念如何激发了人类的想象力,并渗透到我们日常的思维方式和情感体验中。从科幻小说对星际旅行和外星文明的描绘,到哲学著作对存在意义的探讨,再到艺术作品对宇宙浩瀚与神秘的表达,都体现了宇宙学对文化的深刻塑造。 本书的“暮光”意象,更是充满了诗意与哲思。它象征着知识的边界,科学探索的未知领域,以及人类在面对宇宙终极奥秘时的谦逊与敬畏。在“暮光”之中,科学与人文的界限变得模糊,我们被迫反思我们所知与未知,我们所处与所往。这个“暮光”并非意味着终结,而是意味着一个新的开始,一个在更深层次上理解宇宙与我们自身的新视角。 《关于时间:宇宙学和文化在暮光中的回响》是一部富有野心且极具启发性的作品。它不仅仅是在讲述宇宙的故事,更是在讲述人类的故事,讲述我们如何试图理解我们在其中扮演的角色。它鼓励我们跨越学科的藩篱,用科学的严谨去丈量宇宙的广阔,用人文的关怀去感受生命的存在,用哲学的深度去探寻存在的意义。它邀请每一位读者,在仰望星空的同时,也能低头审视内心,在宏大与微观的交汇处,找到属于自己的“时间”的解读,以及在宇宙的悠长暮光中,我们所能发出的独特回响。这是一次邀请,邀请我们用更开阔的视野、更深刻的思考,去拥抱这个充满奥秘与奇迹的宇宙。