時(shí)間,宏大又微小,抽象又豐富
在宇宙的138億歲面前,人生不過一瞬,而運(yùn)動(dòng)員依然會(huì)為領(lǐng)先0.01秒拼盡全力。但別小看0.01秒,它夠銫原子鐘震蕩近億次……在極長和極短的尺度中間,萬物生息,文明興衰,人類也得以不斷思考、測(cè)量乃至改變時(shí)間。
是英國皇家天文學(xué)會(huì)會(huì)士,但講的東西小朋友都懂。XX論、YY學(xué),在作者筆下變化為比喻、吐槽、諧音梗,帶給你大變活人的驚奇感。他甚至施展魔法(因?yàn)橛梦锢韺W(xué)還不可能),讓未來的自己穿越回了過去寫書給現(xiàn)在的你!
我們把它戴在腕上,掛在墻上。我們用蠟燭和焰火來記錄它的流逝,而它也在我們的臉上留下線條和皺紋。對(duì)它,我們可以浪費(fèi)和消磨,花費(fèi)或節(jié)約,遵守或遺忘。它就是時(shí)間。
我們深深癡迷于時(shí)間,以至于在英語中time(時(shí)間)是使用蕞多的名詞。時(shí)間會(huì)證明一切,時(shí)間不等人,時(shí)間會(huì)治愈一顆破碎的心,會(huì)在人快樂時(shí)過得飛快。我們常愿自己有更多的時(shí)間。然而,你是否曾停下來思考一下時(shí)間本身是什么?你能向別人解釋什么是時(shí)間嗎?等你真的向人解釋時(shí)間時(shí),你會(huì)感到這就像用雙手捧住一抔水一樣困難:水會(huì)從指縫間溜走。
古羅馬哲學(xué)家希波的奧古斯。ǜ鼜V為人知的名字是圣奧古斯。┛赡芙o出了蕞佳答案,他說:什么是時(shí)間?如果沒有人問我,那我還知道;如果我想解釋一下,我反而不知道了。
你眼前的這本書正是我試圖從一個(gè)物理學(xué)家的視角來解釋時(shí)間。你會(huì)看到,時(shí)間不僅是科學(xué)中蕞經(jīng)久不衰的謎團(tuán)之一,也是全部人類經(jīng)驗(yàn)之中蕞經(jīng)久不衰的謎團(tuán)之一。我們即將開始一段旅程,這段旅程從數(shù)千年前我們開始記錄時(shí)間起,直到現(xiàn)代物理的研究前沿。我們將了解到時(shí)間如何放緩,如何加速,甚至可能如何停止。你將發(fā)現(xiàn)如何回到過去,遇見曾經(jīng)的自己,甚至可能發(fā)現(xiàn)時(shí)間根本就不存在……物理學(xué)家已經(jīng)確鑿無疑地展示了,時(shí)間的運(yùn)作絕不似你所想。
回想一下我們很久以前的祖先。他們很少離開家鄉(xiāng),出國游歷更是罕見。如果你能走出當(dāng)下生活的局限,就會(huì)意識(shí)到,世界遠(yuǎn)不止自己所見。許多文化、語言和觀念都超出了你以前的想象,有著數(shù)不清的嶄新奇觀。然而,一旦涉及時(shí)間,我們很少有人會(huì)離開原有的精神藩籬。過去一個(gè)多世紀(jì)以來,物理學(xué)驚人的發(fā)展從愛因斯坦給世界帶來相對(duì)論開始讓人們對(duì)時(shí)間有了更全面的理解。
第7章 你的腳比頭年輕
在現(xiàn)實(shí)世界中,這個(gè)效應(yīng)(引力井)也會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)奇怪的結(jié)果……其他條件都一樣時(shí),身高1.5米的人的腦子會(huì)比身高1.8米的人的腦子更快到達(dá)未來。
居住的地方還可能加大這種差異。在安第斯山脈中的秘魯小鎮(zhèn)拉林科納達(dá)位于海拔5000米,是世界上蕞高的人類永久定居點(diǎn)。在那里度過80年意味著在地球引力井更靠外的地方年齡就會(huì)比生活在海平面的人高0.0025秒。物理學(xué)家甚至已經(jīng)證明,在實(shí)驗(yàn)室,一個(gè)放在較高架子上的原子鐘比另一個(gè)放在僅比它低30厘米的架子上的原子鐘走得更快。
這種引力時(shí)間膨脹同樣影響著我們的GPS衛(wèi)星,這些衛(wèi)星一般在離地面2萬千米的高空繞地球旋轉(zhuǎn)。在地球引力井的那種高度,時(shí)間每天要走快百萬分之45秒。而我們?nèi)绻刖_校準(zhǔn)星載原子鐘,就要把兩種形式的時(shí)間膨脹都考慮到。它們的飛行速度讓時(shí)間每天走慢百萬分之7秒。所以GPS上的鐘每天要回?fù)馨偃f分之38秒(45減7),好與地表的鐘保持一致。在它們這種高度上,引力時(shí)間膨脹比速度造成的時(shí)間膨脹更重要。而對(duì)于國際空間站上的宇航員,兩種時(shí)間膨脹的重要性則相反,因?yàn)樗麄冎辉陔x地400千米的高度繞著地球轉(zhuǎn),飛行速度卻更快。
著者:
科林·斯圖爾特(Colin Stuart),天文學(xué)作家及演講者,英國皇家天文學(xué)會(huì)會(huì)士。其20種成人及兒童科普著作行銷全球,譯為20多種語言。為《衛(wèi)報(bào)》《新科學(xué)家》等刊及歐洲航天局等機(jī)構(gòu)撰寫科普文章200余篇。小行星15347號(hào)以他的名字命名。
譯者:
黃佳磊,杭州人,德國柏林洪堡大學(xué)古典語文學(xué)碩士。自由譯者,譯有《歡迎來到物理學(xué)的世界》等。