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标题: [其他] 我们自由吗? [打印本页]
作者: NeuMond    时间: 2007-6-3 12:50     标题: 我们自由吗?

我们自由吗?
我们的命运是注定的吗? 我们能改变自己的未来吗? 宿命论者认为一切都是确定的, 如果这样, 我们还有自由意志吗? 如果没有自由意志, 为什么还要为自己的所作所为负责? 神学认为人的自由意志来自于人的灵魂, 虽然人的命运是注定的, 但通过我们的选择,可以在一定程度上改变命运, 如某人由于前世的缘故, 注定于某月某日有一大难, 因他一直行善而躲过此劫, 对此不作过多讨论. 本文仅从科学的角度来讨论自由意志的问题.
牛顿的力学定理使人们对世界的有了新的认识, 它的巨大成功促使了机械论的建立. 根据牛顿力学人们成功的预言了行星的运行, 并且进一步把牛顿力学推广到所有的物体系统上, 这样做只是参数多一些, 原理上是一样的, 宇宙中的物体严格按决定论的轨道运行. 以至很多人以为找到了上帝的密码, 数学家拉普拉斯曾经曰过, 既然物质的运动遵守物理规律, 只要知道现在的宇宙状态, 就可以确定它的过去和未来. 宇宙的状态有它的前一时刻所决定, 有此类推, 由于时间的单向性(关于时间的方向性以后讨论), 可以说宇宙的一切演化过程在时间开始的那一时刻已经确定. 我们知道时间空间开始于宇宙大爆炸, 但是我不能问大爆炸之前发生了什么, 因为时间开始于大爆炸, 没有时间就无所谓之前. 当然,我们想象不出没有时间没有空间是什么样子的. 关于宇宙是否具有有限时间的问题可证明一下. 宇宙的发展有确定的方向, 高温物体的热传向低温物体, 恒星燃烧并向外辐射能量, 假设宇宙已存在了无穷长时间, 它应该已达到平衡, 恒星燃烧干净, 物体没有温度差别, 所有物质均匀等温的分布于整个宇宙(热寂), 而现在不是热寂状态, 因此宇宙产生于某个有限的时间之前. 跑题了.
言归正传, 既然宇宙的一切在大爆炸时已经确定, 所有事物的根源都在大爆炸, 因此它们具有完全相等的地位, 也就无所谓好坏, 善恶. 由此, 很自然的可推出那个颇受争议的哲学名言’存在的就是合理的’. 人的大脑是由大量有机分子按一定的规则排列而成, 电子波在这些分子中振荡.尽管目前还不能从基本的物理原理推出意识, 仍然可以说意识就是电子波在大脑分子中的振荡, 而不是来自于某个植入肉体的灵魂. 电子的运动也是在宇宙大爆炸时已经确定的, 看来没有自由意志. 那么, 我们对人做恶事的谴责, 为过考试而所作的努力, 为找工作而四处投简历, 面临选择时的困惑, 所经历的欢乐痛苦又是怎么回事呢. 举例说, 当看到计算机工作时, 我们不认为计算机内有个意识在指挥它的工作, 计算机没有选择打开playboy或八荣八耻的苦恼, 它只是按照编好的程序和输入命令工作. 同样可以说, 我们人类从来就没有’思考’过, 只是按照大自然编好的程序在运动. 欢乐, 痛苦, 选择, 努力正如佛家所云不过是幻象, 我们从来没改变过事物的结果, 只有物质的运动才是客观的(关于这点量子力学给出不同的观点, 后面将讨论). 好处是我们不必为过去的错误而遗憾, 坏处是做起坏事来心安理得. 上述内容与决定论的逻辑一直, 却令人不快. 然而, 事情没有就此结束.

20世纪两大物理学革命相对论和量子力学再一次改变了人们对世界的看法, 相对论打破了绝对时空的观念, 并把惯性质量与引力质量统一起来(在牛顿力学中它们相等纯属偶然). 但是, 历来对相对论存在一个很大的误会, 即认为相对论是对不同的观察者结果不同. 其实, 相对论更本质的意义是对不同的观察者结果相同-物理公式在所有的参考系中具有相同的形式. 由于相对论与本文的主题关系不大(不仅仅因为我不懂), 不再继续讨论.
尽管量子力学取得了巨大的成功, 但是, 关于量子力学的争论就一直没停止过, 今天还在继续. 海森堡意识到不确定性原理是整个量子力学大厦的基础，如果不确定性原理错误, 整个量子力学大厦也随之倒塌. 即物体不能同时具有精确的动量和位置，动量与位置不确定度的乘积总大于一个常数。德布罗意提出物质本身是波，物质波的波长等于普郎克常数除以物体的动量l=h/mv, 此公式并不能由其它公式推出，它来源于德布罗意的大脑，它的正确性由实验所证明。我们要测量物体的状态，需要接收来自这一物体的信息，如光子，电子等，这些物质具有一定的波长和动量。用一定波长的物质作为测量媒介时, 当两点相距小于波长时不能被区分，因此，位置不确定度大于波长∆x>l.而动量不确定度为所发出物质的动量∆p=mv=h/l. 当我们想提高位置的精确度时, 就要减小测量媒介的波长, 但这么做会增加它的动量, 使动量不确定度增加, 位置与动量不确定性的乘积为∆x∆p>h.
看起来不确定性是测量的结果，试想一下, 如果我们不测量它，物体总是’客观’地存在着，它应该具有确定的位置和动量. 很遗憾，答案是否定的。电子绕原子核运动，是什么阻止电子放出电磁波并塌陷到原子核上呢， 在经典物理中找不出任何理由。正是不确定性原理在起作用。电子的电能随着离原子核的距离而减小，距离减小等与位置不确定度的减小，则意味着动量不确定度的增加，即电子动能的增加，电子的能量为两者能量之和，在某一距离取最小值，此时原子具有稳定的结构. 原来是不确定性原理阻止原子塌陷，支撑着我们的世界。此例证明，不确定性并不是测量引入的，而是客观地在存在着。为什么这样, 不知道, 只能说它就是这样的, 没道理可讲. 可能出于哲学或宗教的信仰, 爱因斯坦始终不赞成不确定性原理, 他认为上帝不掷骰子, 不确定性是由一些我们还不了解的隐变量引起的, 如电子,质子的内部结构. 他们谁对谁错我们不知道, 但从目前的实验结果看, 不确定原理暂时是对的.
不可理解，实际上，物理学家也不比我们理解的好许多。宇宙不是为人而创造的，大自然在制定它的规则时也许没考虑过将来人的感受，不可理解也就不足为奇了。量子力学的成功不是因为它好理解或具有优美的公式, 而是因为它能解释现有的实验, 并预言一些实验结果, 后一点尤其重要, 否则, 就是公说公有理, 婆说婆有理了.
检验自由意志是否存在的客观标准是, 当我们知道一个人的全部的分子结构及电子状态, 能否预言他的行为, 如果能的话, 则说明没有自由意志. 数学家庞加莱证明了三体运动会出现混沌, 即三个相互作用的物体没有解析解, 找不出一个时间的函数来表示物体的运动, 只能通过数值计算的方法求解. 而运动对初始条件非常敏感, 初始值的一个很小的差别, 过一段时间后, 运动状态可能完全不同. 日常中的物体有十的二十几次方个微粒组成, 结果对初始值更加敏感, 无论取多少位有效数字, 如小数点后第30个数不同, 由于误差被快速的放大,总能在短时间内导致系统的运动完全不同, 此现象被称为蝴蝶效应, 说一只蝴蝶在澳大利亚煽一下翅膀可能导致纽约下一场暴风雨. 其实, 蝴蝶效应是时间的积累, 与位置没关系. 也可以说一只蝴蝶在澳大利亚扇一下翅膀可能导致几天后澳大利亚下一场暴风雨, 说相距很远的两地就省的说时间了.
一切是确定的吗? 从经典物理的角度考虑，当我们不测量时，系统是客观的存在的，具有完全确定的动量和位置，具有确定的演化。因此，是。 也不是，因为我们永远无法预言什么是确定的。 然而，根据前面的讨论，量子力学给出另一种结果， 当我们测量时，总受到不确定原理的限制，不可能精确的测量动量和位置， 也就不可能做出预言。当我们不测量时，不确定性原理同样起作用，系统的状态不是’客观’的, 也就不具有确定性。或许，这正是自由意志的根源, 一切并不是完全确定的, 我们能作出自己的选择.
作者: 诚实可靠小郎君~    时间: 2007-6-3 13:08

不知道为什么,我看到技术含量这么高的这篇文章的时候,有站在东方明珠塔顶的感觉,那种极目远眺的感觉,那种一览众山小的感觉



































总之,百感交集,归结成两个字:
头晕
作者: tomni    时间: 2007-6-3 13:11

楼主学物理的么？签名都是相对论。
最近在看时间简史，虽然看不懂，但是整个宇宙的确像是上帝创造的。
作者: 诚实可靠小郎君~    时间: 2007-6-3 13:13

原帖由 tomni 于 2007-6-3 14:11 发表
楼主学物理的么？签名都是相对论。
最近在看时间简史，虽然看不懂，但是整个宇宙的确像是上帝创造的。

那签名还没涉及到相对论吧,经典力学里也是这个观点阿
作者: tomni    时间: 2007-6-3 13:18

sorry，我不是学物理的，不懂。谁给解释解释
作者: 诚实可靠小郎君~    时间: 2007-6-3 13:20

呼唤动力学达人
作者: katrina    时间: 2007-6-3 17:09

原帖由 tomni 于 2007-6-3 14:11 发表
楼主学物理的么？签名都是相对论。
最近在看时间简史，虽然看不懂，但是整个宇宙的确像是上帝创造的。


请问你看的是什么语言版本的？我这有一本霍金的书：Universum in der Nussschale，是德文版的，看看插图很感兴趣，可是没敢下手读，怕俺的破德语把俺的求知欲给读没了。。。
作者: neolane    时间: 2007-6-3 17:39

至少在宗教的范畴里 人不是自由的 所谓自由意志 只不过是顺我者昌 逆我者亡这样的简单二选一而已
作者: NeuMond    时间: 2007-6-3 17:51

原帖由 tomni 于 2007-6-3 14:11 发表
楼主学物理的么？签名都是相对论。
最近在看时间简史，虽然看不懂，但是整个宇宙的确像是上帝创造的。

时间简史里没说宇宙是上帝创造的, 当然,也没否定. 宇宙起源于150亿前的大爆炸. 质量等价于能量, 宇宙具有质量(正能量)和负的势能(负能量), 它们正好完全抵消, 因此, 宇宙不需要原料, 从无中产生, 世界本来就是无中生有的. 可以说这一切是上帝安排的, 但上帝对我们的世界不产生影响, 对我们来说存不存在无所谓.
作者: 老虾    时间: 2007-6-3 18:09

原帖由 tomni 于 2007-6-3 14:18 发表
sorry，我不是学物理的，不懂。谁给解释解释


读不懂相对论的，是人，读得懂相对论的，是妖。把相对论读个半懂不懂的，就再是人，也不是妖，是人妖。
你想当哪类？

现代物理有两类书，第一类是看完目录就看不下去的，还有一类是看完标题就看不下去了。
时间简史比较浅显，基本能撑到第二页，然后就可以每天三炷香供奉起来。
作者: tomni    时间: 2007-6-3 18:27

原帖由 katrina 于 2007-6-3 18:09 发表


请问你看的是什么语言版本的？我这有一本霍金的书：Universum in der Nussschale，是德文版的，看看插图很感兴趣，可是没敢下手读，怕俺的破德语把俺的求知欲给读没了。。。

中文的txt电子书，里面的概念太多，看德语或是英文应该都很费劲。此书只有一个公式e=mc2,算是科普读物，可是还是很难懂。讲到量子力学就看不下去了，不知道在忽悠什么。我比较惊奇的是，数学的强大的力量，几乎可以计算出整个宇宙理论系统，相对论，黑洞啥的，全可以用数学给计算出来，完全不需要观察。可怕的数学力量

[ 本帖最后由 tomni 于 2007-6-3 19:46 编辑 ]
作者: tomni    时间: 2007-6-3 18:31

中间的一段话很搞笑，梵蒂冈的主教把大科学家都叫过来讨论讨论宇宙问题，让科学家们只要研究大爆炸之后的宇宙就行了，大爆炸之前是上帝他老人家创造的，大家就歇着算了，别在往前推了。宗教也向科学妥协，算了开了眼了。
作者: NeuMond    时间: 2007-6-3 18:44

原帖由 老虾 于 2007-6-3 19:09 发表


读不懂相对论的，是人，读得懂相对论的，是妖。把相对论读个半懂不懂的，就再是人，也不是妖，是人妖。
你想当哪类？

现代物理有两类书，第一类是看完目录就看不下去的，还有一类是看完标题就看不下去了 ...

大学理工科的都学过相对论, 差不多都是一知半解, 看来亚琛没几个是人了.
作者: 无忧无虑    时间: 2007-6-3 18:52

完全没法想象什么是上帝。
      为什么信上帝的都要到处传教呢？佛教讲究缘分，和佛有缘的人自然会信，不会整天到处传啊传的（偶暂时没信任何教）。
      还有，如果上帝要是真的那么牛，那么宽宏大量，干嘛要信他他才保佑你，其他人就不保佑了？

纯属好奇，以学习的心态问一问，有没有信教的朋友解释一下？谢谢！！！
（不要转贴，转的话请别转那种看了半天，头晕，还看不懂的）
作者: tomni    时间: 2007-6-3 19:51     标题: 霍金大会堂的报告——《宇宙的起源》

根据中非Boshongo人的传说，世界太初只有黑暗、水和伟大的Bumba上帝。一天，Bumba胃痛发作，呕吐出太阳。太阳灼干了一些水，留下土地。他仍然胃痛不止，又吐出了月亮和星辰，然后吐出一些动物，豹、鳄鱼、乌龟、最后是人。

　　这个创世纪的神话，和其它许多神话一样，试图回答我们大家都想诘问的问题：为何我们在此？我们从何而来？一般的答案是，人类的起源是发生在比较近期的事。人类正在知识上和技术上不断地取得进步。这样，它不可能存在那么久，否则的话，它应该取得更大的进步。这一点甚至在更早的时候就应该很清楚了。

　　例如，按照Usher主教《创世纪》把世界的创生定于公元前4004年10月23日上午9时。另一方面，诸如山岳和河流的自然环境，在人的生命周期里改变甚微。所以人们通常把它们当作不变的背景。要么作为空洞的风景已经存在了无限久，要么是和人类在相同的时刻被创生出来。

　　但是并非所有人都喜欢宇宙有个开端的思想。例如，希腊最著名的哲学家亚里士多德，相信宇宙已经存在了无限久的时间。某种永恒的东西比某种创生的东西更完美。他提出我们之所以看到发展处于这个情形，那是因为洪水或者其它自然灾害，不断重复地让文明回复到萌芽阶段。信仰永恒宇宙的动机是想避免求助于神意的干涉，以创生宇宙并启始运行。相反地，那些相信宇宙具有开端的人，将开端当作上帝存在的论据，把上帝当作宇宙的第一原因或者原动力。

　　如果人们相信宇宙有一个开端，那么很明显的问题是，在开端之前发生了甚么？上帝在创造宇宙之前，他在做甚么？他是在为那些诘问这类问题的人准备地狱吗？德国哲学家伊曼努尔.康德十分关心宇宙有无开端的问题。他觉得，不管宇宙有无开端，都会引起逻辑矛盾或者二律背反。如果宇宙有一个开端，为何在它起始之前要等待无限久。他将此称为正题。另一方面，如果宇宙已经存在无限久，为甚么它要花费无限长的时间才达到现在这个阶段。他把此称为反题。无论正题还是反题，都是基于康德的假设，几乎所有人也是这么办的，那就是，时间是绝对的，也就是说，时间从无限的过去向无限的将来流逝。时间独立于宇宙，在这个背景中，宇宙可以存在，也可以不存在。

　　直至今天，在许多科学家的心中，仍然保持这样的图景。然而，1915年爱因斯坦提出他的革命性的广义相对论。在该理论中，空间和时间不再是绝对的，不再是事件的固定背景。相反地，它们是动力量，宇宙中的物质和能量确定其形状。它们只有在宇宙之中才能够定义。这样谈论宇宙开端之前的时间是毫无意义的。这有点儿像去寻找比南极还南的一点没有意义一样。它是没有定义的。



　　如果宇宙随时间本质上不变，正如20世纪20年代之前一般认为的那样，就没有理由阻止在过去任意早的时刻定义时间。人们总可以将历史往更早的时刻延展，在这个意义上，任何所谓的宇宙开端都是人为的。于是，情形可以是这样，这个宇宙是去年创生的，但是所有记忆和物理证据都显得它要古老得多。这就产生了有关存在意义的高深哲学问题。我将采用所谓的实证主义方法来对付这些问题。在这个方法中，其思想是，我们按照我们构造世界的模型来解释自己感官的输入。人们不能询问这个模型是否代表实在，只能问它能否行得通。首先，如果按照一个简单而优雅的模型可以解释大量的观测；其次，如果这个模型作出可能被观察检验，也可能被证伪的明确预言，这个模型即是一个好模型。

　　根据实证主义方法，人们可以比较宇宙的两个模型。第一个模型，宇宙是去年创生的，而另一个是宇宙已经存在了远为长久的时间。一对孪生子在比一年前更早的时刻诞生，已经存在了久于一年的宇宙的模型能够解释像孪生子这样的事物。

　　另一方面，宇宙去年创生的模型不能解释这类事件，因此第二个模型更好。人们不能诘问宇宙是否在一年前确实存在过，或者仅仅显得是那样。在实证主义的方法中，它们没有区别。

　　在一个不变的宇宙中，不存在一个自然的起始之点。然而，20世纪20年代当埃德温.哈勃在威尔逊山上开始利用100英寸的望远镜进行观测时，情形发生了根本的改变。哈勃发现，恒星并非均匀地分布于整个空间，而是大量地聚集在称为星系的集团之中。

　　哈勃测量来自星系的光，进而能够确定它们的速度。他预料向我们飞来的星系和离我们飞去的星系一样多。这是在一个随时间不变的宇宙中应有的。但是令哈勃惊讶的是，他发现几乎所有的星系都飞离我们而去。此外，星系离开我们越远，则飞离得越快。宇宙不随时间不变，不像原先所有人以为的那样。它正在膨胀。星系之间的距离随时间而增大。

　　宇宙膨胀是20世纪或者任何世纪最重要的智力发现之一。它转变了宇宙是否有一个开端的争论。如果星系现在正分开运动，那么，它们在过去一定更加靠近。如果它们过去的速度一直不变，则大约150亿年之前，所有星系应该一个落在另一个上。这个时刻是宇宙的开端吗？

　　许多科学家仍然不喜欢宇宙具有开端。因为这似乎意味着物理学崩溃了。人们就不得不去求助于外界的作用，为方便起见，可以把它称作上帝，去确定宇宙如何起始。因此他们提出一些理论。在这些理论中，宇宙此刻正在膨胀，但是没有开端。其中之一便是邦迪、高尔德和霍伊尔于1948年提出的稳恒态理论。

　　在稳恒态理论中，其思想是，随着星系离开，由假设中的在整个空间连续创生的物质形成新的星系。宇宙会永远存在，而且在所有时间中都显得一样。这最后的性质从实证主义的观点来看，作为一个可以用观测来检验的明确预言，具有巨大的优点。在马丁.莱尔领导下的剑桥射电观测天文小组，在20世纪60年代早期对弱射电源进行了调查。这些源在天空分布得相当均匀，表明大部分源位于银河系之外。平均而言，较弱的源离得较远。

　　稳恒态理论预言了源的数目对应于源强度的图的形状。但是观测表明，微弱的源比预言的更多，这表明在过去源的密度较高。这就和稳恒态理论的任何东西在时间中都是不变的基本假设相冲突。由于这个，也由于其它原因，稳恒态理论被抛弃了。

　　还有另一种避免宇宙有一开端的企图是，建议存在一个早先的收缩相，但是由于旋转和局部的无规性，物质不会落到同一点。相反，物质的不同部分会相互错开，宇宙会重新膨胀，这时密度保持有限。两位俄国人利弗席兹和哈拉尼科夫实际上声称，他们证明了，挥醒细穸猿频囊话闶账踝芑嵋
作者: tomni    时间: 2007-6-3 19:52

当利弗席兹和哈拉尼科夫发表其断言时，我是一名21岁的研究生，为了完成博士论文，我正在寻找一个问题。我不相信他们所谓的证明，于是就着手和罗杰.彭罗斯一起发展新的数学方法去研究这个问题。我们证明了宇宙不能反弹。如果爱因斯坦的广义相对论是正确的，就存在一个奇点，这是具有无限密度和无限时空曲率的点，时间在那里有一个开端。

　　在我得到第一个奇点结果数月之后，即1965年10月，人们得到了确认宇宙有一个非常密集开端的思想的观察证据，那是发现了贯穿整个空间的微弱的微波背景。这些微波和你使用的微波炉的微波是一样的，但是比它微弱多了。它们只能将匹萨加热到摄氏负270.4度，甚至无法将匹萨化冻，更不用说烤熟它。实际上你自己就可以观察到这些微波。把你的电视调到一个空的频道去，在荧幕上看到的雪花的百分之几就归因于这个微波背景。早期非常热和密集状态遗留下的辐射是对这个背景的仅有的合理解释。随着宇宙膨胀，辐射一直冷却下来，直至我们今天观察到它的微弱的残余。

　　虽然彭罗斯和我自己的奇性定理预言，宇宙有一个开端，这些定理并没有告诉宇宙如何起始。广义相对论方程在奇点处崩溃了。这样，爱因斯坦理论不能预言宇宙如何起始，它只能预言一旦起始后如何演化。人们对彭罗斯和我的结果可有两种态度。一种是上帝由于我们不能理解的原因，选择宇宙的启始方式。这是约翰.保罗教的观点。在梵蒂冈的一次宇宙论会议上，这位教皇告诉代表们，在宇宙起始之后，研究它是可以的。但是他们不应该探究起始的本身，因为这是创生的时刻，这是上帝的事体。我暗自庆幸，他没有意识到，我在会议上发表了一篇论文，刚好提出宇宙如何起始。我可不想象伽利略那样被递交给宗教裁判厅。

　　对我们结果的另外解释，这也是得到大多数科学家赞同的解释。这个结果显示，在早期宇宙中的非常强大的引力场中，广义相对论崩溃了，必须用一个更完备的理论来取代它。因为广义相对论没有注意到物质小尺度结构，而后者是由量子理论制约的，所以人们预料总要进行这种取代。在通常情况下，因为宇宙的尺度和量子理论的微观尺度相比较极为巨大，所以是否取代无所谓。但是当宇宙处于普朗克尺度，也就是1千亿亿亿亿分之一米时，这两个尺度变成相同，必须考虑量子理论。

　　为了理解宇宙的起源，我们必须把广义相对论和量子理论相结合。里查德.费恩曼对历史求和的思想似乎是实现这个目标的最佳方法。里查德.费恩曼是一位多姿多彩的人物。他在帕沙迪那的脱衣舞酒吧里敲小鼓，又是加州理工学院卓越的物理学家。他提议一个系统从状态A到状态B经过所有可能的路径或历史。



　　每个路径或者历史都有一定的振幅和强度。而系统从A到B的概率是将每个路径的振幅加起来。存在一个由兰干酪制成月亮的历史。但是其振幅很低。这对于老鼠来说不是一个好消息。

　　宇宙现在状态的概率可将结局为这个状态的所有历史迭加得到。但是这些历史如何起始的呢？这是一个改头换面的起源问题。是否需要一个造物主下达命令，宇宙如此这般起始呢？还是由科学定律来确定宇宙的初始条件呢？

　　事实上，即便宇宙的历史回到无限的过去，这个问题仍然存在。但是如果宇宙只在150亿年前起始，这个问题就更加急切。询问在时间的开端会发生甚么，有点像当人们认为世界是平坦的，询问在世界的边缘会发生甚么一样。世界是一块平板吗？海洋从它边缘上倾泻下去吗？我已经用实验对此验证过。我环球旅行过，我并没有掉下去。

　　正如大家知道的，当人们意识到世界不是一块平板，而是一个弯曲的面时，在宇宙的边缘发生甚么的问题就被解决了。然而，时间似乎不同。它显得和空间相分离。像是一个铁轨模型。如果它有一个开端，就必须有人去启动火车运行。

　　爱因斯坦的广义相对论将时间和空间统一成时空。但是时间仍然和空间不同，它正像一个通道，要么有开端和终结，要么无限地伸展出去。然而，詹姆.哈特尔和我意识到，当广义相对论和量子论相结合时，在极端情形下，时间可以像空间中另一方向那样行为。这意味着，和我们摆脱世界边缘的方法类似，可以摆脱时间具有开端的问题。

　　假定宇宙的开端正如地球的南极，其纬度取时间的角色。宇宙就在南极作为一个起始点。随着往北运动，代表宇宙尺度的常纬度的圆就膨胀。诘问在宇宙开端之前发生了甚么是没有意义的问题。因为在南极的南边没有任何东西。

　　时间，用纬度来测量，在南极处有一个开端。但是南极和其它的点非常相像。至少我听别人这么讲的。我去过南极洲，没有去过南极。

　　同样的自然定律正如在其它地方一样，在南极成立。长期以来，人们说宇宙的开端是正常定律失效之处，所以宇宙不应该有开端。而现在，宇宙的开端由科学定律来制约，所以反对宇宙有开端的论证不再成立。



　　詹姆.哈特尔和我发展宇宙自发创生的图景有一点像泡泡在沸腾的水中形成。

　　其思想是，宇宙最可能的历史像是泡泡的表面。许多小泡泡出现，然后再消失。这些对应于微小的宇宙，它们膨胀，但在仍然处于微观尺度时再次坍缩。它们是另外可能的宇宙，由于不能维持足够长的时间，来不及发展星系和恒星，更不用说智慧生命了，所以我们对它们没有多大兴趣。然而，这些小泡泡中的一些会膨胀到一定的尺度，到那时可以安全地逃避坍缩。它们会继续以不断增大的速率膨胀，形成我们看到的泡泡。它们对应于开始以不断增加的速率膨胀的宇宙。这就是所谓的暴胀，正如每年的价格上涨一样。

　　通货膨胀的世界纪录应归一战以后的德国。在18月期间价格增大了一千万倍。但是，它和早期宇宙中的暴胀相比实在微不足道。宇宙在比一秒还微小得多的时间里膨胀了十的30次方倍。和通货膨胀不同，早期宇宙的暴胀是非常好的事情。它产生了一个非常巨大的均匀的宇宙，正如我们观察到的。然而，它不是完全均匀的。在对历史求和中，稍微具有无规性的历史和完全均匀和规则历史的概率几乎相同。因此，理论预言早期宇宙很可能是稍微不均匀的。这些无规性在从不同方向来的微波背景强度上引起小的变化。利用MAP(微波各向异性)卫星已经观察到微波背景，发现了和预言完全一致的变化。这样，我们知道自己正在正确的道路上前进。

　　早期宇宙中的无规性，意味着在有些区域的密度，比其它地方的稍高。这些额外密度的引力吸引使这个区域的膨胀减缓，而且最终能够使这些区域坍缩形成星系和恒星。请仔细看这张微波天图。它是宇宙中一切结构的蓝图。我们是极早期宇宙的量子起伏的产物。上帝的确在掷骰子。

　　在过去的百年间，我们在宇宙学中取得了惊人的进步。广义相对论和宇宙膨胀的发现，粉碎了永远存在并将永远继续存在的宇宙的古老图像。取而代之，广义相对论预言，宇宙和时间本身都在大爆炸处起始。它还预言时间在黑洞里终结。宇宙微波背景的发现，以及黑洞的观测，支持这些结论。这是我们的宇宙图像和实在本身的一个深刻的改变。

　　虽然广义相对论预言了，宇宙来自于过去一个高曲率的时期，但它不能预言宇宙如何从大爆炸形成。这样，广义相对论自身不能回答宇宙学的核心问题，为何宇宙如此这般。然而，如果广义相对论和量子论相合并，就可能预言宇宙是如何起始的。它开始以不断增大的速率膨胀。这两个理论的结合预言，在这个称作暴胀的时期，微小的起伏会发展，导致星系、恒星以及宇宙中所有其它结构的形成。对宇宙微波背景中的小的非均匀性的观测，完全证实了预言的性质。这样，我们似乎正朝着理解宇宙起源的正确方向前进，尽管还有许多工作要做。当我们通过精密测量空间航空器之间距离，进而能够检测到引力波，就会打开极早期宇宙的新窗口。引力波从最早的时刻自由地向我们传播，所有介入的物质都无法阻碍它。与此相比较，自由电子多次地散射光。这种散射一直进行到30万年后电子被凝结之前。

　　尽管我们已经取得了一些伟大成功，并非一切都已解决。我们观察到，宇宙的膨胀在长期的变缓之后，再次加速。对此理论还不能理解清楚。缺乏这种理解，对宇宙的未来还无法确定。它会继续地无限地膨胀下去吗？暴胀是一个自然定律吗？或者宇宙最终会再次坍缩吗？新的观测结果，理论的进步正迅速涌来。宇宙学是一个非常激动人心和活跃的学科。我们正接近回答这古老的问题：我们为何在此？我们从何而来？　　　

　　谢谢各位。 　

　　此文版权属霍金教授所有 　
作者: 老虾    时间: 2007-6-3 23:42

原帖由 NeuMond 于 2007-6-3 19:44 发表

大学理工科的都学过相对论, 差不多都是一知半解, 看来亚琛没几个是人了.


大学普通物理那几节课讲的相对论，实在不能算是一知半解吧。不说别的，靠那一两章能明白狭义相对论和广义相对论分别指啥的，大概没多少人。
作者: katrina    时间: 2007-6-4 00:36

原帖由 tomni 于 2007-6-3 20:52 发表
当利弗席兹和哈拉尼科夫发表其断言时，我是一名21岁的研究生，为了完成博士论文，我正在寻找一个问题。我不相信他们所谓的证明，于是就着手和罗杰.彭罗斯一起发展新的数学方法去研究这个问题。我们证明了宇宙不 ...


看起来真有点宗教的味道。
不过也很佩服你，这么累人的文章你也能 看下去。强人啊！
圣经上说不要想象上帝的样子，上帝是不可见的，也许是因为他生活在第四维空间里面？
作者: neolane    时间: 2007-6-4 00:59

上帝是一切 就好象在matrix中的人和matrix的关系一样
作者: NeuMond    时间: 2007-6-4 07:20

原帖由 无忧无虑 于 2007-6-3 19:52 发表
完全没法想象什么是上帝。
      为什么信上帝的都要到处传教呢？佛教讲究缘分，和佛有缘的人自然会信，不会整天到处传啊传的（偶暂时没信任何教）。
      还有，如果上帝要是真的那么牛，那么宽宏大量，干嘛 ...

转帖的话我也会转有水平的， 这么烂的文章不是自己的谁会发。 由于只是在论坛上玩玩，没有列出参考书目。
作者: NeuMond    时间: 2007-6-4 07:29

原帖由 老虾 于 2007-6-4 00:42 发表


大学普通物理那几节课讲的相对论，实在不能算是一知半解吧。不说别的，靠那一两章能明白狭义相对论和广义相对论分别指啥的，大概没多少人。

还好是说广义相对论，对狭义相对论一知半解的不在少数， 了解广义相对论的不多， 我的大学物理教授说她没学过广义相对论，所以我也没学过。据说现在全世界真正理解广义相对论的不超过５个， 妖不多，不过人妖还是有一定数量的。
作者: 爱喝咖啡的家伙    时间: 2007-6-4 08:01

原帖由 NeuMond 于 2007-6-4 08:29 发表

还好是说广义相对论，对狭义相对论一知半解的不在少数， 了解广义相对论的不多， 我的大学物理教授说她没学过广义相对论，所以我也没学过。据说现在全世界真正理解广义相对论的不超过５个， 妖不多，不过人妖 ...


支持。。。
作者: 爱喝咖啡的家伙    时间: 2007-6-4 08:08

google了一下，发现基本假设挺通俗的，至于推理和为什么就不知道了。。。

狭 义 相 对 论

爱因斯坦第一假设 所有惯性参照系中的物理规律是相同的
爱因斯坦第二假设 光在所有惯性系中速度相同

广 义 相 对 论

爱因斯坦第三假设 引力质量和惯性质量的等同性
爱因斯坦第四假设 自然法则在所有的系中都是相同的
作者: 老虾    时间: 2007-6-4 08:32

原帖由 无忧无虑 于 2007-6-3 19:52 发表
完全没法想象什么是上帝。
      为什么信上帝的都要到处传教呢？佛教讲究缘分，和佛有缘的人自然会信，不会整天到处传啊传的（偶暂时没信任何教）。
      还有，如果上帝要是真的那么牛，那么宽宏大量，干嘛 ...


俺可以保证,这些东西绝对不是宣传基督教.事实上,研究宇宙起源和信奉上帝并不矛盾,霍金本人也从来没有承认或者否认上帝的存在.从小到大接受的思维定式就是,研究自然科学和宗教信仰一定划清界限,科学家首先必须是唯物主义者,俺还是觉得,这有点bullshit.
我们中的大部分人,不管承认不承认,都是马克思主义者,某种意义上,这玩意儿也是一种宗教.

关于宇宙起源,还有两本科普读物,宇宙的最初三分钟,宇宙的最后三分钟.俺一个朋友,在这儿粒子物理的博士,跟俺说那两本书在讲宇宙起源方面比时间简史强,相比更有条理.
作者: linnie    时间: 2007-6-4 08:39     标题: 也许可以这样解释吧

上帝原本是个抽象到不能再抽象的概念，是个向善的理想。
以前的智者为了让所有的人都能更容易的了解或追随这个向善的理想，而创造了一些具体的形象，如，上帝，耶稣，十字架，等等。

[ 本帖最后由 linnie 于 2007-6-4 13:48 编辑 ]
作者: tomni    时间: 2007-6-4 09:12

原帖由 linnie 于 2007-6-4 09:39 发表
上帝原本是个抽象到不能再抽象的概念，是个向善的理想。
以前的智者为了让所有的人都能更容易的了解或追随这个向善的理想，而创造了一些具象的形象，如，上帝，耶稣，十字架，等等。

你说这话，唯物主义者和唯心主义者都要批评你。
作者: lilyn01    时间: 2007-6-4 09:26

宇宙的问题还是不要细想的好。
想当初上大学的时候迷上霍金的理论，买了一套第一推动丛书。最后也没有完全看完，供在书架上了。还差点去学了天体物理专业，汗啊！
宇宙问题想到最后还没弄清楚到底怎么回事之前，就会觉得跟宇宙比起来，自己跟一粒尘埃没啥差别，那个感觉真是乱不爽一把的~~~
作者: linnie    时间: 2007-6-4 10:45     标题: 回复 #27 tomni 的帖子

也许中庸才是真理.
作者: 无忧无虑    时间: 2007-6-4 11:16

原帖由 NeuMond 于 2007-6-4 08:29 发表
妖不多，不过人妖

这句话好玩
作者: 无忧无虑    时间: 2007-6-4 11:19

原帖由 老虾 于 2007-6-4 09:32 发表


俺可以保证,这些东西绝对不是宣传基督教.事实上,研究宇宙起源和信奉上帝并不矛盾,霍金本人也从来没有承认或者否认上帝的存在.从小到大接受的思维定式就是,研究自然科学和宗教信仰一定划清界限,科学家首先必 ...


受教了，呵呵
作者: 无忧无虑    时间: 2007-6-4 11:20

原帖由 tomni 于 2007-6-4 10:12 发表

你说这话，唯物主义者和唯心主义者都要批评你。

为什么，我觉得他这话也有几分道理啊。请赐教，谢谢！
作者: 无忧无虑    时间: 2007-6-4 11:22

原帖由 老虾 于 2007-6-3 19:09 发表


读不懂相对论的，是人，读得懂相对论的，是妖。把相对论读个半懂不懂的，就再是人，也不是妖，是人妖。
你想当哪类？

现代物理有两类书，第一类是看完目录就看不下去的，还有一类是看完标题就看不下去了 ...

作者: 驴子    时间: 2007-6-4 11:30

原帖由 老虾 于 2007-6-4 08:32 发表


俺可以保证,这些东西绝对不是宣传基督教.事实上,研究宇宙起源和信奉上帝并不矛盾,霍金本人也从来没有承认或者否认上帝的存在.从小到大接受的思维定式就是,研究自然科学和宗教信仰一定划清界限,科学家首先必须是唯物主义者,俺还是觉得,这有点bullshit.
我们中的大部分人,不管承认不承认,都是马克思主义者,某种意义上,这玩意儿也是一种宗教.

关于宇宙起源,还有两本科普读物,宇宙的最初三分钟,宇宙的最后三分钟.俺一个朋友,在这儿粒子物理的博士,跟俺说那两本书在讲宇宙起源方面比时间简史强,相比更有条理.

这话说得对，科学是唯物的就是扯淡，这个世界还不一定唯物唯心呢

你有没有这两个三分钟的电子版？
作者: 半人马    时间: 2007-6-4 13:27

难得看到技术含量这门高的帖子，虽然看不懂。。。
作者: NeuMond    时间: 2007-6-4 17:11

原帖由 驴子 于 2007-6-4 12:30 发表

这话说得对，科学是唯物的就是扯淡，这个世界还不一定唯物唯心呢

你有没有这两个三分钟的电子版？

我有最后三分钟的电子版, 给个邮箱, 我发给你. 它主要描述宇宙的灭亡, 读起来使人很不通快, 可能不是每个人都愿意读下去.
作者: 驴子    时间: 2007-6-4 17:48

原帖由 NeuMond 于 2007-6-4 17:11 发表

我有最后三分钟的电子版, 给个邮箱, 我发给你. 它主要描述宇宙的灭亡, 读起来使人很不通快, 可能不是每个人都愿意读下去.

这个没什么，反正我也看不到宇宙的灭亡

email就是我资料里的那个
谢谢先~~
作者: 驴子    时间: 2007-6-4 18:20

收到了

谢谢



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