[每天读本书]《现实不似你所见》量子引力科普之旅

人类总是对自己着迷。我们研究自己的历史、心理、哲学和神。我们的大部分知识都是以人为本，仿佛人类是宇宙中最重要的东西。我认为我喜欢物理，因为它打开了一扇窗户，让我们看得更远。它给我们带来了新鲜的空气，令人耳目一新。

我们透过窗户看到的东西总是让我们感到惊讶。我们对宇宙了解很多。几个世纪以来，我们逐渐意识到我们过去有这么多错误的观点。我们曾经认为地球是平的，它是世界不变的中心。我们曾经认为宇宙很小，从未改变过。我们曾经认为人类是一个与其他动物无关的独立物种。我们意识到夸克、黑洞、光子和空间波动的存在，以及我们体内每个细胞惊人的分子结构。人类就像一个长大的孩子。我们惊讶地发现，世界不仅仅是他的卧室和操场，而是如此广阔。有很多事情可以找到，无数的观点与他最初认为的不同。宇宙是多样的，无尽的，我们不断地发现它的新方向。我们越了解世界，我们就越惊讶于它的多样性、美丽和简洁。

然而，我们发现的越多，我们就越明白，我们不知道的比我们已经知道的要多得多。我们的望远镜功能越强大，我们看到的天空就越奇妙和意想不到。我们越仔细地观察物质的细节，我们就越意识到它的深刻结构。现在我们甚至可以观察到140亿年前的大爆炸，这是所有星系诞生的大爆炸——但我们已经开始瞥见一些比大爆炸更伟大的东西。我们意识到空间是弯曲的，并预测空间是由振动量子颗粒编织的。

我们对世界基本法的了解正在增长。如果我们试图整合我们在 20 世纪学到的物理世界知识，我们会发现许多线索表明世界与我们在学校学到的非常不同。世界的基本结构正在出现，它是由一群量子事件生成的，没有时间和空间。量子场绘制空间、时间、材料和光，并在事件之间交换信息。（Reality）是由独立事件构成的网络，概率使它们相互关联，在两个事件之间，空间、时间、物质与能量消融在一团概率云中。

在研究基础物理中悬而未决的主要问题——量子引力的过程中，奇妙的新世界正在逐渐出现。20 世纪物理学有两个重要的发现——广义相对论和量子理论。问题是如何通过这两个世界合理整合我们所知道的世界。我想把这本书献给量子引力和这个研究展示的奇妙世界。

这本书是当前研究的实际报告：我们正在研究、理解和我们认为我们开始理解的事物的基本特征。它描述了爱因斯坦的广义相对论和量子力学，并试图关注这些物理内容的核心，以了解世界上使用的一些重要概念的古代起源。它讲述了量子引力研究中正在出现的世界图景，并注意到了大自然的最新提示，如普朗克卫星对宇宙标准模型的确认，以及欧洲核子研究组织（CERN）未能成功观察到许多人预期的超对称粒子。它还讨论了这些概念的推论：空间的分离结构；小规模消失时间；大爆炸物理；黑洞的起源和信息在物理基础上的重要作用。

在《理想国家》的第七卷中，柏拉图讲述了一个著名的神话：有些人被束缚在黑暗的洞穴深处，只能看到他们身后火焰投射在墙上的影子。他们认为这是真的。一个人挣脱了束缚，逃离了洞穴，发现了太阳的光和更广阔的世界。起初，他的眼睛无法适应光线，感到头晕和困惑。然而，他终于看到了。他兴奋地跑回同伴身边，告诉他们他看到了什么。他们感到难以置信。

我们都在洞穴的深处，被我们自己的无知和偏见所束缚，有限的感官只呈现给我们阴影。如果我们试图看得更远，我们会感到困惑，我们不习惯。但我们仍然必须尝试，这就是科学。科学思维是探索和重新描述世界，逐渐呈现越来越完美的图景，教我们以更有效的方式思考。科学是对思维方式的不断探索，其力量是推翻预设的概念，揭示真正的新方向，建立更新更有效的世界图景。这次冒险依赖于过去所有的知识，但它的核心是改变。这个无限的世界闪耀着，我们想亲眼见证它。我们被它的神秘和美丽所迷住，但它仍然是一个未经探索的地方。我们不完整和不准确的知识在未知的无尽深渊中摇摆，但它不会使生命毫无意义，而是使它有趣和珍贵。

我写这本书是为了记录我在这次冒险中眼中的奇迹。我脑海中有一位特定的读者：他对今天的物理学一无所知，但愿意找到世界的基本结构，我们已经知道的东西，我们还没有理解的东西，以及目前的研究领域。我也想从这个角度传达我所看到的真实的全貌和它令人兴奋的美。

我还把这本书写给了我的同事，来自世界各地的同事，以及对科学充满热情的年轻人，他们渴望开始这段旅程。在相对论和量子物理的帮助下，我试图概述物理世界结构的一般轮廓，并试图整合上述两者。这本书不仅揭示了事实，而且还想清楚地表达一种观点，因为物理领域的抽象专业术语有时可能看不到更广泛的视角。科学由实验、假设、公式、计算和讨论组成，但这些只是工具，就像音乐家的乐器一样。就像音乐本身一样，科学中真正重要的是科学对世界的理解。要理解地球围绕太阳的重要性，不需要理解哥白尼复杂的计算；要理解地球上所有的生物都有共同祖先的重要性，也不需要理解达尔文件中复杂的论点。科学是以一种越来越开放的观点来解释世界。

我们正在探索世界的新图景。这本书是对当前研究进展的解释。一个仲夏夜，我和一个同事和朋友在岸边散步。他问我：那么，你认为事物的真正本质是什么？这本书是我对这个问题的回答。

注:以上摘自本书介绍。

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原作名：Reality Is Not What It Seems
作者：[意] 卡洛·罗韦利
译者：杨光
评分：9.1

这本书普及了量子引力研究的历史和演变。作者从古希腊自然哲学家德谟克利特开始，通过牛顿的理论世界，爱因斯坦的广义相对论和量子力学，以一种流行的方式解释了空间和时间的概念，直到空间的量子化。

作为一名理论物理学家，作者给我们带来了当前量子引力研究的实际报告，介绍了今天的物理学家如何理解宇宙的结构，并在量子引力研究中展示了世界图景。