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全民阅读| 王平:从《三体》看BIGBANG

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2016-04-29 16:26
来源:九江视窗微信公众号

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(图片来源网络)

   [九江新媒体JJXMT.CN]4月23日是第21个世界读书日。世界科幻最高奖“雨果奖”获奖作者刘慈欣的一套科幻小说《三体》,再次将人类三个终极问题带到了我们眼前。“我是谁?”“我从哪里来?”“我到哪里去?”

 
  BIGBANG是啥,很多年轻人立刻联想到5个韩国帅哥组成的偶像团体。BIGBANG单词的本意——宇宙大爆炸。
 
  随着科技的发展,人类对宇宙从懵懂无知到逐渐认识:经历了上帝创世纪、盘古开天地的神话时代,到“地心说”,到“日心说”,再到“银河系”,再到整个宇宙……
 
  目前,科学界比较公认,并被部分证实的是“宇宙大爆炸”理论。
 
  一、一个质子能否膨胀成整个宇宙?
 
  我们知道,原子核中的质子,比原子小N倍。
 
  小说《三体》中描绘了为了锁死地球人的基础科学,三体人先行派出了2个光速超级“无间道”,2颗经过特殊加工的质子——智子。去干扰、破坏地球人的科技进程。
 
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(图片来源:网络)
 
  《三体》:“在更高维度上,粒子内部的复杂程度和结构数量急剧上升,我在下面的类比不准确,只是个形象的描述而已:七维视角的基本粒子,其复杂程度可能已经与三维空间中的三体星系相当;八维视角下,粒子是一个与银河系一样宏大浩渺的存在;当视角达到九维后,一个基本粒子内部结构的数量和复杂程度,已经相当于整个宇宙。至于更高的维度,我们的物理学家还无法探测,其复杂度我还想象不出来。”
 
  据小说《三体》的描述:一维视角下的质子,它就是原子核内的一个微观粒子,小的不能再小的一个点。但微观世界的质子,具有十一维结构,我们只能看到一维,即使是三体人也只能操控十一维结构中的九维。
 
  这仅仅是小说作者天马行空的想象吗?
 
  根据现代物理学90年代提出的M理论(多种超弦理论的综和),宇宙的确是11维的,由震动的平面构成的。在爱因斯坦那里,宇宙只是4维的(3维空间和1维时间),现代物理学则认为还有7维空间我们看不见。
 
  根据大爆炸理论,整个宇宙是由约5%的物质、约25%的暗物质、约70%的暗能量组成。我们目前能看见的只是那5%。暗物质,则有可能是由我们尚未知的,不同于原子、分子、中子、质子、电子、光子等所有已知物质微粒组成的。至于暗能量是啥东西,谁也不知道。
 
  二、宇宙是由原子大小的“奇点”爆炸而来?
 
  根据“大爆炸”宇宙论所追溯的宇宙演化的起点。
 
  不少学者证明在广义相对论的宇宙学中,“奇点”是不可避免的,均匀各向同性的宇宙是从“奇点”开始膨胀的。1970年,英国理论物理学家霍金等人提出“奇点定理”,证明当把广义相对论应用于宇宙学时,就必然会出现“奇点”,不仅大尺度宇宙会出现“奇点”,而且一个恒星的引力塌缩的最终结局也是“奇点”。
 
  根据宇宙红移理论(简单地说,当你用望远镜观测一个高速远离地球的天体时,它在光谱上发出红光,而根据哈勃望远镜的观察,宇宙中的所有星体都是在发红光,并在不断远离我们):宇宙中的所有星体都在远离我们,如果时间停止,并进行“倒带”,一直追溯到137亿年前,这时全部的星系、全部的物体都会聚到一点,一切事物的起点。这个点即所谓“奇点”。
 
  援引纪录片《与斯蒂芬•霍金进入宇宙》:
 
  “在BIGBANG之前,宇宙‘奇点’在完全的黑暗之中,因为光还不存在。奇点之外,空间也不存在。所以就不存在所谓的‘外面’,所有的空间就只有里面。这里只是一个致密的极热的能量团,不存在基本的时间、空间概念。
 
  (宇宙大爆炸)从比原子还小到一只橙的大小,只用了不到万亿分之一秒。宇宙就是这样永恒地无时无刻不在伸展、变大、变冷。”
 
  三、300亿年后宇宙又会归于“奇点”吗?
 
  根据“大爆炸”理论,300亿年后宇宙会归于“奇点”,这个是大概率事件。
 
  援引纪录片《与斯蒂芬•霍金进入宇宙》:与“大爆炸”相对应的,则是“大坍塌”。
 
  “好像是暗能量使空间膨胀,虽然还不知道其原理,唯一肯定的是宇宙的命运将取决于暗能量的行为,如果暗能量慢慢的减弱,而重力就会接手掌管。在大约200亿年左右的时间内,宇宙就会出现转折,所有东西都会被带回到他们来的地方,在奇怪的倒退式大爆炸中,空间本身会收缩,这个过程被称为‘大坍塌’。”
 
  “‘大坍塌’(The Big Crunch),最终如果这个理论是正确的话,在万有引力的作用下,300亿年后,所有的宇宙中的物质都会被一个黑洞吞噬,整个宇宙会收缩成一点,就像是大爆炸时的‘奇点’一样。”
 
  也有另外一种可能,霍金倾向于相信宇宙最终会朝着“大冷却”方向发展:
 
  “虽然只有很少的机会,但在暗能量的膨胀作用下,以至于所有东西会一直的向外飞散。整个宇宙会变的又冷又暗,所有东西都会相距得很远,连重力都会因此失效,我想大冷却(The Big Chill)会是最终的结局,而不是大坍塌。”
 
  当然,面对浩瀚宇宙,我们目前的认识也可能只属于海边拾贝。即使今天,科学界对于宇宙大爆炸的理论仍然有诸多争议。或许200年后,我们再来看“宇宙大爆炸”理论,就跟我们今天看百、千年前的“地心说”、“日心说”一样,存在着诸多谬误。但有一点可以确定,那就是随着科技的发展,我们遥望宇宙的视野必然将越来越深、越来越远。
 
  作家刘慈欣创作的三部曲科幻小说《三体》连续畅销多年,并被授予“雨果奖”、“星云奖”、“轨迹奖”,被视为中国的硬科幻代表。这套书籍更大的价值在于,他让我们再次把目光投向遥远的宇宙,激起了我们对于科学知识的无穷乐趣。
 
  用刘慈欣自己的话说:“不读书就等于一个人明明有机会买下几百层的迪拜塔,却偏偏要住在地下室,这多亏得慌”。
 
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