[意] 卡洛·罗韦利 / 湖南科学技术出版社 / 2019年06月01日
《时间的秩序》是由意大利物理学家卡洛·罗韦利撰写的一本关于时间本质的探讨之作。在这本书中,罗韦利用富有诗意的语言,引导我们反思时间这一古老而神秘的概念。他提出了诸多问题,如为何我们只能记住过去而非未来,时间“流逝”到底意味着什么,以及是我们存在于时间之内,还是时间存在于我们之中。通过对这些问题的深入剖析,罗韦利试图揭示时间背后隐藏的奥秘,并带领读者踏上一段探寻时间真相的奇妙旅程。这本书不仅挑战了我们对时间的传统认知,也为我们理解宇宙和生命提供了新的视角。
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第一章:时间的崩塌
1.1 时间的多样性
时间作为主观感受:我们对时间的感知受到情绪、环境和心理状态的影响。
时间作为物理现象:物理学中的时间用于描述事件发生的顺序和频率。
1.2 牛顿的绝对时间
绝对时间观念:牛顿认为存在一个绝对静止的时间,独立于任何观察者。
相对时间概念:相对论中的时间依赖于观察者的速度和质量分布。
1.3 时间箭头
热力学第二定律:熵增原理决定了时间的单向性,即从有序到无序。
宇宙学时间箭头:宇宙的膨胀(而非收缩)定义了时间的方向。
第二章:没有时间的世界
2.1 空间和时间量子化
普朗克尺度:时间和空间的最小可测量单位,超过这个尺度,现有的物理定律不再适用。
量子引力理论:试图结合量子力学和广义相对论的理论,提出时间的基本结构可能是分立的。
2.2 没有时间的物理
热力学的宇宙:在宇宙大爆炸之前,可能没有时间流动的概念。
无时间的实在:一些理论物理学者认为,真实的宇宙是一个没有时间参数的四维流形。
第三章:时间的来源
3.1 宇宙起源与时间原点
大爆炸理论:宇宙从一个极端热和密集的状态开始扩张,标志着时间的起点。
时间原点的奇点:在大爆炸的那一刻,时间和空间的概念变得模糊不清。
3.2 时间的本质
时间的度量:时间是用来计量变化的系统,其本质是事件之间的间隔。
时间的维度:时间是连接过去、现在和未来的连续体,是我们经验世界的基本维度之一。
第四章:时间的方向性
4.1 熵与时序
熵增原理:封闭系统中,熵总是增加的,这解释了为什么时间似乎总是向前推进。
时间对称性与CP违反:虽然基本的物理定律通常是时间对称的,但在某些过程中存在时间不对称性。
4.2 生物学与心理学的时间
生物钟:生物体内的生理机制似乎有自己的时间感和节奏。
心理时间:我们体验的时间长度受到注意力和记忆的影响。
第五章:时间的纠缠
5.1 相对论与同时性的消失
狭义相对论:不同观察者可能对同一事件的时间顺序有不同看法。
同时性的相对性:没有绝对的同时发生这一概念,不同参考系中的同时点是不同的。
5.2 因果关系与因果律
因果关系的方向性:因果关系本身似乎有方向,指向未来而不是过去。
量子力学的纠缠现象:两个粒子可以成为彼此状态的“镜像”,即时空分隔也无法打破这种联系。
第六章:超越时间的思考
6.1 时间旅行的可能性
封闭时间曲线:在某些理论中,粒子可以在时空曲线上回到它们自身的过去。
悖论与时间旅行:时间旅行的想法引发了各种悖论,如祖父悖论。
6.2 时间的终结和永恒
宇宙的热寂:当宇宙最终冷却并达到热平衡时,时间可能会停止流逝。
永恒的哲学思考:哲学家探讨了没有时间概念的存在状态,以及它们对我们理解世界的影响。