第一集 时空扭曲
什么是时间
所有重复进行的事情都可以看做时间,原子振动是最精准的重复,所以原子钟是最精准的时钟。时间不是恒定不变的,每个人都有自己的时间,与他人的时间不是同一个时间。
时空观
时间和空间是一个不可分割的整体,名为时空。空间轴的速度、时间轴的速度、光速三者呈勾股定理,光速是恒定不变的斜边,因此,当空间轴上的速度越快,时间轴上的速度就越慢,当空间轴上的速度等于光速时,时间轴的速度就等于零。速度越快,空间也会发生扭曲。
现在切片
把时空比作面包,那么现在切片就是面包的一个切面,而空间上的速度改变,切面的角度会发生改变,自己一个细微的角度改变,体现在整个时空上就会是巨大偏移,你的现在也许是我的过去,或者我的未来。过去、现在、未来这些概念只是人们的幻觉,其实无论什么时间都实实在在地存在于同一个时空内,这就是现实。
引力对时空的影响
引力可以拉扯时间,引力越强,时间越慢,因此理论上只要去黑洞附近转一圈再回来,就能明显感觉别人比你老了,这就是去未来的方法。而如果要到过去,理论上可以借助虫洞。
时间之箭
空间中人们可以朝前走也可以朝后走,时间上也没有什么物理定律规定时间必须朝前走,那为什么时间总是前进不能后退?解释之一就是热力学第二定律,熵只能从小到大,而不能反过来从大到小,也就是说,物理世界只能让物体从有序变为无序,反过来可以推出,宇宙最开始的状态必定是最有序的,也就是大爆炸,那么既然时间有起点,是不是也有终点?有理论认为,最终黑洞将吞噬一切,然后黑洞自己也会蒸发,剩下一堆随机的粒子漂浮在宇宙中。到那个时候,什么事情都不会发生,时间这个概念本身将会消失。
第二集 量子力学
量子跃迁
气体加热后散发出来的光穿过三棱镜,投射出来是一道道单独分开的有色光条。这与传统印象中连续的彩虹光谱完全背道而驰。原因在于量子跃迁,尼尔斯玻尔提出,电子围绕原子核运动有固定的轨道,而且只能在这几条轨道上运行,电子吸收能量之后,从里面的轨道直接跃迁到外面的轨道,在这个过程中,电子没有经过两条轨道中间的空间,而是瞬移,这个能量跃迁的瞬移过程会发出特定频率的光,因此就造成了单独分开的有色光条。
概率波
双缝干涉实验显示,电子通过双缝之后,会出现在原本完全意想不到的位置上,而这一特性只有波才会出现。可是电子是粒子,波是波,这两者怎么能同时成立?马克斯波恩提出概率波的概念,完美解释了电子这种特性,这就是波粒二象性。电子通过双缝后出现在哪里,完全是由概率决定的,这一特性已经得到实验的再三证实。
测量与观察
这是量子力学的核心,粒子在测量或者观察之前,它是以概率形式存在的,当人们去测量或者观察时,这个测量或者观察动作,会迫使粒子放弃原本可能存在的地方,而选择一个明确位置,也就是坍缩。
量子纠缠
爱因斯坦不相信不确定性,他认为上帝不掷骰子,世界是确定的,于是他想出了一个直击量子力学命门的问题:量子纠缠。因为信息传递的速度不可能超越光速,所以爱因斯坦认为量子纠缠是不可能发生的,看起来的纠缠态只不过是事先就决定好的,就如同一双手套,左右手早已确定,跟观察无关。但事实证明爱因斯坦错了,量子纠缠已经得到了实验的多次证明。
量子通信,量子传输,量子计算
量子纠缠效应的应用,可以传输人类吗?就像电脑上传文件一样,或者远程3D打印。信息可以构成一切。被传输过的人,还是原来那个人吗?这是个哲学问题。拥有量子位的量子计算机将指数级提升计算的能力。
其他可能性在哪里?
量子理论显示世界的根本是概率,我们只是身处其中一种可能性,也只能看到一种现实,那么其他可能性呢?
第三集 多重宇宙
多重宇宙还有争议,没有被证实。但有多个理论从侧面证明我们很可能处于多重宇宙当中的一个。
宇宙暴胀理论
我们都知道宇宙大爆炸,但是宇宙为什么爆炸?爆炸前是什么样的?亚兰古斯和戴自海计算出在宇宙爆炸之初,引力的作用方式与今天相反,那时的引力不是把东西往内吸引,而是往外推的排斥重力,造成宇宙暴胀,使得物质在眨眼间从分子大小暴胀到银河系那么大。如果暴胀理论属实,那么暴胀就会在宇宙微波背景辐射上留下如指纹般的印记,显示出明确的温度变化模式。2001年NASA宇宙探测卫星WMAP在宇宙探测到的宇宙微波背景辐射的温度变化印记与暴胀论推测的完全吻合,证实了暴胀理论。
多重宇宙观的诞生
两名俄罗斯科学家从暴胀理论的方程中发现,暴胀后不是所有地方都同时停止暴胀,既然如此,那么一定还有某些区域的太空还在暴胀,这样看来,大爆炸并不是一次性的,而是源源不断地发生,永不停歇。在我们的宇宙大爆炸之前,已经发生过无数次大爆炸,未来其他地方还会发生无数次爆炸,这样就会有源源不断的新宇宙诞生,形成无限扩张的多重宇宙。(瑞士面包🍞与静电的比喻真是太形象了。)但是,如果宇宙永恒暴胀的算式是唯一证明多重宇宙的方法,那还是有点单薄。所幸还有另外两个完全无关的理论也提供了强有力的佐证。
暗能量
宇宙中有各种天体,天体有引力,引力会把物体往里吸引,按理说宇宙应该被吸得越来越小,可实际上今天的宇宙仍在膨胀,那么就必定存在另外一种对抗引力的力——暗能量。根据量子力学计算,宇宙中的量子涨落会产生巨大的暗能量,但实际测量后发现,暗能量极极极极极极极微小,与计算值差距巨巨巨巨巨巨巨大,而唯一能解释这种现象的,就是有其他很多宇宙分享了暗能量,使得我们分到了恰到好处的暗能量,恰好适合我们生存,这就是多重宇宙的另一逻辑证明。
弦理论
弦理论拥有完美的算式,显示世界上的所有物质都是由细微的弦组成。但是弦理论的计算需要有多维空间作前提条件,而多维空间就指向了多重宇宙。想象100米开外的一根电线,在我们看来是一维,在蚂蚁看来是二维,在微生物看来就是三维。弦理论家们认为,在微观世界就存在这种环状细小的额外维度(弦)。这些弦的形状就决定了我们宇宙的基本特性。就好像乐器的不同空间形状会发出不同的声音,不同的DNA决定不同的长相,弦的形状可以说就是宇宙的DNA。弦理论家们计算出各种可能的弦的形状,数量庞大,有10的500次方之多。但就如同一个人只有一种DNA,一个宇宙也只有一种弦,那如何解释弦理论求出的如此大量的解?只能有一种解释,那就是可能存在10的500次方个宇宙,即多重宇宙。
三种不同领域的缜密理论都证明了多重宇宙,就如同三角形的三个角,而三角形是最稳定的结构,所以,即使没有证据,多重宇宙也是八九不离十了吧!
根据多重宇宙论,由于存在如此庞大的数量,按照概率,其中必定存在与今天世界相似甚至完全相同的世界(就好比掷骰子多次,总会掷出重复的一样)。也就是说,你我在另外一个或者多个宇宙,都有分身,有可能关联上吗?可以想象一下量子纠缠。
证明多重宇宙的方法
当两个宇宙出现交叠时,会在宇宙背景辐射上激起涟漪,而这个涟漪是可以被宇宙探测器探测到的。科学家认为这个涟漪可能在一百年内出现,就如同引力波在百年后的今天被测到一样。
第四集 空间漫游
空间
宇宙空间不是真的一无所有,空间可以被弯曲,可以扭曲,可以出现涟漪,说明空间里有很多东西。速度会造成空间的扭曲。
引力
引力的本质不是像牛顿描述的那样,而是由于质量大的物体扭曲了柔软的宇宙,使得周边的物体被迫绕着它运动。这个理论已被实验证实。
无中生有的量子
量子有涨落现象,因为它是概率,因此可以从虚无中出现,然后又消失。这个理论同样被实验证实。
希格斯场
粒子要结合必须有质量,质量从哪里来?空间中的能量使之产生质量。与空间互动越多,质量就越多。希格斯认为空间本身有固有的特性,是固有的,拿不掉。这就是希格斯场。粒子加速器正在试图寻找希格斯场的存在。
黑洞
我们今天的真实世界真的真实吗?它可能是遥远的二维表面的投影。整个宇宙甚至都可能是投影。为什么这么说?以前我们总认为,黑洞是质量最大,引力最大的天体,连光都逃不出去,那么如果有东西掉进黑洞,肯定永远也回不来了。但最近科学家又有了一项令人惊奇的发现,如果一样东西掉进了黑洞,他不会完全消失,这样东西所附带的信息似乎会被存储在黑洞的表面,这种存储方式与数据存储在电脑里一样,所以掉进黑洞的物体将出现两个版本,一个是掉进黑洞永远消失的三维版本,一个是显示在黑洞表面的二维版本,掉进黑洞的所有东西的信息能通过黑洞的外部完全表达。所以要想知道黑洞里面有什么,只要看黑洞表面就能完全掌握。理论上,既然黑洞表面是完整的信息,我们就能用这些信息重建掉进黑洞的物体。
全息影像
不仅是黑洞,我们整个宇宙的规则和黑洞是一样的,那么既然黑洞里的物体可以通过黑洞表面的信息加以描述,那么宇宙中所有的物体,无论是星球,我们自己,甚至是宇宙本身,也可能只是存储在据我们非常遥远的二维表面的信息的投影而已。也就是说,我们今天所感受到的所谓的真实世界,可能只是一种全息影像,我们感受到的三维空间可能只是一种幻觉,而真正的真实是遥远宇宙表面二维空间上的现实,我们只不过是电影中的人物而已。如果这个理论被证实,那么其震撼度绝不亚于牛顿和爱因斯坦带来的震撼。
当所有其他可能性都被否决后,剩下的那个可能性无论看起来有多不可思议,也是唯一的事实。——夏洛克福尔摩斯。
- [ ] 全息宇宙论 世界本质可能只是二维的
- [ ] 光速不变是由于时间和空间协同变化
日常中是低速缓慢运动所以时间和空间的可变性难以预见
- [ ] 牛顿的空间是孤立的不会影响物体 物体也不会影响空间
- [ ] 空间是可弯曲扭转的 重的物体使空间凹陷更大产生引力
- [ ] 暗物质使得宇宙加速膨胀 暗物质占宇宙七成
- [ ] 铯原子周期运动是世上最准确的钟一亿年误差一秒
- [ ] 爱因斯坦认为空间的流动会影响时间快慢
- [ ] 时间是不流动的 变化和流动的是事物 现在未来和过去都是已经存在的既定事实而事件的发生都是时间幻觉 因此时空旅行是可能的
- [ ] 量子纠缠 两个电子间有犹如幽灵般的纠缠 如两个转盘相互纠缠那么一个转红另一个必然转蓝 可能实现传送功能
- [ ] 量子跃迁加热情况下 电子会从高速小周期轨道跃迁到大周期低速
- [ ] 波粒二象性 波:双缝实验 类似水波通过顺丰形成一条条光 而非模糊的光晕
- [ ] 多元宇宙论
- [ ] 熵是混乱度的概念 熵增就是越来越混乱事务有朝着概率高也就是熵大的方向发展的趋势
- [ ] 引力可以使时间变慢 因此在强大引力的黑洞周围停留再回到地球便是几十年的未来
个人的碎碎念
人类在地球上生活了千万年,从使用工具,到认识世界,不断推动知识的边界。
而在宇宙,物理,数学方面,人类知道的事情还远远不够。
牛顿,爱因斯坦,波尔等一系列伟人在探索宇宙这一领域给我们以启发。
神秘的宇宙不再是宗教神迹,而是可以观察琢磨的物质。
但是,不论是在宏观还是微观的角度来看,我们的了解还远远不够。
或许,未来的发展还需要一个智慧超群的伟人。
这个伟人诞生了吗?
有生之年能遇到一个超凡的灵魂和绝妙的论证,那真是人生幸事。
只针对这个纪录片来说
首先,讲述的节奏是这个纪录片一开始吸引我的地方。所有的知识的变迁发展都是那么的自然,就像一道数学论证题,还没有任何“易得”的心塞时刻。
其次,补充上一点,就是完全没有数字,初中生水平都可以放心食用。
最后,没有试图掩盖“有些事我们还不知道”这样的事实。越到后面的章节,量子力学,弦论,暗物质,平行宇宙,这些Fancy的字眼越来越多。尽管这些理论还没有定论,没有被证实,亦没有被否定。但是,这个纪录片并没有去避讳。正视问题,仅仅记录,大概是纪录片最重要的特质了。
综上,这真是一部好片子。
是从《彗星来的那一夜》来的,因为太恐怖了,所以我要寻找科学的依据,一共四集,什么是空间,时间幻像,量子越迁,多元宇宙,现在就是觉得空间是可以扭曲的,时间不是唯一不变的,这些都在一个能解释这些科学的局域上相对保持所谓的不变,例如能有条件去黑洞周围绕一圈,再回到地球,那就相当于穿越到未来了,因为黑洞“质量很大”会导与在地球人们定义的一天24个小时的时间不一样,可能绕一圈几分钟回来就是50年过去了,穿越到过去才是我觉得最神奇的,就是不以时间看待这个世界,而已时刻,我们的过去现在未来都已经存在,只是看我们现在哪个“时空的截面上”我觉得这个太魔幻了,我不相信,如果相信这个,我就只能相信,宇宙爆炸那一刻所有东西都已经在爆炸那一瞬间全部定格,我们所有物质都是时间骗局下的全息影像。
接下来就到了我感兴趣的量子力学,2022年量子力学里面的最荒谬的一个理论“量子纠缠”被证实,在世界的两端放上两个相互纠缠的量子(电子跃迁需要能量,量子就是那个能量分割到最小最小单元的一小块),改变任意一边量子的属性,另外一边的一颗会马上随之改变,这与未来的“瞬间传送”带来可能性。最接地气的还是“薛定谔的猫理论了”,双缝干涉实验本是用来看“光”是啥东西的,最后得出了“波粒二象性”波是个啥东西,就比较玄幻了,也就衍生出了猫理论,上帝掷🎲,你观测它时,它就大概率在哪,因为粒子随时随地在不规则的运动,而我们万事万物都是由最微观的粒子构成的,为什么宏观世界我们只有一种存在状态呢,就转入了可能就在多个空间,也就是我们所不知道的空间里存在着不同行为状态的我们的可能性假说。(我称之为离谱的科幻,太幻了,但我疑惑的是粒子只有那一个粒子,一个粒子为啥会存在多个空间呢,那量子纠缠人家至少前提还是两个相互纠缠的量子啊!
最后来到平行世界假说啦,该假说基于一个大前提就是我们的宇宙一直在膨胀,且速度一直在加快,也就是说世界不只我们已知的这一个宇宙,只有存在其他宇宙才会有相应能量一直为这种加快的膨胀运动提供动力(这种能量被称为暗能量:暗物质的斥力,相对引力的一种力量)这种假说认为不停在发生膨胀爆炸(永恒爆炸),所以就会必然导致有重叠的,也就是会有很多不同的宇宙,也会有很多相同的类似我们现在所知的银河系宇宙,里面就会有相同的我们,so,这就是这么个所谓的平行世界。
总之,看完了之后,我想说,数学方程式是真牛逼啊,能推出那么多假说,其次想说,我管他有没有平行世界,或者到底有多少个我,我只想在我所感知到自己的空间里,宇宙里,好好过好自己的一生就行了,我也不会去打扰其他宇宙的我。
EP1:曲速飞行是真的【空间可折叠】EP2:穿越时空是真的【黑洞附近1分钟=地球上的10年】EP3:任意门是真的【人在纽约被拆解成量子,再在巴黎用相同的量子重建】EP4:虽然地球的我很丑,但是讲不定木星的我比丽芙泰勒还美~【多元宇宙】作为一个科普工作者,主持人深入浅出的类比功底值得二刷
科学最美好的地方在于,它基于证据,而不是基于信仰。
好。
浅显易懂
Great Age...
第一集中文字幕把dark energy翻译成了暗物质,这个明显翻译错了。暗能量和暗物质是两类不同的物理问题。第三集量子不错,第四集有点玄。
其实科学最终还是验证了佛学。
强大的纪录片,一口气看完,通俗易懂的语言讲述高深的物理课题,深入浅出,如果适当的多加点公式会更易懂,毕竟方程比语言更优美更具说服力。
作为科普,感觉相当浅显,但画面甚美……
多年前中学暑假的一天晚上,跟已经在读硕士的哥哥讨论宇宙,我说我觉得时间应该就像很多张照片叠在一起,每个时刻其实都是存在的。他说我是毫无根据,物理学的猜测是由复杂的数学计算结果引导的。我一直记得他这句话,但依然无法阻止我捧着时间简史幻想着度过了很多个夜晚
NOVA的东西都是精品&&用佛教等宗教观念来解释科学的都是2B
黑洞会吞噬物质的三维实体,但会留它的二维信息在黑洞表面,这样一来,我们宇宙里所有的物质很可能就是附着在黑洞表面的二维信息合体,类似全息投影。这个理论我暂时无法消化。
毁三观啊 毁时间观 毁世界观 毁宇宙观
高一时看完太过激动,每天跟同桌讲,结果双双滚出实验班😑
钱都花在特效上了吧XD……科学验证了佛学这种马后炮可以少放一点了好吗……
10颗星。 科学家和哲学家是这世界上最伟大的人类。
太牛逼了,请原谅我的词穷。某些智障的科技馆不如把各种小玩具都下架腾一间空屋子放四个大屏幕循环播放。
A-
视觉展示巧妙,把复杂的数学问题具体化形象化。Brian Greene是一位绝佳的科学普及者,讲述清晰简洁。美中不足是内容可继续加深,比如时空概念与过去未来的共存/宿命性就只触及了皮毛,留下很多疑惑。但最可贵的是影片始终遵循了严谨的科学观念,在复杂的真相面前绝不轻易用哲学或信仰敷衍了事。
科普宇宙奥秘的讲堂,视效展示极佳,浅显易懂,也没多深奥的东西,感觉很通识了(真要上量子力学or爱因斯坦方程就真的完全不懂啦),配合同作者布莱恩·格林的另一部《优雅的宇宙》来看,对当代宇宙学研究的最新方向,这两部科普纪录片里很普及了。9.1