1.生在現代的我們,幾乎是下意識地認為「時間在流逝,所以物體在動」,但從自然發展的順序來說,這個說法是顛倒的。我們是因為物體在動,所以才能認知到時間在流逝。
2.一般而言,為了能以定量來加以呈現,我們需要一個基準,因此便從無數運動中,選擇相對單純的運動—「週期運動」,並以1週期為基準,這就是時鐘的想法來源。古時利用太陽或是擺錘來測量時間,也是如此。
3.把地球當作運動基準並不可行,同樣地,我們沒辦法拿特定物體當成基準。所以最強而有力的選擇,就是空間本身。放一個東西到空間裡,以那個東西為基準,就能判斷是「正在移動」或「處於靜止狀態」。
4.很容易想像得到,10個物品任意分散各處,分散後的物品不會恰巧集中在某一處,因為物品隨機移動和集中一處的情況個數相比,產生分散狀態的情況個數根本是不同位數等級的多。
5.物質有一個「渾沌」的特性,由天氣學家愛德華.羅倫茲在1961首次發現的。他發現只要稍微改變特定時刻的氣候條件,之後天氣轉變根本無法預測。而且此時的天氣變化完全不具週期性,無法區別與隨機變化的差別。
6.不管是羅倫茲的模型,或是落葉或天體的例子也好,只要決定起始條件,之後的時間變化就完全取決於運動定律。儘管如此,這個運動複雜到無法和隨機運動區別。實際上跟隨機運動沒有差別。
7.人類首次成功測量光速是在一六七六年。丹麥天文學家奧勒.羅默觀察木星的衛星之一伊奧(Io)。從地球看來大約是42小時為週期繞到木星另一側(稱為「蝕」)。經詳細調查,發現這個週期有隨著地球季節而些微變動的不自然現象。這是光速有限的證據。
8.因時空裡的速度不變,所以當速度被分配到空間方向,這部分的速度造成時間方向的速度變慢。這是理解「時間的延遲」的一種方法,同時也表示以下含意:
空間方向的移動和時間方向的移動具有相同意義。
9.衛星軌道上飛行的人工衛星,比起因「高速移動」而產生的時間延遲,「位於高處」對時間行進的影響更大,結果便是在高處的時間流逝比在地上更快。
10.物體在沒有任何作用時,會以時空的最短路徑前進。
11.高斯定律:電荷與電場的關係法則
庫侖定律:兩電荷間的作用力,會和各自帶的電荷乘積成正比,和距離平方成反比
安培定律:電流的周圍會產磁場,大小和電流強度成正比
12.永久磁鐵產生的磁場,其實也是來自原子等級的極小電流。
13.在空間中傳遞的電磁波,會令收信者持有的儀器天線內的電子振動,在其中產生電流,再由儀器解讀電流中的資訊。視網膜也是相同原理,感光細胞裡的分子受到電場影響而搖動。
14.光是波,同時也是粒子的集合體;構成光的粒子動能,與將光視為波時的頻率成正比。
15.如果把電子認定為粒子,波耳的量子條件就令人費解,將會持續損失能量而墜落原子核。若將電子想成是波,就能理解波耳量子條件是波能穩定存在的標準條件。
16.一種比較詩意的說法:原子自身的存在,即是靜靜訴說電子為波之事。
17.將量子視為波比較能讓初學者理解。
18.讓量子場具備「不連續」特性的關鍵是以下假說:場令各種振動同時發生,所以量子是各種可能振動之「影響」處於互相干涉的狀態。
19.「僅允許作用函數最小的運動」是古典理論的絕對法則,所以運動只有一種形式。在量子的世界裡,這個規定變寬鬆了。
20.因為場的振動會隨著作用函數愈大而速度愈快。其結果是除了將作用函數極小化的運動之外,稍微改變運動的形式就會讓頻率劇變,和周圍的運動產生干涉而使影響消失。因此,實質上只有從作用的最小值到普朗克常數範圍內的運動才能留下。
21.這意味著普朗克常數使量子理論機率化,較古典理論來得寬鬆(所以只要將普朗克常數設為0,其結果就是古典理論)。
22.我們無法確定粒子本質上究竟處在什麼位置。不過在場的振幅較大的位置,粒子數的期望值較大,所以在此發現粒子的可能性較高。(可參考電子的雙狹縫實驗)
23.總和微小領域中發生的各類運動影響之後,結果產生了新的場。以直覺比喻,就像是沙子和水混合做泥團的感覺。造成我們無法看清原子核和電子(沙和水)的型態。雖然新的場的運動支配理論(泥團)的理論和最初的理論(沙和水)不同,但我們想達成的目的而言,新的理論比較方便。
24.加總某種等級以下的運動之影響,建構能納入這些自由度的更大等級的理論,這個過程稱為重整化。重整化建構出來的理論稱為「有效場論」。
7.人類首次成功測量光速是在一六七六年。丹麥天文學家奧勒.羅默觀察木星的衛星之一伊奧(Io)。從地球看來大約是42小時為週期繞到木星另一側(稱為「蝕」)。經詳細調查,發現這個週期有隨著地球季節而些微變動的不自然現象。這是光速有限的證據。
8.因時空裡的速度不變,所以當速度被分配到空間方向,這部分的速度造成時間方向的速度變慢。這是理解「時間的延遲」的一種方法,同時也表示以下含意:
空間方向的移動和時間方向的移動具有相同意義。
9.衛星軌道上飛行的人工衛星,比起因「高速移動」而產生的時間延遲,「位於高處」對時間行進的影響更大,結果便是在高處的時間流逝比在地上更快。
10.物體在沒有任何作用時,會以時空的最短路徑前進。
11.高斯定律:電荷與電場的關係法則
庫侖定律:兩電荷間的作用力,會和各自帶的電荷乘積成正比,和距離平方成反比
安培定律:電流的周圍會產磁場,大小和電流強度成正比
12.永久磁鐵產生的磁場,其實也是來自原子等級的極小電流。
13.在空間中傳遞的電磁波,會令收信者持有的儀器天線內的電子振動,在其中產生電流,再由儀器解讀電流中的資訊。視網膜也是相同原理,感光細胞裡的分子受到電場影響而搖動。
14.光是波,同時也是粒子的集合體;構成光的粒子動能,與將光視為波時的頻率成正比。
15.如果把電子認定為粒子,波耳的量子條件就令人費解,將會持續損失能量而墜落原子核。若將電子想成是波,就能理解波耳量子條件是波能穩定存在的標準條件。
16.一種比較詩意的說法:原子自身的存在,即是靜靜訴說電子為波之事。
17.將量子視為波比較能讓初學者理解。
18.讓量子場具備「不連續」特性的關鍵是以下假說:場令各種振動同時發生,所以量子是各種可能振動之「影響」處於互相干涉的狀態。
19.「僅允許作用函數最小的運動」是古典理論的絕對法則,所以運動只有一種形式。在量子的世界裡,這個規定變寬鬆了。
20.因為場的振動會隨著作用函數愈大而速度愈快。其結果是除了將作用函數極小化的運動之外,稍微改變運動的形式就會讓頻率劇變,和周圍的運動產生干涉而使影響消失。因此,實質上只有從作用的最小值到普朗克常數範圍內的運動才能留下。
21.這意味著普朗克常數使量子理論機率化,較古典理論來得寬鬆(所以只要將普朗克常數設為0,其結果就是古典理論)。
22.我們無法確定粒子本質上究竟處在什麼位置。不過在場的振幅較大的位置,粒子數的期望值較大,所以在此發現粒子的可能性較高。(可參考電子的雙狹縫實驗)
23.總和微小領域中發生的各類運動影響之後,結果產生了新的場。以直覺比喻,就像是沙子和水混合做泥團的感覺。造成我們無法看清原子核和電子(沙和水)的型態。雖然新的場的運動支配理論(泥團)的理論和最初的理論(沙和水)不同,但我們想達成的目的而言,新的理論比較方便。
24.加總某種等級以下的運動之影響,建構能納入這些自由度的更大等級的理論,這個過程稱為重整化。重整化建構出來的理論稱為「有效場論」。
心得
20200713
本書在圖書館架上,本有意借閱詩性的宇宙時發現的。時間作為宇宙的一個最基礎概念,故先借閱之。
作者是日本人,基本粒子物理學博士教授。與英國幽默風格,美式口語風格迴異,日本風格明顯,在幽默時較禮貌,而且試提問題也會馬上替讀者回答。以前看過日本人性格相當追求族群的和諧,像是同辦公室,同一節電車內就是一個(暫時)族群,你可以跟車廂內的人交談,但是講電話被視為相當無理的,怎麼可以不與現在族群融合,反而和外族群聊天呢?作者把讀者視為同一族群的思考方式來寫書,處處可以看到。感覺也有點像觀光導遊那樣。
回到本書,前兩章就給了我新的思維。一想到時間,我能接受時間不是絕對的,也自己想出時間與熵有關,但是在思考時間時,還是很容易產生牛頓式的絕對時間觀。常看到「大霹靂」是時間跟空間的開始,但是不懂那是什麼意思。作者用一個「時間暫停」10年的人做例子,假如真有一個人時間停10年,其他人正常,那腦細胞的電子活動也是停止,他根本也不存在思考,甚至打到他身上的光反射也會停止,那外界應該也會看不到他。所以他可以說停10年嗎?
或是整個宇宙完全停止所有粒子運動10年,那10年後1秒跟現在物質狀態完全一樣,沒有任何記錄留下來,這樣可以說是時間停止10年嗎?
作者的說明,時間的流動概念是因為物體的運動的關係,只是所有人的感官變成相反:物體的運動是由時間的流動產生的。
換句話說,現代人認為有個與物體存在無關的「時間」存在,物體的運動會隨著時間流逝而產生。要對時間產生新的正確的觀念,就必需放棄這種絕對時間的觀念。
其實這也印證我的時間與熵的看法,而且可以很好解釋。熵就是一種物質運動後,逐漸趨向的狀態,而且簡單以數學機率計算,四散與集中在某處,機率差了好幾個量級,難怪趨於亂,因為數學結果就是這樣。我長久的觀念在本書竟就找到了數學證明,哈!
作者明明是寫給大眾,不過第3章後感覺還是有一點點深,我的物理概念還是不夠強。
20200716
狹義與廣義相對論兩章,知道它試圖說明什麼,但是仍然不是很能領悟它的含意。時空是一個整體的觀念之前就有看過,但是到本書才算真正接觸到他的說明及數學原理,如果能再進一步瞭解就好的。重力與時間對我是一個新的觀念,原來相對論解釋內,兩者是一樣的東西。
20200718
重讀狹義與廣義兩章,已比較瞭解書中所講的含意。狹義提出光速不變原理,與整合時間與空間共同為四維空間。廣義包含狹義這兩項來解釋重力,確定慣性系與加速系,物體在沒有任何作用時,會以時空的最短路徑前進。且重力為時間的流逝。重力是物體相互吸引之力,不過本書內容我的理解,是因相互吸引而使得時空扭曲,不知是否正確?
抑或其實是因時空扭曲而相互吸引?有賴之後更新我的知識。
量子場論因之前就有比較接觸過,較好理解。
令廣義相對論不是最初理論而是有效場論的證據在它違背測不準原理;量子理論不是最初理論而是有效場論的證據在普朗克等級無法說明重力。
有力候選人弦論的超對稱版本 超弦理論,可能是量子重力理論,疑惑是10維空間的後六維有爭議。
不過相當難。用個比喻,各理論像是研究心臟細胞、骨骼肌細胞,目前也有實驗工具,而量子重力理論像是要瞭解DNA,但是我們沒有研究工具,一太細微,二無法從黑洞得知資訊回來。
最後,因為我們還不瞭解弦論,宇宙的本質是由不是時間、不是空間、也不是量子場的「什麼什麼」所構成的。哈!要真的瞭解時間是什麼,那就要真的瞭解宇宙了。不知此生有沒有機會。這樣來說,時間是什麼就由不同人的不同解釋也是可以的。哈哈
不過作者提出的資訊增加說我蠻能接受的。
總結本書,需花時間閱讀,讀完真的增加狹義廣義對時空的說明,與對量子場論的概念也有比較瞭解。雖然仍不知時間的本質,但我可以自己慢慢想自己的詮釋,作者的詮釋也是好的。對宇宙的有效理論有更廣的懂,代表更佳的認識自己處在哪。讀完本書相當值得。
20200716
狹義與廣義相對論兩章,知道它試圖說明什麼,但是仍然不是很能領悟它的含意。時空是一個整體的觀念之前就有看過,但是到本書才算真正接觸到他的說明及數學原理,如果能再進一步瞭解就好的。重力與時間對我是一個新的觀念,原來相對論解釋內,兩者是一樣的東西。
20200718
重讀狹義與廣義兩章,已比較瞭解書中所講的含意。狹義提出光速不變原理,與整合時間與空間共同為四維空間。廣義包含狹義這兩項來解釋重力,確定慣性系與加速系,物體在沒有任何作用時,會以時空的最短路徑前進。且重力為時間的流逝。重力是物體相互吸引之力,不過本書內容我的理解,是因相互吸引而使得時空扭曲,不知是否正確?
抑或其實是因時空扭曲而相互吸引?有賴之後更新我的知識。
量子場論因之前就有比較接觸過,較好理解。
令廣義相對論不是最初理論而是有效場論的證據在它違背測不準原理;量子理論不是最初理論而是有效場論的證據在普朗克等級無法說明重力。
有力候選人弦論的超對稱版本 超弦理論,可能是量子重力理論,疑惑是10維空間的後六維有爭議。
不過相當難。用個比喻,各理論像是研究心臟細胞、骨骼肌細胞,目前也有實驗工具,而量子重力理論像是要瞭解DNA,但是我們沒有研究工具,一太細微,二無法從黑洞得知資訊回來。
最後,因為我們還不瞭解弦論,宇宙的本質是由不是時間、不是空間、也不是量子場的「什麼什麼」所構成的。哈!要真的瞭解時間是什麼,那就要真的瞭解宇宙了。不知此生有沒有機會。這樣來說,時間是什麼就由不同人的不同解釋也是可以的。哈哈
不過作者提出的資訊增加說我蠻能接受的。
總結本書,需花時間閱讀,讀完真的增加狹義廣義對時空的說明,與對量子場論的概念也有比較瞭解。雖然仍不知時間的本質,但我可以自己慢慢想自己的詮釋,作者的詮釋也是好的。對宇宙的有效理論有更廣的懂,代表更佳的認識自己處在哪。讀完本書相當值得。
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