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什么?物理学的解决方法?这简直是浇灭人兴奋之火的一盆冷水嘛。我很理解这一点。每当我坐在飞机上,邻座的乘客问我做什么工作时,我都有两个备选答案。如果我当时想聊聊天,我就会回答“天文学”,这将开启一段有趣的对话[1];如果我当时不想聊天,我就会回答“物理学”,十有八九他们就会说“哦,这是我高中时学得最差的学科”,然后就不再搭理我,我的旅程便会清静万分。
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实际上,物理学也是我高中时最不喜欢的学科。我现在还对第一堂物理课记忆犹新——物理老师用单调而平淡的声音宣布:“本节课将学习有关密度的知识。密度,就是用质量除以体积。如果质量是这样,体积是这样,那么密度就是那样……”从那之后,我脑子里一片糊涂。并且,每当物理老师的实验失败,他就会将问题归咎于湿度,并说“今早还行的呢”。我的一些朋友并不知道为什么他的实验总是失败,直到有一天他发现,我淘气地在他的示波器[2]下面贴了一块磁铁……
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申请大学时,我决定抵制物理学和其他科技领域,去了斯德哥尔摩经济学院,主要研究环境问题。我想为地球尽一份力,让它成为一个更美丽的星球。我发现,最主要的问题并不在于缺乏有效的技术方案,而在于没有很好地利用它们。我还发现,影响人类行为的最好方法是触动他们的钱包。创造经济刺激,让个人利己主义与公共利益结盟——这个想法把我给迷住了。然而,呜呼哀哉,我的美梦破灭了。我得出一个结论:经济学大体上是在兜售智力。说出权贵想听的话,就会得到奖赏。不管政客想做什么,都能找到某个经济学家来支持其做法。美国的罗斯福总统想要扩大政府开支,于是听从于宏观经济学大师约翰·凯恩斯(Johan M.Keynes);而里根总统想要减少政府开支,于是转向反对政府过多干预经济的经济学大师米尔顿·弗里德曼(Milton Friedman)。
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某一天,我的同学约翰·奥德霍夫(Johan Oldhoff)给了我一本书,改变了我的人生。这本书叫《别闹了,费曼先生!》(Surely You’re Joking, Mr.Feynman!)k。我从来没见过理查德·费曼,但正是他改变了我的人生道路,从经济学转向了物理学。当然,那本书的主要内容并不是讲物理学,而更像是教你如何撬开门锁和挑选女朋友,但我在字里行间感受到,这个家伙真是爱死物理学了。我被迷住了。如果你在路上看见一个长相平平的男生挽着一个倾国倾城的女孩,你一定会认为背后有什么不可言说的秘密,你可能会假设,她一定看到了他身上隐藏的闪光点。这也是我对物理学的感觉。我十分好奇,费曼到底看到了物理学的什么闪光点,是我在高中时所忽略的?
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我很想解开这个谜题,所以我坐下来,开始读从老爸书柜里找到的《费曼物理学讲义》(The Feynman Lectures on Physics)第一卷。书上写道:“假如,因为某次大灾难,所有的科学知识都丢失了,只有一句话能传给下一代,那么怎样才能用最少的词汇来表达最多的信息?”
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哇哦!这个家伙和我的高中物理老师真的太不一样了!费曼继续写道:“我相信这句话应该是:万物都是由原子组成的——这种永恒运动着的小微粒,当它们分开时会相互吸引,而挤在一起时又相互排斥。”
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我瞬间被点亮了。就像中了魔咒一样,我废寝忘食地读啊,读啊,读啊。我觉得自己简直像经历了一场宗教式的洗礼。终于,犹如醍醐灌顶,坐地顿悟,我明白了自己一直以来忽略了什么,而这却是费曼早就意识到的:物理学是终极的智力冒险,是为理解宇宙最深层次的谜题而进行的探索。物理学并不是给有趣的事情泼冷水,相反,它让我们把周遭美丽且神秘的世界看得更加清楚。
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秋天,在骑车上班的路上,我看见树叶被染成了红色、橙色和金色,它们是如此美丽。然而,用物理学的眼睛来看这些树,还能揭示出更多的美!正如费曼所说的那样,“我越看得深,就越能瞥见更多的优雅”:在第2章,我们将看到,恒星才是树木的终极来源;而在第7章,我们将看到,研究树木的组成部分,将暗示着它们也存在于平行宇宙中。
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那时,我有一个女朋友,在瑞典皇家理工学院学物理,她的课本看起来比我的有趣多了。可惜我们的关系没能长久,但我对物理学的爱却延续了下来。在瑞典,大学都是免费的,所以我在没有告知斯德哥尔摩经济学院的情况下,同时也注册了她所在的大学。于是,我有了一个神秘的双重身份。我的“侦探”生涯终于正式开始了。而这本书,正是我迟到了25年的“侦探报告”。
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所以,究竟什么是实在?我在此设置了一个如此大胆的主题,并不是要自负地向你推销一个终极答案(在本书后面的章节,我们会一起探索那些迷人的可能性),而是要邀请你来参加一场探险之旅,并和你分享我对这些脑洞大开的神秘问题的兴奋和思考。我想,你会和我一样,得出结论:不管实在到底是什么,它绝对和我们从前所认为的大不一样,它是一个令人陶醉的谜题,深藏在我们的日常生活中。我相信,你会和我一样,用一个全新的视角来看待所有的日常问题,比如罚单和胃痛,更容易不被它们影响,并尽情地享受生活。
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当我第一次和我现在的编辑约翰·布罗克曼(John Brockman)讨论写作本书的想法时,他给我下了几道“军令”:“我不想要一本教材——我要你用心写的书。”所以,我就写出了一本有点儿像科学自传的书,不过它的主要内容是关于物理学,而不是我。当然,这本书肯定也不像你通常所读的那些科普书,那些书的作者一般都是从客观的角度来讲解物理学,主要反映科学共同体的主流观点,并为反对意见留出同样的空间。而我的这本书更像是我对实在的终极本质的个人探索。我非常希望你会喜欢我眼中的世界。在这本书里,我们将一起探索我认为最不可思议的事情,并尝试找到它们的意义。
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一开始,让我们一起来看看,最新的科学进展对讨论“什么是实在”的整个大环境有何改变。从极大的尺度(第1章~第5章)到极小的尺度(第6章和第7章),科学研究如何揭开了“实在”的面纱。在本书的第一部分,我们将追问“宇宙有多大”,为此,我们将在前所未有的大尺度上,探索宇宙的起源以及第一和第二层平行宇宙。在这里,你会发现一些暗藏的线索,暗示着宇宙从某种意义上来说是数学的。
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在第二部分,我们将进入亚原子的微观世界,马不停蹄地探索“万物由什么组成”。其间,你会发现新的线索,暗示着组成万物的原材料从某种意义来说也是数学的。
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在第三部分,我们将回头来看看这一切对真实世界的终极本质来说意味着什么。我们会讨论,不能理解人类意识并不代表不能完全理解外部物理实在。接下来,我们将踏上神秘的旅程——也就是我最激进和颇受争议的想法:实在的终极本质就是数学。这不仅会瓦解我们熟悉的概念,比如随机性和复杂性,甚至会让它们变成幻觉。于是,最终极的第四层平行宇宙应运而生。最后,在结语部分,我们将回到一切开始的地方,也就是我们栖身的宇宙。此时,我们将讨论,对宇宙中的生命、对人类以及对你我来说,这一切意味着什么?我们对未来有什么展望呢?一段迷人的旅程正在前方等着我们,让我们开始吧!
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扫码关注“湛庐教育”,回复“穿越平行宇宙”,观看泰格马克教授的演讲视频,与他一起穿越平行宇宙!同时,还可获取泰格马克教授为读者制作的阅读指南,快速厘清本书脉络。
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穿越平行宇宙
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◆我认为,关于真实世界的终极本质,物理学告诉我们的最重要的事情就是:不管它到底是什么,它都绝不是表面上看起来的那样。
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◆在第一部分,我们将把镜头拉远,探索极大尺度下的物理实在,从行星到恒星,再到星系和超星系团,以及我们的宇宙和两类可能的平行宇宙。
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◆在第二部分,我们将把镜头拉近,追寻极小尺度下的物理实在,从原子到更小更本的粒子,并讨论第三层平行宇宙。
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◆在第三部分,我们将研究奇异物理实在的终极本质,考察宇宙终极纯粹的数学性,尤其是第四层,也即最终极的一层平行宇宙中的数学结构。
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◆对不同的人来说,“实在”的内涵是不同的。我所说的“实在”是指我们所存在的这个外部物理世界具有的终极本质。我从小就对这个问题很着迷。这本书是一场追寻“实在”之本质的个人冒险。跟我一起来吧!
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