Cosmic Queries – Single Electron Universe with Charles Liu
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整个宇宙可能由一个向前和向后穿越时间的单个电子组成吗？所有这些以及更多内容即将推出。欢迎来到 StarTalk。您在宇宙中的位置，科学和流行文化在这里碰撞。StarTalk 现在开始。

这是 StarTalk 特别版。我是您的主持人尼尔·德格拉斯·泰森。我身边有查克·奈斯。查克。嘿，嘿，嘿，嘿，尼尔。好吧，好吧。当然还有加里·奥赖利。嗨，尼尔。查尔斯，欢迎回到 StarTalk。一直很荣幸。非常感谢你。你就像完全融入这个家庭一样。完全融入这个家庭。我觉得自己像是在家一样。我很荣幸。非常感谢你。太棒了。那么让我们开始吧。我们为此征集了问题，我们得到了大约 140 个问题。

我们会，是的，我知道，对吧？所以那将是一个问题。这就是我们停止计数的地方。每 12 秒就是一个问题。所以查尔斯，准备好你的声音模式，但我们不想失去深度和细微差别。查尔斯和我对我们的一般科学专业知识有非凡的重叠，但查尔斯超越了这一点。

以至于在宇宙探秘中参与独特的方式。你也会以另一种方式延伸。你是什么意思？没有其他方式。有很多方法可以扩展宇宙。加里，你有什么？让我们从……

来自匈牙利的法比奥拉·霍瓦斯开始。她确实提到了她的家乡，但我不会试图篡改这种语言。好的，把它交给查克，让他来篡改它。是的，好吧。有一个 S，有一个 Z，有一个 E，有一个 K，有一个 E，有一个 S，一个 F，E，H，E，V，R，V，A，R，还有很多小勾号。是的，勾号在匈牙利语中起着至关重要的作用。顺便说一句，这是一门多么奇妙的语言啊。它是马扎尔语，其

起源与拉丁语系语言等完全不同。我们知道这一点。顺便说一句，如果你想在有人在匈牙利语中打喷嚏后说“保重”，这是我唯一能发音的匈牙利语单词。它是 egeszegere。

太多了。不，五个音节。就像祝你身体健康一样。是的，我们只是说“保重”。而且，你知道，但这听起来像是打喷嚏本身。

这听起来像你打了个喷嚏，然后我又打了个喷嚏。听起来就是这样。是的，你必须小心，因为如果你发音错误，你不会说“祝你身体健康”，而是会侮辱该人的身体部位。当你说 ega shagare 时，那样，你做得很好。但你必须小心，因为如果你做错了，有人会打你。如果你说错了，你到底在说什么？你是在评论他们的臀部。

嗯，有时这可能是一件好事。你知道我的意思吗？我的意思是，有时，你知道，评论某人的臀部是非常积极的。下周在《科学巴别塔》中，我们将前往其他国家，学习如何侮辱当地人。

法比奥拉，我们将回答你的问题，因为我认为这是一个很好的问题。宇宙中的每一个电子都是同一个电子吗？

请解释一下这个理论。即使不正确，也要非常感谢。查尔斯，理查德·戈特曾经在普林斯顿大学向我解释过这个。这让我大吃一惊。我们必须告诉你这一点，因为提出这个想法的人是科学领域另一位普林斯顿大学的伟人，约翰·惠勒。约翰·惠勒？是的，故事是约翰·惠勒在加州理工学院告诉迪克·费曼的，另一位巨人。

顺便说一句，其他人称他为理查德·费曼，是的，哦，是的，对不起，对不起，对不起

就像艾萨克·牛顿一样。我叫他艾克。对。理查德·费曼在他的作品中讲述了这个故事。当然，他写了很多关于物理学的东西，关于他和约翰·惠勒关于单电子宇宙的谈话。但我需要你来说，因为理查德得到了……不，不，不。理查德得到了最伟大的……

同样，非常有趣的物理学家，甚至可以说是天体物理学家。好的，来吧。我会尝试一下，然后你补充一下缺失的部分。好的。所以我们肯定知道的是，我们测量过的每一个电子都完全相同。相同。没有一个电子的属性不是其他电子精确代表的。

所以我们必须问，这是否需要解释，我们可能会问？或者我们只是允许宇宙中存在所有这些以任何方式制造的并且完全相同的电子？所以问题是，也许它们看起来相同是因为它们是同一个电子。那怎么运作呢？是的。是的。

请。是的。如何？对。现在我们进入正题了。是的。因为现在，你听起来像每个描述黑人离开某个地方的人。他们都一样。我只是说说而已。我认为是他。所以反物质，如果我的记忆没错的话，是由恩里科·费米预测的，几年后，它就被发现了。

我们发现了电子的反物质粒子，我们称之为正电子。好的。这很奇怪，因为所有属性都像普通粒子的反面一样。有什么方法可以理解这一点吗？事实证明，在某些情况下，人们可以将反物质解释为普通物质向后穿越时间。

哇，哇。好的，它解决了一些关于反物质的方程。因此，如果您允许这样做，那么您可以问这个问题，如果一个电子向前穿越时间，然后反向穿越时间，并且它一直这样做，那么无论您在什么时间，您都会看到这个电子向前和向后移动的记录。

在您进行观察的那一刻。不，不。你必须把我从……你做到了。在这里救我。我有点模糊的地方是，我们看到的一些电子实际上是向后穿越时间的电子，我们碰巧在我们测量它们的那一刻捕捉到它们，认为它们是向前穿越时间的普通电子吗？可能不是。

在这一点上，我们说可能不是的原因是，除了我们无法通过实验证明这一点之外。等等，先不要反驳它。只要给我完整的解释，解释每个电子都相同的理由，然后我们之后再反驳它。对。好吧……

这与相对论有关，对吧？因为你向前和向后穿越时间，能够在狭义相对论中思考粒子的世界线。现在，如果您想象事情会一直过去、现在、过去、现在，来回、来回、来回，但您几乎无限次地这样做，那么每次您测量电子时，它都是同一个电子，只是在不同的时间点。它是其世界线中的不同部分。哦，好的。

所以它总是向前和向后穿越时间，对吧？好的，但是等等。所以我的实验中有一个电子，但现在我向窗外看，我看到一棵树。那棵树里也有电子。所以树里的电子和我的实验中的电子是同一个电子，只是在不同的世界线上，在我的现在以不同的位置交叉。是的。说得妙极了。哦。

这听起来很疯狂。我必须说实话。这听起来很疯狂。好的。好吧，许多最初被提议时听起来很疯狂的事情最终确实很疯狂。没那么疯狂。不过，很多东西都有真理的颗粒，从中……

现实可以由此进一步解释。你让我相信直到电子在不同的世界线上以不同的位置同时向前和向后穿越时间。是的。因为，等等，等等，因为查克，世界线的重点是时间只是一个坐标。这是你的。等等，等等，等等，等等。好的，继续。时间只是一个坐标。对。所以两条世界线可以存在于同一时间，但不能存在于同一地点。

这就是为什么你可以过马路而不会被卡车撞到的原因。在这种情况下，你们在同一地点，但在不同的时间。

好的？好的。只有当世界线实际相交时，你们才在同一时间同一地点。所以所有这些其他的世界线，在无数次穿过我们宇宙的过程中，都有一条不同的世界线。所以我们的宇宙将是一个单电子的结构，不是无限的，你可能可以对它们进行编号，但数量非常多。好的。那么这些世界线是否会在任何时间相交？

好吧，我们可以把两个电子撞在一起。好的，那么这怎么是同一个电子呢？砰！好极了！太棒了！这就是我说的。这太疯狂了。查尔斯，帮我摆脱困境。这是因为你正在向前和向后穿越时间。

如果惠勒在这个假设中是正确的，因为你正在向前和向后移动，你实际上是在将一个向前移动的电子与一个向后移动的电子碰撞，从而产生湮灭反物质，基本上是一种正电子爆炸之类的东西。所以电子，如果一个电子撞击另一个电子，它们实际上并没有像我们想象的那样两个岩石相互碰撞，而是它们的波函数以特定的方式相互作用。所以你看，这是一个不完美的假设

假设或模型。这是真的。但你用量子物理学来摆脱困境。并且认为时间是可以向前和向后移动的维度，是狭义相对论和量子物理学、电动力学的融合。它是否具有不同参考点的相同电子？是这样的吗？

你可以这样想。好的。这不是错误的思考方式。好的。好吧。好的。但是重点是，查尔斯，将这个想法推向极限是无法

验证的，反物质是普通物质向后穿越时间的观点确实有道理。是的。它有如此多的优点，以至于理查德·费曼最终将其纳入他对粒子和整个量子电动力学的思考方式中。他的思考方式就是思考方式。目前就是这样，没错。这不仅仅是，哦，他有这种方式，而有人有他们的方式。我们不是白叫它们费曼图的。所以如果我想了解更多关于这个的信息，因为我现在头疼，

一旦过去，我想了解更多关于它的信息。我该去哪里？理查德·戈特博士。

我的意思是，他会告诉我所有我需要知道的事情吗？不要对这位先生说得太多，但尼尔，你是否同意理查德·戈特可能是长时间以来最有趣的人？如果你有很多时间坐下来听。我已经考虑过了。所以我对自己说，如果我在某种……

西班牙宗教裁判所的监狱里被绑在墙上。而这个人多年来一直在我身边，仅仅因为我是那里的囚犯，我会选择谁？我会选择理查德·戈特。

是的。这是一个有趣的想法。他们说，你想和谁一起待在战壕里？不会是理查德·戈特，因为我会太分心去听他的故事了。我们会受到惊吓。我会说，嘿，来听听这个。在你射杀我之前，来听听这个故事。如果我有一些时间坐下来听某人谈论很酷的事情并解释奇怪的想法……

以一种真正易于理解和有趣的方式。理查德·戈特绝对是其中之一。这就是我的其中一本名为《欢迎来到宇宙》的书的原因之一。哦，没错。它基本上是一本教科书，旨在供您阅读，而不是在课堂上使用。

E.I. 和迈克尔·施特劳斯。是的，另一个美好的时光。入门天体物理学。我们每个人都拥有这本书内容的三分之一。你将看到他对宇宙学的贡献以及为什么它如此奇怪、古怪和有趣。所以当我还是校长的时候我就认识他了，我们是合著者。是的，他们很棒。好吧，我和乔尔·戈特相处了很长时间。

我发现，我和乔尔·戈特相处的时间越长，一切就变得越有趣。对于那些不知道的人来说，这是一种葡萄酒。是的，对于那些不知道的人来说，乔尔·戈特是一种葡萄酒。它是一种加利福尼亚葡萄酒。是的，它是。此外，理查德·戈特还有一本名为《爱因斯坦宇宙中的时间旅行》的书，其中介绍了您可以使用相对论的所有方法。

不仅参与向前，还参与向后时间旅行。所以……我模糊地记得他有一次举起一个玻璃模型。哦，那不一样。是的。那是一个创造自身的宇宙，它消除了对起源事件的需求。哇。所以它看起来像一个赋格号角或类似的东西。是的。

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您好，我是维姬·布鲁克·艾伦，我在 Patreon 上支持 StarTalk。这是尼尔·德格拉斯·泰森主持的 StarTalk。让我们进入下一个问题。这可不是一个快速的回答。现在只剩下 139 个问题了。

好的，让我们继续。这是来自杰伊·斯瓦米的问题，他说，你好，泰森博士、奈斯博士和加里。来自加利福尼亚州圣何塞的杰伊·斯瓦米在这里。嘿，泰森博士，你总是说我们是现在的囚徒，从遥不可及的过去到不可知的未来，永远处于过渡之中。这句话经常引起我的共鸣。时间本身是多维的吗？在我们体验到的单一时间箭头之外，是否还有更高维度的存在？

这个概念让我困惑，但对时间可能不是一维的可能性感到好奇。是否可能存在多个时间维度？我们只是在访问对我们来说可用的一个维度。根据目前的科学理解，这有可能吗？不。

所以我有一个逃避现实的答案。哦，不妙。我没有看到任何阻止时间存在于我们体验到的单一维度之外的东西。我只是不明白那意味着什么。对。

因为当我们想到 X、Y 和 Z 这样的坐标时，你可以同时在一个、两个或所有三个坐标中移动，对吧？这在网格中移动，你知道，在笛卡尔网格中。如果我有一个时间网格，这意味着我可以这样移动时间，但不能那样移动。这会让我脱离我的，我不知道。我不知道那意味着什么。这如何与单电子向前和向后移动交织在一起？

你不需要多个时间维度来使单电子理论成立。但你可以。它是否会交织在一起？好吧，时间是一个有趣的维度，对吧？如果你看看广义相对论如何展示时间，它就是一个维度，就像长度、宽度和高度一样。但相对论的结构……

度量中的时间元素是负的，而其他元素是正的。好的，你说的意思是时间没有被处理……是的，它是一个维度，但它没有被同等对待。对。在 X、Y 和 Z 为正号的地方有一个负号。没错。所以我认为，杰伊，你的问题可能最容易……

在紧致维度的概念中被思考。现在很多时候我们都在考虑弦理论或其他关于时空的思考方式，也许长度、宽度和高度本身就具有

与之相关的维度，每个维度都比普朗克长度或可检测长度小得多，但它们彼此嵌套在一起，对吧？我认为尼尔用过……有没有办法展开它们？可能。它们可以被展开吗？好吧，现在我们不能，对吧？但是举个例子，我听说尼尔以前用过这个例子，对吧？如果你走到阿拉斯加输油管道旁边，

那么它看起来有长度、宽度和高度。但是如果你开车行驶 10 英里，那么它看起来就像一条线。其他维度在那里，但除非我们非常近距离地放大，否则我们看不到它们。

所以想象一下，如果你正在观察时间维度或试图弄清楚在时间中移动的东西，但你能够专注于如此精细的时间程度，以至于你实际上可以看到其他时间卷曲在那里。然后你将拥有这个额外丰富的维度。它可能不会影响我们宇宙中我们眼睛的尺度和时间尺度上的因果关系，但它仍然是另一个时间维度。

但那意味着什么？我不知道。看，你知道，你关于我们是现在囚徒的那句话非常正确。但我更喜欢以不同的方式来思考它。相同的概念，但态度不同，正如经典电影《功夫熊猫》中的大师乌龟所表达的那样，我将改述为：昨天是历史。

明天是一个谜。

但今天是一份礼物，这就是为什么它被称为现在的原因。哦，好的。我必须告诉你，对于一部皮克斯电影来说，这很深刻。实际上它不是皮克斯制作的。哦，我不知道是谁制作的。这是一部动画电影，是的。但这是同一个想法，对吧？我们体验现在的时刻仅仅是因为时间的结构方式。所以等等，是否存在一个维度……

更高维度的时间不被体验为现在、过去或未来。也许它只是被体验到。所以它就是这样。在那一点上，你能够看到时间线上的任何地方。所以你不再是囚徒了。是的，这是库尔特·冯内古特的《第五号屠宰场》中的主题。

主人公在他的后院，被外星人抬了起来，我一直希望在我晚上去任何人的后院抬头看的时候发生在我身上。对。我想被外星人绑架。是的，但是不，不，我的意思是。我知道那，你知道那会导致什么。是的，我们不想，你知道下一步。那是下一步。

太不幸了。减去肛门探测。好的。好的。好的。好的。好的。好的。如果我们预先同意，没有肛门探测。好的。这是另一个需要探索的维度。但无论如何，所以他被置于这种超级监狱中。

但它配备了他喜欢和关心的一切。他可以看到他从出生到死亡的整个时间线。他可以访问时间线上的任何点。所以它探索……

我们的词汇量是多么有限。因为你可以说，你什么时候出生的？他的回答变成了，我一直都在出生。我出生了。是的。我出生了。我一直都在死去。你什么时候？我一直都在那里。我一直都在，对。所以他可以重新进入时间线并重新体验它，而对死去的记忆非常有限。

以前去过那里。那只是他们需要的故事情节。但重点是，这是我第一次遇到时间作为一个维度，你可以像走进房间一样随意进入时间线的任何一点，你可以随意访问房间的高度、宽度或深度的任何一点。所以如果你可以用时间做到这一点，我的意思是，这是一个相当……你需要一个更高的维度来退出并重新进入。所以想象一下从……这是你的时间维度线，你从这里向上看，有点像你离阿拉斯加输油管道很远。然后你可以看到它。现在，管道在那里，它一直存在，因为那是时间维度。但想象一下，管道里的石油……

才开始流动，还没有充满管道更远的部分。那是未来，维度还没有完全充满。这或许可以解释因果关系。而在《第五号屠宰场》的想法中，一切都已经充满了。你只是不知道。一旦你走近，你就能看到它，你就能重新插入自己。所以你说的这个完整可见的整个时间线的变体是你对所有已经发生的事情的完整视图。是的。

所以你正在你的时间线上向前移动，在前进的过程中创造未来。正确。因此，未来不仅是一个谜，而且是不确定的。是的。没错。有趣。我认为我们刚刚回答了下一个问题。哦，好的。但是，让我读一下，看看这是否属实。来自澳大利亚的贾里德的问候。贾里德在澳大利亚。

然后他以这种方式警告说，有向下吗？地球中心有一个支撑点，但已经消失了。所以我的问题是关于时间的错觉。我经常想知道时间是不是一个方向，而是一个记录一切状态的分类账或书。如果什么都不变，时间就不会流逝。如果你能重新排列物体或粒子，你就可以回到时间的任何状态或时刻，无论是过去还是未来。

时间是否不会加速或减速，只是一个书，而是物体的变化速率根据重力和速度而变化？谢谢，星际领主们，我认为这适用于你们三位。当然，星际领主们，这绝对是排名上升。你已经回答了这个问题了吗？不，不。所以，查尔斯，我喜欢这个问题，因为它是在问……

它首先承认。是的。也许如果什么都不变，时间就不是不存在。没有时间测量。是的。是的。对吧？所以如果整个宇宙是静态的，我带进来一个有周期性的时钟，我可以测量时间的流逝，即使它对宇宙中的任何其他东西都不重要，只对时钟本身重要。对时钟。就是这样。是的。对。如果你有结构在那里，不管它做什么，对吧？这是真的。不……

从物理学的角度来看，而是从人类经验的角度来看。有很多这样的人

宇宙探秘——查尔斯·刘的单电子宇宙 尼尔·德格拉斯·泰森和共同主持人查克·奈斯和加里·奥赖利与天体物理学家查尔斯·刘一起回答关于时间的多分量性、量子色动力学、胶子、快子等等的五花八门的提问。注意：StarTalk+赞助者可以收听完整无广告的剧集。感谢本周给予我们支持的赞助者Jason Byttow、Keith Bale、Daniel Levin、Multimedia Kart、Renata、CESAR FRADIQUE、Ginger Towers、handzman、Lisa Kohler和21Pandas_。</context> <raw_text>0 建议时间是一种资源，对吧？我们人类一天只有有限的小时数。我们如何最有效地利用这些时间？时间就是金钱。是的，诸如此类的事情，对吧？所以从这个意义上说，思考时间的方式有很多种。然后，时间是幻觉的想法是，如果人类发明或思考的一切与实际的时空物理学相比都是幻觉，那么时间

你可以说的是，你在空间中移动得越快，你在时间中移动得可能就越慢。你对时间的体验，时间就在那里，而你对时间的体验取决于你在空间中的速度。所以在这种情况下，时间就像一个湖泊，我们都在其中游泳。对。你想一次喝多少？你是用吸管啜饮还是试图从消防水龙头上痛饮？对。

哇，你变得如此……该死。该死。变得如此诗意。我曾经尝试过从消防水龙头上痛饮。很有趣。很难。是的，很难。会把你的头撞掉。我要告诉你，作为一个黑人，这是我从未有过的问题。

不，这是你不会尝试的事情。没错。它有不好的氛围。这就是我所说的没有问题的意思。我从未好奇过。嗯，是的，没错。公平地说，它不是针对我的。它是侧向的。哦，好吧，酷。仍然。仍然。我不会把我的头伸到消防水龙头前。那没有不好的氛围。所以让我做两个事实陈述，我认为。在一个什么也没有发生的世界里，

是周期性的。无法测量时间。你只能从你自己的角度来计算事件的顺序。所以你可以有之前和之后，但你无法测量它们之间发生的事情。你可以计算熵。

如果你知道宇宙的总熵是多少。熵钟。是的。作为宇宙混乱程度的函数。如果你相信时间的历史时代是从低熵到高熵。高熵。这不是一种信念。它就是如此。是的，我们有这样的时钟。它是通过气候变化计算世界末日的倒计时。查克，进展如何？很快。看起来不太好。

好的，我们这里还有更多。加里，你有什么？好吧，让我们看看艾萨克·金西。你好，泰森博士、刘博士和奈斯先生。我叫艾萨克，来自印第安纳波利斯。我的问题是关于量子波场的。好的。是否可以探测不与引力或电磁波场相互作用的量子粒子或量子波场？由你决定。我们开始吧。查尔斯，你刚写了一本书。

关于量子的。对于这个问题来说，这是一个恰逢其时的提问。你为什么不及时观看这本书来回答这个问题呢？你付给艾萨克多少钱让他在这个非常恰当的时刻提出这个问题？嗯，你知道，我能够从远处观察时间线，并看到这种情况正在发生，所以我把自己插入了时间。只是为了提醒你

提醒我们的听众，你是这个系列中几本书的作者，比如解释性书籍，非常易于理解，非常容易阅读，如果我没记错的话。这本书的标题是什么？这本书叫做《方便的量子物理学解答书》。哦。

哦，方便的量子物理学。以前从未有人说过。你知道，我也喜欢你之前的另一本书，《方便的心脏外科医生手册》。不，不，这个系列的第一本书是我写的《方便的天文学解答书》。然后第二本是《方便的物理学解答书》。

而这本书则专注于量子物理学，因为在物理学书籍中，我们只能粗略地了解任何特定领域的表面。但量子物理学本身非常有趣。现在，每个人都应该知道，我不做研究

关于量子物理学本身，尽管我一直都在我的所有科学中使用它。我想，为了我自己和任何其他人，能够解释量子物理学的基本思想，这感觉如此神秘和未知，但实际上它每天都围绕在我们身边。所以这不是试图

破译量子物理学最深奥的谜团，而是谈论它有多酷，我们已经知道什么，以及我们仍在思考什么。是的，在我们的领域，我们接受过量子物理学的正式培训，因为它会出现，并且是你必须处理的必要事情。但我们不会把我们的生活都花在

质疑它的哲学基础上。它有效吗？告诉我。你们有多少人说过？对。但它很有趣，对吧？正如我们在本集中提出的许多问题一样，这在很大程度上与我们的想象力和问题密切相关。因此，谈论提供量子物理学正常性的框架使我们有机会更深入地思考异常现象，我们不妨这么说。

量子物理学的。所以是的，它很有趣。这是一本很棒的书。我很享受写作的过程。好的，那么那个问题呢？你能测量波场而不与电磁能或引力相互作用吗？是的，我们已经做到了。存在一种叫做强核力的力场，它既不是引力也不是电磁力。其中的粒子是胶子。它们是无质量的粒子。

它们的一种电荷被称为色荷。

它们是玻色子，不直接与电磁场或引力场相互作用。它有自己的场。它是强核场，或者量子色动力学是讨论其理论的一种半正式的方式。所以答案是肯定的，好问题。是的，

关于胶子有很多很酷的工作正在进行。为什么色场中也有“色”（chromo）这个词？我的意思是，其中也有“色”（chromo）。那么为什么是色场呢？因为物理学家是种族主义者。他们只是……

嗯，颜色是红色、绿色和蓝色。黄色粒子、红色粒子、黑色粒子。现在，我们想作为物理学家表达存在类似电荷的东西，但想确保没有人将其与正负电荷混淆。明白了。这种电荷，色荷，对，是三种，对，红色、绿色和蓝色，巧合的是，RGB。是的，所以有八种不同的

类型的胶子。你可能会认为它们是九种，因为三乘三等于九，但事实证明其中一种与另一种是简并的。所以，是的，在这里插入你自己的笑话。物理简并等等，对吧？嘿，小胶子！所以，正如我所说的量子色动力学，为了将其与量子电动力学区分开来，这是一个整洁的领域。它

只包含在亚原子粒子内的这个小小的环境中。但它非常重要，例如，我们知道，如果你把构成质子的夸克的质量加起来，你会得到远小于质子质量100%的结果。所以其余的质量都是以胶子将质子结合在一起的能量的形式存在的。

而μ子是无质量的，所以你测量的质量是由它们的能量含量贡献的。E=mc²的转换。而且很可能，尽管这还没有通过实验的方式得到证实，但

胶子和夸克可能在电子中来回移动，改变它们的存在和状态。这几乎就像存在价夸克，然后存在动态夸克，我不记得确切的名称，它们来回滑动并变成胶子和非胶子以及夸克和反夸克。

质子，尽管它很稳定，尽管它是所有物质的基础，我们理解它，但它仍然很可能是一个动态而迷人的物体。这种量子色动力学以及这种既不与引力场也不与电磁场相互作用的相互作用，正是产生这种迷人物理学的原因。好吧，让我退一步。该死。哇，那真是……你刚刚超出了他的清单。

是的。如果你找到一些可以与量子波场相互作用的东西，好的。但是如果你减去我们已知的四种力，好的，强力、弱力、电磁力和引力，那么波函数会完全不受干扰吗？暗物质、暗能量会使波函数坍缩吗？还是对它免疫？我们知道吗？

我认为我们还不知道。如你所知，尼尔，暗物质是最

不寻常的想法之一，它已被实验证实，但没有理论解释。这就是我问这个问题的原因。是否存在波函数可以逃避的东西，我想？我认为这个问题的真正含义就是这样。是的。目前，我们不知道。它可能是一种暗物质粒子，但请记住，暗物质与引力场相互作用。这就是我们知道它存在的原因。对。所以，好的。所以，

再说一遍，因为我真的很想理解这一点。对。暗物质已被观测到。我们知道它存在。好的，对。我们知道它存在。你是在说我们看到了它的影响。我们看到了它的影响。查克，你在那一刻比查尔斯暗示的更正确。好吗？所以，我们并没有测量暗物质。

我们测量的是一个我们不知道其来源的引力源。好的。我们称这个引力源为暗物质。但说我们已经测量了暗物质，这意味着存在一种叫做物质的东西，我们已经测量了它。我们没有测量任何这样的东西。对。我们只测量了引力。无论暗物质是什么，它都有引力。这就是为什么我们可以说它与我们引力相互作用。

哇。但它不与我们电磁相互作用。它可能直接穿过我们。对，对。我们体内的分子是由电磁力结合在一起的。无论暗物质中发生了什么，都没有这样的对应物。我们所做的是一次又一次地试图假设粒子的存在，这些粒子可以像我们观察到的那样表现，但没有实验能够探测到任何这样的粒子。

我们不知道的事情。那是……把它列入清单。那是……天哪，这是一个令人兴奋的前沿，想想看。这很整洁。真的，真的很酷。是的。

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好吧，让我们再提出一个问题。让我们暂时离开量子一会儿。大卫·克林贝伊尔。你好，刘博士、泰森博士和奈斯先生。戴夫在俄亥俄州帕尔默高地。我现在能想到的只有帕尔默汉姆。对不起，我又在用肚子思考了。橙色看起来像是红色和黄色的混合物，因为它的波长位于光谱上的它们之间。绿色看起来像是黄色和蓝色的混合物，因为它位于它们之间。为什么紫色……

看起来像是红色和蓝色的混合物，而它并不位于它们之间？哦，这是一个好问题。看看这个。这与量子生物学有关。

我们的眼睛。我们的眼睛里有视杆细胞和视锥细胞，对吧？查尔斯，我想让你完成，但我先要说明，我们需要在这里将正在发生的事情的物理学与正在发生的事情的生物学区分开来。正在发生的事情的物理学是存在纯橙色光，它不是任何东西的组合。存在纯绿色，它不是任何东西的组合。

它是一个可以明确指定的波长的光。这就是为什么在我们这个领域，我们不会真正地，我们会制作漂亮的图片，彩色的图片，但我们不会像其他人那样谈论颜色。我们谈论的是光带以及它们在光谱中的位置。好的，现在让我们引入一些生理学。不，这是公平的。尼尔描述的方式是 100% 正确的。紫光实际上有一个波长范围。

它实际上是明确的紫色。但我们的眼睛实际上并没有很好地检测到这一点。当光子撞击并激活我们的视锥细胞时，我们的眼睛会处理颜色，对吧？无论是红色、绿色还是蓝色感光视锥细胞。因此，我们感知到的紫色或紫罗兰色，更准确地说应该是品红色，

来自于红色和蓝色视锥细胞在我们大脑中的相互作用来创造一个东西。

这与从物理过程或热物体等产生的紫罗兰色波长颜色不同。好的，所以当这些光子撞击我们的视锥细胞时，我们实际上看到的是波长还是我们的眼睛创造了这种颜色？因为它们将是完全不同的两件事。这是一个好问题。最好的思考方式是我们的大脑创造了这种颜色。

基于一些并非完全直接的物理现象。例如，如果你透过一个专门引导光谱上紫光的滤光器观察，你实际上可以看到一些东西穿过它。但是这种紫色的产生，一旦进入我们的眼睛，这些紫色的光子就会进入并做一些事情，它们会产生与我们在看到紫色T恤时大脑处理的相同类型的紫色。

但它不是由相同的物理过程产生的。

哇。哇。是的，很酷。你让着色变得令人兴奋。你让着色变得令人兴奋，查克。颜色是令人兴奋的。视觉等等，通常最容易通过量子力学来解释。你会有光子进来并撞击我们，而不是所有这些奇怪的电磁波，它们会激发这个和那个。但是很多生物学就在那个交叉点上。我们认为……

我们知道，哦，人类通过这个闻到气味，或者人类通过这个看到东西。但是物理学就在器官（眼睛或鼻子）的那一层之间。最后一个快速的问题。所以当我们制造出实际观察宇宙的传感器时，这些传感器是否专门针对波长进行调整？好的。优秀的问题。是的，它是。对。我们明白了。

我们可以将三个传感器分别调整到三个不同的波长波段。在我们获得这些数据后，我们可以为它们添加红色、绿色和蓝色滤镜，并创建一张彩色图片，如果你在太空中，你的视锥细胞对这三个波段敏感，你就会看到这张图片。这就是我们如何在可见光谱之外制作彩色图片的方式。对。

例如，来自 JWST 的许多这些红外图像，对吧？它们已经被 RGB 化，以便我们看到它们。所以当我们看到那里的紫色或紫罗兰色时，那不是紫罗兰色。那是生成的然后在我们的大脑中处理的颜色，以制作这些漂亮的图片。这很酷。嗯哼。

哇。超级酷。好吧，让我们通过另一个问题来回顾一下我们刚刚讨论的一些内容，这次来自莎拉，她目前在堪萨斯州。你的火车司机是什么？它有什么特别之处？此刻。堪萨斯州是一个很棒的地方。不，堪萨斯州，Runza 的故乡。好的，光子有什么特别之处，它们的速度正好是最大速度，如果再快，它们就会向后移动到时间中？

这个速度，光速，对它们来说是一个障碍吗？如果没有这个障碍，它们会更快吗？光子是否设定了我们宇宙中物体可以移动的最大速度？这是一个好问题。我首先要澄清一点，如果光子的速度超过光速，它们就不会向后移动到时间中。

而且，光子不能超过光速，因为光速的定义就是光子的速度。我以为你刚才说的是被褥。被褥。哦，被褥可以，是的。飞行的沙发。我发誓我听到飞行的沙发。是的，你说的是被褥。飞行的沙发床。但是是的，光速是一种障碍。尽管这是一个由于我们不理解的原因而产生的障碍。

光速是光在真空中传播的速度。但这是一个极限。一旦你有了质量，你就无法达到这个速度。如果你有质量并且达到这个速度，你就会变成能量。你失去了你的质量。你变成了光子。对。所以这就是质量和能量在接近不同速度时如何交叉的动态。

达到光速。是的，但是查尔斯，让我更广泛地打开这个问题。当然。你有点同义反复了。这个词用得对吗？当你说光速是光子的速度时。如果它们更快，那么那就是光速。我说的是我们都测量到的这个数字。你为什么不能只是轻轻推动光子让它稍微快一点？我们不知道。

我们还不知道。好的，很好。我喜欢这个。我们还不知道。那么，我们称之为快子的比光速更快的粒子的整个物理数学描述呢？因为它们向后移动到时间中。是的。那么为什么光子不能……

跨越边界，变成快子，然后向后移动到时间中？你为什么阻止它？快子的存在从未被证明过。理论上，它们是可能的。曾经有一位教授来访，我听他讲课时问了一个关于快子的问题，他在我说完“快子”这个词后就打断了我的话。他说这是一个

60 年代吸食某种东西的人们发明的狂热想象力的梦境发明。它们不存在。这大约是它出现的时间。是的。所以我不会评论这个快子概念，因为我没有看到任何论文或读到任何东西表明它们实际上存在。这就是谜团。这就是我们不知道的部分，对吧？我们知道如何减慢光速。

我们可以降低光速。事实上，我们甚至已经停止了光速。哈佛大学的莱娜·豪已经停止了光速。冻结光。在实验室里短暂地冻结它。对。这真的很令人惊奇。是的。想想看，我的意思是，为什么不呢？因为每次光穿过一种介质，一种透明介质，它都会越来越慢。难道不会有一种介质可以加速它吗？这……

我们宇宙中最空的介质是真空。所以这就是最大速度，对吧？你可以从另一个角度考虑。假设我们有光穿过空气，我们想加速它。我们抽出空气，现在速度已经提高了。但这就是我们的极限，对吧？绝对真空是我们所能达到的最空的状态。就像绝对零是我们可以达到的最冷的状态一样。但是假设你甚至没有空间。也许它无限快。

穿过什么？也许空间正在限制光速。是的，但是光在穿过什么？如果没有空间。如果没有空间。

如果光不是在穿过空间，那么它就不会加速，对吧？所以它可以是任何你想要的东西。不过，这是一个好问题。不，这些都是值得思考的有趣问题。我的意思是，真的需要思考。你对快子投下了阴影。我想在我们进入最后一个问题之前，短暂地复活它们。当然。关键是爱因斯坦的所有方程都表明你不能，就像你说的那样，查尔斯，你不能将物质加速到光速。

根本不可能，因为一切都爆炸了。方程都爆炸了。然而，如果你承认某些东西以比光速更快的速度存在，而不是跨越边界，

那么你就可以推导出方程另一侧的一整套属性，其中时间倒流。对。他们不是凭空捏造的。不，这真的很酷，因为这意味着可能存在一个我们甚至看不到的、正在倒退运行的整个宇宙。它们能移动的最慢速度是光速。是光速。将它减慢到光速需要无限的能量。它

就像相反的土地，你知道吗？这就是快子的本质，它们真的很棒。在数学上，它在某种程度上是一致的。很多东西在数学上是一致的，这并不反映现实，对吧？其中许多在很久以前就被发明出来，结果却反映了现实，至少部分地以某种方式反映了现实。但在这种情况下，没有任何东西表明快子结构或……

这种东西的存在与我们宇宙有任何交叉点，在这个宇宙中，一切都在光速或更慢的速度下运行。不过，这是一个很好的观点。我们还能再问一个吗？再问一个，是的。所以这是来自莱昂·里维拉的问题。莱昂来自佛罗里达州的朱庇特。

不要太兴奋。在某种程度上，它也是它自己的星球。太令人失望了。太令人失望了。一切都在于时机。他是节目的忠实粉丝。我会把他的整个问题都删掉。他说，我很想知道两位博士认为有史以来最伟大的天体物理学成就是什么。然后他在括号里写道，到目前为止。该死。嗯。

你先说。好的。如果我们谈论的是在我有生之年，能够以其他任何东西都无法实现的方式促成其他成就的最伟大成就，那就是哈勃太空望远镜的成功设计、建造、发射和运行。

它是在我的一生中促成更多天体物理学发现的东西，超过其他任何东西。如果我们需要谈论最终的发现，即对天体物理学来说最根本的事情，我认为那就是对大爆炸存在的证实。

宇宙曾经很小，现在很大。曾经有一个时刻，你可以推断到一个时间等于零的时刻，从那时起，我们所看到和知道的一切都发展到了这一点。大爆炸的细节，我们仍然不知道。那里还有很多事情。它可能是一个循环的大爆炸，可能是一个膨胀的大爆炸，但曾经有一个大爆炸。

而之所以会有大爆炸，是因为我们可以看到它，对吧？是的。宇宙微波背景辐射的探测、宇宙膨胀速度的加速、宇宙中氢、氦和其他元素的核合成关系，所有这些都无可辩驳地、毫无疑问地证明了这一点。而我之所以这么说，是因为很多人说那是……

你们这些天体物理学家所做的宗教信仰飞跃，这与人们在说，好吧，有一个创造或一个创造者时所做的信仰飞跃形成对比。不同之处在于大爆炸得到了数据的支持。没错。我们没有盲目相信。我们没有做出没有证据支持的信仰飞跃。这就是根本的区别。好吧，这就是我的意思。你可以看到它。你可以看到它。

事实上，在 20 世纪中期，教皇实际上说，你知道吗？大爆炸已被科学证明是正确的。因此，上帝存在。这是一种信仰飞跃。

对。对。这位宗教领袖所做的信仰飞跃与尼尔、我和我的同事所达到的结论不同，因为我们是基于证据的。这就是你们要下地狱的原因。这就是你们要下地狱的原因。如果……

如果地狱存在与否。萨尔，你怎么敢？我不知道我是否能补充什么。这些都是非常重要的发现。它们只是我脱口而出的，尼尔。你知道我们可以想到一百件不同的很棒的事情。我的意思是，这只是我脑海中的想法。哈勃望远镜客观上……

是有史以来生产力最高的科学仪器。是的。如果你衡量有多少篇研究论文、有多少不同的合作者、有多少不同的国家参与了从该望远镜获得的研究结果。所以这不仅仅是你的观点。你必须有指标来支持它。我会提到两件事。第一，对于 20 世纪，我会说发现

宇宙中的重元素起源于重恒星，大质量恒星在其核心的熔炉中制造了它们。伯比奇、福比奇、福勒和霍伊尔。是的。奇妙的工作。并将这种富集散布到整个星系，从而产生复杂的分子。在复杂分子的极限内，你会得到我们所说的生命。

1957年的这一发现，正如文中所说，是在世纪中期由伯巴奇夫妇——杰夫·伯巴奇和玛格丽特·伯吉斯——以及福勒和霍伊尔做出的。福勒最终获得了诺贝尔奖。真是太棒了。这一发现几乎具有精神层面的意义，它让我们意识到，我们不仅仅是人类。

在这个宇宙中活着。宇宙存在于我们之中。我们体内包含着星体的元素。有些人以此感到渺小，但我却因此感到伟大。当我仰望夜空时，我感到

自己参与了伟大的发展进程。你们并不特殊。你们并不特殊。所有那些东西也都在我体内。好吗？我们和天空中每一颗星星一样，既神奇又普通。哇，太酷了。太棒了。除了星星比人多。是的。现在，

现在。我们才刚刚开始，对吧？最后，如果我回顾整个时间，我会说，宇宙是可以被认知的，这不仅仅是一种假设，更是有证据支持的。哦，是的。

非常哲学化。太棒了。不，因为如果宇宙中其他所有东西都与你实验室中发生的事情完全不同，那么宇宙将无法被认知。

如果每个行星、每个星系、每个……都适用不同的物理定律，我们只是拥有我们自己在这个小世界。但事实上，我们在地球上测量客观事物，并在宇宙其他地方发现它们也在发生，这是一个非同寻常的事实。是的。而且时间不长，300年前，我们发现天王星的轨道并不遵循牛顿定律。

人们怀疑，这是因为天王星是在牛顿万有引力定律时代新发现的行星。人们说，我想知道我们是否发现了牛顿万有引力定律适用范围的边缘。你走到天王星那里，它就不再适用了。有人说，也许它适用。那里还有另一个行星，它的引力我们还没有计算在内。他们搜索并发现了海王星。他们发现了海王星。

哦，我的天哪。在那之后，我们会发现双星系统遵循牛顿万有引力定律运行，双星系也是如此。因此，宇宙是可以被认知的这一事实，哦，我的天哪。这必须是科学中最深刻的事实，是任何科学发现中最深刻的事实。你听起来应该嫁给宇宙。别笑了。

你几岁？我才不是呢。我已经结婚了。

所以我希望这两种观点，我同意，查尔斯，我们可以再花一个小时列举这些成就。所以加里，谢谢你把这些整理在一起。不客气。谢谢我们的Patreon会员们。他们的好奇心令人着迷。查尔斯，祝你的书发行顺利。非常感谢你。再告诉我书名和标题。它叫做《方便的量子物理学解答书》。

非常好。非常好。在您附近的更好的书店有售。好了。查克，很高兴能和你在一起，伙计。一直很荣幸。尼尔·德格拉斯·泰森在此。继续仰望星空。

只为喝饮料去麦当劳。哦，是的，那就是我。什么都不加，只有完美和一根吸管。带着最冷的杯子来到这里。因为有饮料。然后有麦当劳的饮料。用任何尺寸的柠檬水或甜茶混合，价格为1.49美元。与我们经典的薯条完美搭配。价格和参与情况可能会有所不同。不能与任何其他优惠同时使用。巴达巴达巴达。

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