Deep Dive
Shownotes Transcript
各位听众朋友大家好非常欢迎收听杨赵谈书本节目于台北公众电台 FM3.1 每个星期一到星期五晚上九点为大家播出我是杨赵
在今天的节目当中要为大家介绍这是非常有趣的一本科普书这是关于天文物理学而它的主题是一个让我们看起来非常遥远非常空泛的主题因为它要讨论 The End of Everything 也就是万物的终结那
有意思的是,这本书的作者 Katy Mack 当然是天体物理学家,她在书名后面加了一个括号,说 Astrophysically Speaking,就表示思考万物的终结,是从天体物理学的角度来看待的。
我们都知道宇宙有一个开端大约 138 亿年前宇宙从大霹雳当中诞生这次宇宙从炽热到冷却恒星和星系形成宇宙放光地球孕育出生命然后是人类出现但是不过宇宙是不是有尽头呢
有意思的是我们需要去思考宇宙的尽头吗或者说去思考宇宙的尽头到底可以带给我们什么呢这里 Katy Mack 她的态度分成两方面一方面是到底在天体物理学上我们对宇宙知道多少其实去探索去思考宇宙的尽头同时也就在帮我们整理到底现在我们对宇宙的探索到达了什么样的程度
另外还有一方面那是去思考宇宙尽头其实并没有明确的答案我们去探索有五种不同的可能性每一种不同的可能性事实上也就导引我们对于宇宙人士的其中的一个面向
所以这并不是单纯的只是要提出宇宙有没有尽头宇宙会如何结束所有的一切会如何结束这样的答案而已无灵就是透过这样的一个问题帮我们提供了非常有意思关于我们所身处的这个宇宙种种的认识种种的理解那 Katy Mack 她特别在书的开头区分所谓的 The End of Everything 万物的终结它指的是什么样的意思
他说这个世界将如何终结一直是历史上诗人跟哲学家猜测并且争论不休的主题当然多亏了科学现在我们知道答案了是火绝对是火大约 50 亿年后太阳会膨胀成为红巨星
吞没水星甚至进行的轨道地球会化为一颗烧焦的毫无神迹满布岩浆的石块而这块无具闷烧的残余物最终的命运很可能也是被减入到太阳的外层原此死身在这颗垂死恒星的翻腾大气当中所以是火这就定论了
不过他要特别提醒的是我是宇宙学家专门在最大的尺度上研究整个宇宙从这个角度来看我们的世界只是飘荡在浩瀚多边的宇宙当中一粒多愁散感的小尘埃不管于公于私都是如此对我来说最重要的是一个更大的问题宇宙将如何终结我们知道宇宙有个开端大约 131 年前
宇宙从难以想象的密度状态变成蕴含万物的宇宙火球再变成逐渐冷却余想不断的物质和能量的流体为我们今天所看到的恒星和星系埋下了种子星星形成星系碰撞宇宙大放光明在一个螺旋星系边缘地带
围绕着一颗不同恒星运行的一个天使行星上孕育出了生命、电脑、政治学以及细长瘦弱的双足哺乳动物会以阅读物理书籍为乐当然吃的就是人吃的就是我们
但接下来呢故事的结局会是什么样子一颗行星甚至一颗恒星的死亡也许原则上仍然可以度过数十亿年之后人类仍然可能存在只是可能完全变了个样子然后冒险前往遥远的太空寻找新的家园并且整理新的文明然而宇宙的死亡那就是 The end of everything 一切的终结
如果一切最终都将结束这对我们对万物而言有意味着什么呢尽管科学文献当中有一些经典的相关论文但第一次看到末世论
Escatology 也就是研究 The End of Everything 是在阅读有关宗教的内容末世论也就是世界末日让世界上许多宗教得以将神学教会化为脉络精进让人心神俱增地体会它的含义
尽管基督教、犹太教和伊斯兰教之间存在种种神学上的差异但他们所描绘的末日景象大同小异也就是末日将是世界的最终重建正义终于胜过了邪恶上帝所喜爱的会得到奖赏
最终审判的承诺多少弥补了一个不幸的事实那就是这个不完美不公平随机的实体世界无法保证正直生活的人就能够过得好而且有价值就像一部小说的终章可以挽救了或毁了占本书一样许多重要哲学似乎都需要让世界有一个结束而且是公正的结束好让这一切的开始拥有意义
当然并非所有末世论都给人救赎也并非所有的宗教都提出末日尽管 2012 年 12 月底闹得沸沸扬扬但玛雅人的宇宙观其实是循环的就像印度教传统观念一样没有一个特定的终点
这些传统当中的循环不只是重复更充满了下一次会更好的可能性你在这个世界上所受的一切的苦的确很糟糕但别担心一个新的世界即将到来现在所承受的不公不会影响你的来世甚至你还会倒过来因此而受到好处
另外一方面关于末日的非宗教故事更是无话罢门从认为一切都不重要一切终将归于虚无的虚无处理观点到令人陶醉的永恒轮回就是所发生的一切都会再次发生完全按照原样永恒不变事实上这两种看似对立的理论通常都和迷彩是有关系的
尼采在宣布让个可能为宇宙带来秩序跟意义的上帝死之后不断的思索生活在一个缺乏最终救赎的宇宙中的意义当然尼采并不是唯一一个思考存在意义的人
从亚历斯多德到老子到西蒙德布瓦到 Star Trek 当中的 Captain Kirk 再到吸血鬼猎人 Buffy 每个人都曾经一度问过这一切有什么意义呢一直到这本书写作的时候当然并没有一定的答案明确的答案无论我们是不是信奉任何特定的宗教或哲学都很难否认这一点
了解我们的宇宙命运毕竟多少就影响我们如何看待自身的存在甚至我们会如何度过这一生
如果我们想要知道我们在这里所做的最终是否重要那么我们首先要问的就是最后会是什么样子呢?如果我们找到了这个问题的答案又会立即引出下一个问题这对现在的我们意味着什么呢?如果宇宙总有一天会灭亡我们还需要在下周二把垃圾拿出去倒吗?
那当然,作者 Katy Mags 她就告诉我们她翻阅过不少神学和哲学的著作这些研读让她学到了许多有趣的东西但不幸的是,其中并不包括存在的意义她说尽管有时我也会希望能有一本书为我一劳永逸写下一切的始末和生命的意义但我知道,我真正能够接受的
只有可以用数学重新推导的那种真理自从人类第一次思考死亡以来的几千年当中这个问题的哲学意义并没有改变但我们回答这个问题的工具改变了
今天关于所有现实的未来和最终命运的问题是一个扎扎实实的科学问题大霹雳和宇宙膨胀的发现就让我们了解宇宙是不断在变动我们才刚开始发展出理论和观察方法可以准确了解这些变动而这过去几年甚至过去几个月的发展
让我们能够描绘出宇宙遥远未来的景象而这本书的目的也就是 Katy Mack 要跟大家来分享这幅景象目前最佳测量结果只和少数的世界末日场景一致而其中一些又可能会被最新的观察给证实或者给排除
探索这些可能性让我们得以窥最尖端的科学运作并且让我们在新的脉络背景当中来看待人类的定位 Katy Mack 说在我看来即使面对的是最彻底的毁灭这样的探索也能够带来一种乐趣
人类这个物种被架在两个极端之间一边是意识到自己极度的渺小一边又具有超越平凡生活放眼虚空解决宇宙最基本奥秘的能力
套一句托尔斯泰的话来说每一个幸福的宇宙都很相似每一个不幸的宇宙都有各自的不幸这是改写自托尔斯泰安娜卡迪尼娜小说开头的那句话在这本书当中凯蒂曼就描述对当前仍然不完整的宇宙知识的微小调整将如何导致截然不同的未来的道路
从自我崩塌的宇宙到自我撕裂的宇宙再到逐渐落入不断膨胀的泡沫厄运的宇宙树林探索现在对宇宙还有它最终结局的理解是如何演变的并试图理解这对我们究竟意味着什么我们休息一会儿等会儿来继续聊
只是日日夜夜 歲月過去 走進千萬里台北好聲音 近在台北廣播電台 FM93.1 AM1134 陪伴您的幸福好時光大家好 我是鄭怡夜清清嘆息 只想告訴你沒有愛情
大家好 我是劉克湘親近自己的城市找回城市的溫暖聽見台北的聲音就在台北廣播電台 FM93.1 AM1134
感谢你去收听洋早谈书本节目以台为广播电台 FB 主唱联音每个星期一到星期五晚上九点为大家播出到九点半今天为大家介绍这是应出版的新书原来的英文书名叫做 The End of EverythingExtraphysically Speaking 作者是 Katy Mack
中文翻译书名是《万物的终结》《宇宙毁灭的五种方式》在书里面作者 Katy Mack 她说我很喜欢关于时间旅行的故事我们当然可以轻易对时光机的物理原理吹毛就此或把出现的各种悖论一一的列举出来但时间旅行这个想法还是很吸引人的
也就是我们能够找到一种方法打开通往时间的大门让我们能够知晓并且干预过去和未来让我们摆脱这列失控的现在的列车无情地驶向某一种未知的命运现实时间似乎是如此受限它甚至是浪费为什么仅仅因为始终向前移动的几格我们就永远失去了这些时间所有这些可能性呢
我们可能已经习惯了严格的持续压迫但这并不意味着我们必须喜欢它幸运的是 Astrophysics 宇宙学能够
帮得上忙当然不是任何实际意义上的我们在谈一个相对深奥的物理学分子它绝不可能让你拿回昨天丢在火车上的雨伞只不过虽然你的生活保持不变但关于存在的其他一切都永远改变了
对宇宙学来说,过去并不是遥不可及的失落境界,它是一个真实的地方,是宇宙当中一个可以观测的区域,也是我们投入大部分工作时间的地方。
我们只要安静的坐在办公桌前,就能够观察到几百万,甚至几十亿年前天文世界的进展。这个伎俩并不是宇宙学所特有的,而是我们所处的宇宙结构所固有的。归根究底其实就是一句话,光的传播需要时间。
光速很快,每秒 3 亿公尺,但仍然不是奇发遍尺。从日常生活当中,当你打开手电筒的时候,手电筒发出的光大约每一奈秒前进 30 公分。
而你所照亮的物体反射回来的光线需要同样长的时间才能够映入你的眼帘事实上不管你看的是什么你所看到的影像其实只是物体反射的光进入到你的眼睛在送到你眼前的时候都已经有点旧了从你的角度来看在咖啡馆里坐在你对面的人已经是过去几奈秒的人了
也许这多少解释了他们留恋的表情和过时的时尚感。就你而言,你所看到的一切都已成为过去。如果你抬头看月亮,你看到的其实是一秒多一点以前的月亮。你看到的太阳是八分钟多前的,而你在夜空当中所看到的星辰,
更是来自遥远的过去从几年到几千年不等你可能早就熟知这种光速延迟的概念但它的意义非常的深远这意味着作为天文学家我们只要观察天空就能够看到宇宙从早起到今天的演变在眼前上演
我们在天文学当中使用光年这个单位,不只因为它是便于使用的大数字,大约是 9.5 兆公里,还因为能够告诉我们光从我们观察的物体而来到底行进了多久。
从我们的角度来看,时光年以外的恒星,那就是十年前的事,一百亿光年以外的星系,那是一百亿年前的事了。由于宇宙只有大约 138 亿年的历史,所以那个距离一百亿光年的星系,也就告诉我们关于宇宙还很年轻的时候的状况。
从这个意义上来看凝视宇宙就等于凝视自己的过去当然这里需要提一个警告如果不提这就不是宇宙学家的立场了
Katy Mack 她就告诉我们严格说来我们根本看不见自己的过去光束延迟意味着物体距离越远它所身处的过去就越遥远而且这种关系是非常严谨的我们看不到自己的过去也看不到那些遥远新兮的现在距离越远的东西在宇宙时间线上的间隔也就越大
那么如果我们只看到其他信息很久以前距离遥远的过去,我们如何才能够了解我们自己的过去呢?这就要说到一条原理,由于对宇宙学太过核心,所以它干脆就被命名为叫做 Cosmological Principle,宇宙学原理。
简而言之这条原理词的是就所有实际目的而言宇宙在任何地方基本上都是相同的显然这在人类的尺度上是不正确的
地球表面和生态空或太阳中心当然大不相同,可是在天文大尺度上,整个星系也只能够算作一个无趣的斑点。那么宇宙在各个方向看起来当然都是一样的,而且由相同的东西所组成,这将和哥买利原理密切相关。
哥白尼原理是哥白尼在 16 世纪提出的观念成倍式为一端哥白尼就指出人在宇宙中并不占据特殊位置而是某个可能随机选到再普通不过的位置因此当我们观察一个十亿光年以外的星系看到它还一个比我们现在宇宙年轻十亿年的宇宙当中并看到它们十亿年前的样子我们可以有十足的信心相信
十亿年前的这里环境应该和他们十分的相似在某种程度上则可以透过实际观察来检验对整个宇宙当中信息分布的研究发现宇宙学原理所暗示的均匀性在我们所看到的任何地方都成立
结果就是,如果我们想了解宇宙本身的演变,还有我们银河系成长的环境,我们就只需要去观察遥远的东西。这意味着在宇宙学当中,并没有定义明确的现在概念,或者更确确地说,你所经历的现在完全只是针对你,
你正身处的地方你正在做的事情而言如果我们现在看到一颗超新星爆炸的亮光看着它当场爆炸但内宿光其实已经行进了数百万年那么那颗超新星现在要爆炸了这句话到底是什么意思呢
我们所看到的东西本质上完全是过去的事情,但那颗爆炸恒星的现在对我们来说是无法观察到的,而且我们在数百万年内都不会得到任何关于它的知识,这使得它对我们来说不是现在而是未来。
当我们把宇宙想象成为存在于 Space Time 这样的时空里当中那是一种蕴含一切的宇宙网络其中空间是三个轴而宇宙是第四个轴我们可以将过去和未来视为同一个支面上的遥远点伸展横跨宇宙的诞生到终点
对落在这个枝面上不同位置的人而言对我们来说属于未来的事件对他们
却是遥远的过去而我们几千年之后才能够看到的事件所发出来的光或者任何的讯息现在正穿过时空流向我们那么这件事是发生在未来还是发生在过去还是既是未来又是过去呢这一切都取决于视角
如果你习惯用三维的世界来思考那么这么一想的确会让人头昏脑胀不过对天文学家来说
非无限的光速是非常有用的工具这意味着我们不只可以寻找宇宙遥远过去的线索它的痕迹和它的残余物更可以直接看着它观察宇宙随着时间的变化我们可以科技见年纪才 30 亿年的宇宙在恒星形成的文艺复兴时期星系爆发出万千的光芒
还可以看到这些光芒在随后的移动当中如何暗淡下去我们甚至可以看得更远看到物质在年纪不到五亿年的宇宙当中被卷进超大黑洞当时星光才刚开始穿透星系之间的黑暗不久之后借助新的太空光远镜我们能够观察到宇宙中最早形成的一些星系
在宇宙只有年纪几年历史的时候所形成的但如果这些星系是第一批那么如果我们回顾得更远又会怎么样呢我们能看得远到还没有星系的时候吗我们打算要这么做
现在正在建造的电波望远镜也许能够透过利用光和氢之间的偶然相互作用来观察诞生第一个星系的物质透过直接观察氢这种有一天会变成恒星和星系的物质我们可以观察宇宙行程当中的第一个结构但如果我们回顾得更远呢?
如果我们回顾到恒星星系甚至氢气存在之前的时代会怎么样我们能够看到大霹雳本身吗非常有意思的问题而明确的答案 Katy Mack 告诉我们我们可以有一种流行的说法是把大霹雳描绘成某一种爆炸光和物质从一个点突然爆发从宇宙中滚滚而出
其实不是这样的大霹雳不是宇宙内部的爆炸而是宇宙本身的膨胀它也不是在某一点发生而是在每一个点发生今天宇宙空间当中的每一点遥远信息边缘的一处另一个方向同样远的一块信息间空间你出生的房间
这些点上的每一个在时间刚开始的时候都尽得出手可及但就在那一刻迅速拉开距离他辟离理论的逻辑非常简单宇宙正在膨胀
我们可以看到星系之间的距离随着时间过去变得越来越大这意味着星系之间的距离在过去更小做一个思想实验将我们现在所看到的膨胀倒退回去倒退个几十亿年总有一刻星系之间的距离就会变成零
可观测的宇宙,包含我们今天所看到的一切,一定就被包含在一个更小、更密集、更热的空间当中。但可观测的宇宙,只是我们现在能够看到的宇宙的一部分。
我们知道太空远不止于此,事实上,根据我们所知道的,宇宙的大小完全有可能是无限的,那就意味着它一开始也是无限的,只是它密集许多。
当然这样的思考就不是常识性的可是借由这样的思考我们扩张了对于宇宙的认识宇宙的理解更几步的我们碰触到宇宙学的科学思考方式跟科学的认识这本书书名叫做《万物的终结》宇宙毁灭的五种方式感谢你的收听我们明天同一时间再会
啊