《时间的形状：相对论史话》是一本相对论入门科普类书籍。作者汪洁是资深的科普作家，文笔诙谐幽默，线索分明。出品的书籍可读性都很高，不需要什么门槛。

本书的定位是一本入门科普，基本没有什么阅读门槛，如果想了解当今世界物理学两大支柱之一的相对论，这本书是不错的选择。

汪洁以力学的发展作为线索，从伽利略到牛顿，再到爱因斯坦，将相对思想的出现层层深入。本书从伽利略的力学定律出发，再到我们熟悉的牛顿经典力学，抛出相对思想，配合一系列伟人轶事和有趣的小故事引出狭义相对论。在剖析完狭义相对论后，引出狭义相对论不能解决的问题，再带我们来到广义相对论的故事之中。在相对论理论科普完成后，作者还简单介绍了另一大支柱——量子力学，以及这两种理论之间的联系和矛盾。最后也不忘简单介绍了这两种理论可能走向的归宿——超弦理论，给了读者一个完整的宇宙观。

以下是我阅读过程中对有趣内容的一些摘录，由第三方软件Kindle Mate从Kindle上导出，不能保证摘录质量。

 

1. 波普尔的证伪说——科学与伪科学的量尺。

2. 奥卡姆剃刀原理——科学需要什么样的假设？

3. 思维实验——在大脑中运行的实验。

4. 佯谬——乍一看肯定是不对的，但没想到却是真的。

5. ，也就是说，在匀速直线运动状态下面，所有的力学规律和你在静止的状态时都是完全一样的。况且，你也知道，没有什么所谓真正的静止，我们地球也是在运动的，在地球上的每一个人哪怕站着不动，也在随着地球一起运动，运动不运动的关键在于怎么选取参照物。” 你：“我感觉，被你这么一说，静止和匀速直线运动这两个词好像失去了准确的意义，我根本无法定义自己到底是静止的还是在做着匀速直线运动，静止和运动永远都是相对的。” 伽利略：“你越来越接近真理了。没错，用我的话来说，静止和匀速直线运动这两个词的物理意义是相同的，或者说都是不精确的，我用了一个新的词来统一他们所描述的状态，这个词就是‘惯性系’。不论你站在岸上做实验，还是在一艘匀速直线运动的船舱里做实验，在我眼里，你都是在一个惯性系里做力学实验。我的相对性原理说的就是：在任何惯性系中，力学规律保持不变。”

6. 我教你一个“装”的招数，就是下次遇到机会就这样说：“各位，首先让我们来构建一个笛卡尔坐标系……”加上笛卡尔三个字，听众立马就会觉得你很厉害。如果你只是平淡无奇地说：“各位，首先让我们画个坐标系。”这效果马上大打折扣。

7. 于是，小明按照伽利略的办法如愿得到了所有他想要的实验数据。然后，小明和小红分别用自己手头的数据开始研究力学定律，研究完毕，两人把他们各自总结出来的规律一比较，竟然完全一致。

8. 记住这一样，以后跟人谈起牛顿，你只要一提起，人家就会认为你对牛顿了解得不少，那就是你一定要记住牛顿写过的一本书，李敖曾说过“牛顿其人，五百年不朽；牛顿其文，一千年不朽”就是指的这本书，书名叫作《自然哲学的数学原理》（Philosophiae Naturalis Principia Mathematica），我们一般简称为《原理》。

9. 爱因斯坦整理了一下自己的劳动成果： 1．相对性原理：在任何惯性系中，所有物理规律保持不变。 2．光速不变原理：光在真空中的传播速度恒为c 。 3．同时性的相对性。 4．洛伦兹变换。 5．时间膨胀。 6．空间收缩。 7．新的速度合成公式。 爱因斯坦用5周时间把以上这些成果写成了一篇论文，题目叫作《论运动物体的电动力学》。在

10. 时光飞转，时隔47年之后，爱因斯坦都过世27年之后的1982年，科学家们的实验条件终于具备，而实验结果震惊了全世界！被爱因斯坦称为荒谬的结论居然是事实，量子理论和相对论的矛盾彻底激化。EPR实验到底有没有违反相对论，这个话题引发了从物理学界到民间科学家旷日持久的热烈讨论，

11. 但我请你千万记住的两点是：（1）爱因斯坦并没有参与原子弹制造，质能公式也不是造原子弹的理论；（2）即便没有质能公式，原子弹也一样能造出来，只不过原因仍然会很神秘。

12. 非常有趣的是，爱因斯坦虽然是相对论的创立者，却并非这个名称的创造者，他自己并不喜欢这个名称，完全是“被迫”接受。在他的这个新学说渐渐受到重视，被越来越多的学者讨论时，也许是受到文章中无处不在的“相对”一词的影响，大家很自然地提出了“相对论”这个新词，并且普遍使用。时间一长，爱因斯坦也只好无奈地接受了这个新名称。

13. 第二个问题： 想象一下，你即将坐上一艘亚光速飞船，告别地球上的双胞胎弟弟去太空旅行，当你弟弟看到你的飞船瞬间冲上云霄，一下子就飞得不见踪影时，他在心里想，等哥哥回来的时候，我就比他老了，哥哥会比我显得更年轻。可是，你在飞船上可不一定这么想，对于你的感觉来说，你觉得是地球载着你的弟弟突然飞离你而去了。你越想越觉得有道理，所以感慨道：“等我再见到弟弟的时候，我就更老了。”亲爱的读者，你觉得你们见面的时候，你到底是变得更年轻了，还是更老了？（双生子佯谬）

14. 第三个问题： 洛伦兹开着一辆亚光速飞车正在平坦的北极冰面上飞驰，他越开越快，真是爽极了。突然，车载雷达显示，前方有冰面出现了一道裂缝，裂缝的宽度刚好和飞车一样宽，情况十分紧急，到底要不要刹车？洛伦兹突然想到，啊哈，那个裂缝正相对我做着高速运动，它会在运动方向上收缩，于是会小于我的车长，我应该能顺利地冲过去。这么一想，洛伦兹心里一宽，反而踩下了油门加快速度。可是马上就要到裂缝时，一个念头突然冒出来，他吓呆了：如果裂缝里有一个人，从他的眼里看来，我正在朝他飞速运动，因此我的车子在运动方向上会收缩，我会更容易一头跌入冰缝，天哪，得赶紧刹车！可是此时已经来不及了。亲爱的读者，请问倒霉的洛伦兹先生到底有没有掉入那个冰缝中呢？（长棍佯谬）

15. 第四个问题： 庞加莱先生正指挥着一艘潜水艇在大西洋中游弋，海里的景色真是美不胜收，看上去比

16. 。在一本美国人写的科学史书中，广义相对论被评价为“这无疑是人类历史上最高的智力成就”

17. 。话说爱因斯坦申请二级专利员被驳回后，一直对局长有些耿耿于怀，他有些不服气：自己已经凭借《分子大小的新测定法》顺利取得了博士学位（这篇论文是奇迹年5篇论文中的第2篇，据后人统计，爱因斯坦一生的所有论文中，这篇论文被引用得最多），可是却连二级专利员都没能批下来，太不尊重人才了吧，此处不留爷自有留爷处。对学术圈充满情怀的爱因斯坦开始申请伯尔尼大学的物理系讲师，准备跳槽，然而申请却被拒绝了（此后他坚持不懈地申请了3年，直到1908年，终于获得了一个编外讲师的职位）。既然大学讲师当不成，爱因斯坦又试着去申请苏黎世中学的教师职位，没想到这也没有成功，只好继续干着专利员的工作。

18. 。爱因斯坦当年为了弄出引力场方程，还特别去大学里学习了一年的微积分呢），

19. 我没意见，这确实是个好办法，但是首先我们必须决定一下是让谁掉头去见另一个。“让哈勒那家伙去见爱因斯坦。”你不耐烦地说。OK，现在就让哈勒先生减速，掉头，然后加速追上爱因斯坦。亲爱的读者，注意到没有，如果让哈勒去见爱因斯坦，就必须让哈勒减速再加速，于是广义相对论的时间膨胀效应在哈勒那里急速地显现出来。让我们假设他们分开的相对速度是光速的99.5％，哈勒掉头后仍然以这个相对速度去追赶爱因斯坦，等他终于追上爱因斯坦的时候，哈勒觉得用了六年的时间。六年前的情景历历在目，哈勒激动地跟爱因斯坦问好，但是爱因斯坦却已经老了60岁，爱因斯坦要苦苦追寻自己60年前的记忆，回想他们相对而过的那一刻。如果你要求爱因斯坦去见哈勒，那么情况也是一模一样的。因此，最后的结论又是如此的让人啼笑皆非：谁要想去见另外一个人，谁就会变得更年轻。换句话说，谁要是掉头去追另一个人，就是在向着对方的未来前进。 理解了这个时间谁慢的问题，再来思考谁的飞船缩得更小的问题也就很容易了。答案就是，只要他们有相对速度，那么从任何一方看来，对方都缩小了，但一旦他们速度一致可以放在一起比较的时候，他们的长度又变成完全一模一样了。 此时，我们关于双胞胎兄弟孰老孰少问题的答案也就水落石出了：你乘着宇宙飞船飞离地球而去，只要你还在匀速飞行，你们兄弟两个都很欣慰，互相都知道对方跟自己相比是越来越年轻了，但是一旦你想返回地球，在返回掉头的那个时刻，时光开始飞逝，你的弟弟对你而言开始迅速地老去。 不看不知道，世界真奇妙！你发出了一声由衷的感叹。我跟你有同感。

20. 引力波，多么动人的一个词，如果引力波真的存在，它就是宇宙空间中的涟漪，靠着时空的卷曲在宇宙中震荡。不过

21. 但是我很庆幸的是，我竟然如此幸运，就在写下上面那段文字的5年多后，在2016年2月11日，地球上最大的引力波探测器LIGO正式宣布：引力波被找到了。我居然在有生之年亲眼见证了如此激动人心的物理大发现，我坚信，在今后的物理学年鉴上，2016年将成为一个极为重要的里程碑式的年份。

22. 如果爱因斯坦还活着，那么2016年的诺贝尔物理学奖将毫无悬念地再一次颁发给他。

23. “我们可以发现，离太阳近的乙恒星的视位置会朝着远离太阳的方向偏这么一点点。这一点点是多少呢？根据我的计算，这一点点是1.7角秒。我知道你们心中的疑惑，当地球处在B 位置的时候是根本无法看到恒星的，因为是白天，谁也无法在白天看到星星。可是，大家千万别忘了，有一个特殊的时刻可以在白天看到星星，那就是当日全食发生的时刻。我希望天文学家们别闲着，再下次也就是1919年日全食来临的时候，验证我这个伟大的预言。谢谢主持人。”

24. 19年5月29日，日全食如约而至，虽然当时天公不作美，两支远征队都遇到了阴天，但是在最关键的时刻还是拍到了至少八颗恒星的照片。他们把照片带回英国后，和半年前拍摄的照片仔细比较，经过长达五个月的数据分析，同时邀请了全世界的天文学家齐聚英国皇家研究所一起分析与计算，最后，他们宣布，爱因斯坦的理论取得了完美的证实，观测值与理论计算值吻合得非常好！“这是一次彻底而满意的结果。”爱因斯坦自己说。

25. 国天体物理学家史瓦西（Schwarzschild，1873-1916）首先开始思考这个问题，他也是爱因斯坦的粉丝之一。他仔细研究了广义相对论，通过广义相对论的引力场方程算出了名垂千古的“史瓦西半径”（史

26. 国天体物理学家史瓦西（Schwarzschild，1873-1916）首先开始思考这个问题，他也是爱因斯坦的粉丝之一。他仔细研究了广义相对论，通过广义相对论的引力场方程算出了名垂千古的“史瓦西半径”（史瓦西自己当然不会给这个半径取名叫“史瓦西半径”，这里先提前借用一下，如果我是史瓦西，宁可不要用我的名字命名，看到后面就知道了）。他的意思是说，任何天体都存在这样的一个半径临界值，如果小于这个半径，那么它在宇宙空间这张网上抠出的这个洞就会成为一个名副其实的“黑洞”（这个词的正式出现一直要到1967年，笔者为了表述方便，提前借用，对严谨的学者们说声抱歉），这个半径的大小取决于天体的质量。史瓦西计算出来，说如果太阳的半径缩小到三千米的话，那么太阳就会成为一个黑洞，什么光也发不出来了。他还说如果把地球压缩到半径只有九毫米的话，那么地球也可以变成一个黑洞。任何物体，只要有质量，压缩到史瓦西半径以内，都会成为一个黑洞。史瓦西半径之内也被形象地称之为“视界”之内，因为人类的视线以这个半径为临界点，一旦越过这个半径，就是“全黑”的。史瓦西半径一公布出来，立即引起了包括爱因斯坦在内的很多天文学家和物理学家的兴趣，吸引了一大批科学家去深入研究这个恐怖的黑洞。只是我们可怜的史瓦西先生在算出史瓦西半径的当年就死于意外，年仅43岁，真是科学界的一大损失，为了纪念他，就把这个天体要成为黑洞的临界半径称作“史瓦西半径”。

27. 如果你去问霍金，他会这么回答你：“所谓黑洞，就是一切永远无法了解的事件真相的集合。”

28. 物理圈的人把它称为“爱因斯坦——罗森桥”，

29. 所谓白洞就是刚好跟黑洞性质相反的一个洞，这个洞不停地把物质以辐射的方式“吐”出来（迄今为止，尚未有任何直接或者间接的观测证据出现）。如果虫洞的一头是个黑洞，另一头是个白洞，那么你就有可能从黑洞这头掉进去，从白洞那头被吐出来，不过即便被吐出来了，你也变成了辐射的形式，也就是被还原成了基本粒子。看来，不论虫洞的两头是黑洞还是白洞，指望它来做真正的时间和空间旅行，似乎死亡率都达到100％。真是不够给力！

30. 科学的神奇就在于一步步往前走的时候，觉得每一步都是合理的，一段时间以后再回头一看，发现连自己都快不相信脚下的这片神奇土地了。难怪爱 “宇宙最不可理解之处在于它竟然是可解的。”

31. 在深入地研究广义相对论的引力场方程后，他得出了一个让自己无法相信的结论：宇宙不可能是稳定的。也就是说，如果手头的方程式是正确的话，那么我们生存的这个宇宙要么是在不断膨胀的，要么就是在不断收缩的，总之方程的所有解都不可能得到一个稳态的宇宙模型。爱因斯坦被自己亲手得出的这个计算结果震惊了，晚上连觉都睡不着。在爱因斯坦那个年代，人类对天文学的认识还仅仅停留在银河系内，当时的天文学家认为银河系就是整个宇宙，宇宙的尺度大约是十万光年的量级。爱因斯坦毕竟不是天文学家，他对宇宙的认识也局限于当时天文学的普遍认识。

32. 现在，让我们做一个疯狂的假想：如果我们回到137亿年前，那时候的宇宙只有一个牢房那么大，20平方米左右，那么，当你身处这个宇宙中，你会看到什么？你会看到，如果朝前看，自己的背影就在几米开外的前方；朝后看，另一个自己就在几米开外的后方，与你做着同样的动作，再朝上朝下看，都能看到一样的自己。当你朝前面跑时，前方的自己也开始跑，只用了几步你又跑到了自己出发的位置，不管你朝任何一个方向飞去，都会回到原点，这是一个无限循环的三维空间，你根本不可能“出去”，因为根本没有“外面”，整个宇宙就在你眼中，这就是“有限无界”的宇宙观。听上去有点儿恐怖，

33. 请允许我用爱因斯坦式的口吻，写下这么一句话作为本章的结束语： 宇宙最神奇之处就在于，它比我们所能想象的还要神奇！

34. 从此我们多了一个新的名词——时空。请注意，千万不要把“时空”等价于“时间和空间”，时空就是时空，它是一个整体，就好像你不能把“牛奶”看成是“牛”和“奶”的简单相加一样。被

35. 一个物体的运动速度v 是由它在x 、y 、z 三个轴方向上的速度的合成，如果总速度恒定的话，其中一个方向上的速度增大，另外两个方向上的合成速度就必然减小，就好像速度是被切成三块的蛋糕，你可以随便怎么切这三块，但是蛋糕的总大小不会改变。这x 、y 、z 三个方向，物理学家用了一个听起来很“拉 下面又该爱因斯坦登场了。爱因斯坦向我们大声宣布了一个惊人的发现，他说：“这个宇宙中任何物体的运动速度都是光速c 。对，没错，你我的速度是c ，太阳、月亮、星星，还有光本身，我们的运动速度都是光速c 。只不过这个速度不是在三维空间中的速度，而是在“时空”中的速度。

36. 一个物体的运动速度v 是由它在x 、y 、z 三个轴方向上的速度的合成，如果总速度恒定的话，其中一个方向上的速度增大，另外两个方向上的合成速度就必然减小，就好像速度是被切成三块的蛋糕，你可以随便怎么切这三块，但是蛋糕的总大小不会改变。这x 、y 、z 三个方向，物理学家用了一个听起来很“拉 下面又该爱因斯坦登场了。爱因斯坦向我们大声宣布了一个惊人的发现，他说：“这个宇宙中任何物体的运动速度都是光速c 。对，没错，你我的速度是c ，太阳、月亮、星星，还有光本身，我们的运动速度都是光速c 。只不过这个速度不是在三维空间中的速度，而是在“时空”中的速度。

37. 一个物体的运动速度v 是由它在x 、y 、z 三个轴方向上的速度的合成，如果总速度恒定的话，其中一个方向上的速度增大，另外两个方向上的合成速度就必然减小，就好像速度是被切成三块的蛋糕，你可以随便怎么切这三块，但是蛋糕的总大小不会改变。这x 、y 、z 三个方向，物理学家用了一个听起来很“拉 下面又该爱因斯坦登场了。爱因斯坦向我们大声宣布了一个惊人的发现，他说：“这个宇宙中任何物体的运动速度都是光速c 。对，没错，你我的速度是c ，太阳、月亮、星星，还有光本身，我们的运动速度都是光速c 。只不过这个速度不是在三维空间中的速度，而是在“时空”中的速度。除了空间的三个维度以外，我们必须再增加一个维度，这个维度就是时间，多了个时间维度后，空间就不再是空间，时间也不再是时间，而是纠缠在一起成为时空。时间空间是一个整体，我们每个人都是生活在这样一个四维时空中，我们每个人在时空中的运动速度都恒定为c ，永远不会快一丁点儿，也不会慢一丁点儿。”

38. 这是一个如此简洁、优美而深刻的发现，这是人类对宇宙认识的一次飞跃。每当我想起它，总是一次又一次地被深深震撼。用这个简洁而深刻的思想来解释狭义相对论中关于时间和速度的关系，就成了天经地义的事情：物体在空间中的运动速度会分走在时间中的运动速度，空间中运动得越快，在时间中就越慢。时间空间是一个密不可分的整体，任何物体都是在时空中做着相对运动，时间和空间是互相垂直的两个维度。运用这个思想，就可以用普通的速度合成公式极其简单地推导出相对论因子。这个思想还蕴含着这样一个显而易见的事实：物体在空间中的运动速度有一个极限，那就是光速c 。我们不再需要用眼花缭乱的质能公式和牛顿第二运动定律去联合解释为什么光速是极限，这个时空运动的思想简洁而有力地告诉我们：假设物体的运动速度完全从时间这个维度中转移到空间中，那么物体在空间中的运动速度就达到了最大速度c 。以光速在空间中运动的事物，在时间中就停止运动了，所以，光是不会变老的，从宇宙大爆炸中诞生出来的光子仍然是过去的样子，在光速运动中，没有一丁点儿时间的流逝，时间真的停止了。现代

39. 相对论学家认为，光速c 很可能是我们这个宇宙时空的一个几何性质，就像圆周率是π ，它是一种数学性质，跟物理性质无关。 从此，我们不再分开谈论时间的流逝和空间中运动的速度，只要是运动，就是在时空中的运动。当你进行百米冲刺的时候，你

40. 各位，以后凡是看到这种利用超光速穿越的小说，可以立即定义为“科盲幻想小说”，简称“盲想小说”。这种“根据相对论，超光速就能穿越”的科学原理简直自相矛盾得一塌糊涂。相对论的一个最基本的原理，就是光速是任何运动的速度极限，是不可能被超过的，而一旦允许超光速运动，那么相对论本身就被推翻了，又何谈“根据相对论”呢？这是一个显而易见的自相矛盾，那么多的“盲想小说家”把这个奉为至宝——但凡穿越，必超光速，实在是让我异常惊讶。我一个朴素的愿望是穿越小说家们能随手翻翻我这本书，就是编也要编得靠谱一点。

41. 现在重点来了。如果时空这张纸被弯曲成了一个莫比乌斯带的形状，头尾相连了起来，你就有可能在7︰50达到终点。也就是说你沿着弯曲的时空走了一圈回来以后，发现到达的时间比你出发的时间竟然还早。这意味着你回到了过去。

42. 因此，在广义相对论中，时间旅行的科学原理是通过一个时空的圈环回到过去，这个时空圈环在《时间简史》这本书中被霍金称为“类时闭合曲线”（有点拗口，我更喜欢我翻译的“时空圈环”）。爱因斯坦的狭义相对论是不允许时间旅行的，等到广义相对论刚刚诞生的时候，爱因斯坦也不认为时空能弯曲成一个圈环。直到1949年，他的好朋友——大数学家哥德尔（Godel，1906-1978）在广义相对论方程中发现了一个解，这个解居然允许宇宙中这种时空圈环存在。爱因斯坦当时就震惊了，但随后他就意识到这个时空圈环正是自己和助手罗森一起发现的“虫洞”的某种特性（还记得我们在第五章最后讲到的爱因斯坦——罗森桥吗）。

43. 【图7-9】左手套转一圈变成了右手套

44. 这确实是一堂令人沮丧的算术课。看来，要想星际移民，你出发的那天就是和你所有亲人永别的一天；对你的亲人来说，你不但是一去不复返，而且这一去就是杳无音信，他们等待一生也得不到你平安抵达的消息。

45.

46. 在这张图中，大家都以奥丁星为参照物，地球上的人在时间中运动得很快（接近光速），但是在空间中运动得很慢；而星际飞船上的你则恰恰相反，你在时

47. 。一旦登上了星际飞船，那么过去的一切就将过去，对于过去的一切亲朋好友来说，你死了，而对你自己来说，亲朋好友们死了，因为你们此生再也不可能相见了。当亲朋好友们向你挥手道别，看着你登上星际飞船的景象，那就跟看着你走入棺材是一模一样的心情。

48.

49. x 轴和y 轴表示空间坐标（把一个空间维度，也就是z 轴给忽略了），并且空间坐标是两端延伸的，表示在空间中可以朝正反两个方向运动。竖着的这根线就是时间坐标（ict ），为了让坐标系的单位统一，所以这根坐标的单位是光速c 乘以时间t ，这样得到的就是跟空间坐标单位一样的距离概念了。那为什么前面还要加一个i 呢？在高等数学里面，i 表示虚数，也就是说，闵可夫斯基为了表达时间这个维度和空间维度的区别在于时间维只能朝一个方向运动，所以加了一个表示虚数的i 以示区别。

50. 爱因斯坦在时空中的运动轨迹是一根和时间轴平行的直线，他在空间中没有相对运动，但是在时间中运动，因此时空图如上所画。应该很好理解对吧？闵可夫斯基把物体在时空中运动的轨迹称为“世界线（World Line）”，这根世界线上的每一个点称为“世界点（World Point）”，请记住这两个名词，我们后面就直接用这两个名词来说事，可以节省很多笔墨。我想特别请各位读者注意，世界线是真实存在于我们生活中的宇宙中的，你不能仅仅把它当作是闵可夫斯基的“头脑风暴”练习，或者是一种假想图。它是一个客观存在，就如同民航管理局绝不能忽视一架飞机在空间中的飞行轨迹一样（如果轨迹计算不精确，可是要撞机的）；未来如果有一天成立了时空管理局，那么世界线就会如同现在的飞机飞行轨迹一样重要。

51. 这个由光形成的圆锥体，闵可夫斯基把它称为“光锥”。当然，真实的四维时空中的光锥是一个四维光锥（或者可以叫超光锥），我们现在看到的只是它的三维近似形状，但是这个四维光锥的基本特点在上面这张图上是基本准确的，随着时间的增加，光锥的体积迅速增大。

52. 下面，闵可夫斯基为我们隆重献上第一道大菜，这是一个伟大而深刻的发现，它是狭义相对论的一个气势恢宏的推论，直接把我们的视野扩展到了全宇宙。闵可夫斯基在1908年的一次名为“时间与空间”的演讲中，向世人大声宣布了他的发现： “宇宙中的任何事件都只能影响它的将来光锥内的物体，凡是在事件的将来光锥外的物体不会受该事件的任何影响。”

53. 第二年圣诞节刚过，天气异常寒冷，闵可夫斯基和两个不满10岁的女儿亲吻道晚安，看着她们甜甜地进入梦乡。然后，他回到自己的书房，点亮台灯，迫不及待地开始了演算。最近他正为一些新的发现和计算结果感到兴奋不已，他觉得自己已经快要解决狭义相对论的缺憾了，那就是狭义相对论不能包含非惯性系的问题。突然，他感到中腹有隐隐的疼痛。闵可夫斯基并没有特别在意，他想可能是自己吃坏了肚子，没事，挺一挺就过去了。但是很快中腹的疼痛开始向右下腹转移，而且越来越剧烈，很快就疼得他掉下了大颗大颗的汗珠。他一声惨叫，妻子闻声跑过来，看到此情景吓坏了，立即把闵可夫斯基送往医院，但最终抢救无效，闵可夫斯基于三天后去世。科学界的一位重量级人物在正值创作力巅峰的时候突然陨落，实在让人感到万分遗憾。夺去闵可夫斯基生命的病症，其实就是在今天看来毫不起眼的急性阑尾炎，切除阑尾只是现代外科手术中最简单的一个，任何一个乡镇医院的外科医生都会做，然而它却夺去了闵可夫斯基的生命。若不是闵可夫斯基的意外身亡，第一个完整打开卷轴看到宇宙时空终极图景的人，很可能就不是爱因斯坦而是闵可夫斯基。

54.

55.

56. 诡异，诡异，真是太诡异了！这个实验结果直接违背了爱因斯坦信仰的“因果律”，本来事情的原因影响结果，结果是原因导致的，现在好了，事后观测行为居然影响到了电子之前做出的选择，这岂不是变成了结果影响原因了吗？难道历史是可以改变的吗？（费曼辩护说，不是历史可以改变，而是历史本身就是有无数个，可能发生的历史实际上都已经发生了，很多人听完当场昏厥在地）这严重违背因果律，严重离经叛道。

57. 哥本哈根学派继续解释说：“在我们看来，没有什么真正的因果，只有‘互补原理’，原因和结果是一种互补关系而不是先后关系，你我既是演员又是观众，观测者和被观测者互相影响，形成互补关系，原因会影响结果，结果也一样会影响原因。”

58. 惊人的一次实验是1999年由一组物理学家在奥地利做的，他们用60个碳原子组成了一种叫“巴基球”的东西，用这个巴基球来模拟双缝实验，结果他们同样得到了神奇的干涉现象。现在的科学家们设想用更大的病毒来做双缝实验，病毒从某种意义上来说，已经是生命体了，它们或许具备“意识”。不知道他们会如何体验这种同时通过双缝的感觉。

59. 数学是凌驾于物理学之上的规律。

60. 这里特别有意思的是，贝尔是爱因斯坦的忠实拥护者，当他发现了贝尔不等式后，兴奋不已，踌躇满志，他信心满满地认为：只要安排一个EPR实验来验证我的贝尔不等式，物理学就可以恢复光荣，恢复到那个值得我们骄傲和炫耀的物理学，而不是玻尔宣扬的那个玩弄骰子的上帝了。物理学已经被玻尔们的量子理论搞得混乱不堪、乌七八糟，整个天下都乱了，冒出来各种形形色色的搞不清是物理学家，还是哲学家，还是神秘主义者的人，什么超光速、量子心灵感应、多个历史、多个宇宙、结果决定原因……我已经厌倦了这些疯狂的想法，是到了该做个了断的时候了。

61. 在中国，2010年全国各大报纸都出现了一条报道，说是中国首次把EPR实验的距离扩展到了16千米，为当时世界第一。

62. 量子这种纠缠态也被称之为量子的超隐形传输，可以用来做

63.

64.

65. 我说：“好，我承认你喝下了无数的氢原子和氧原子。那你知道原子又是一番怎样的情景吗？让我来告诉你，原子是由原子核和电子组成，原子核只占到整个原子体积的几千亿分之一，而电子比原子核还要小1000倍。我给你打个比方，整个原子就像一个足球场那么大的一个气泡，原子核就是当中的一粒沙子，而电子就像一小颗灰尘一样在气泡里飞来飞去。如果你看到这样的一个气泡，你会认为这几乎是空无一物的气泡，你再仔细也难以找到原子核和电子。你喝下去的一杯水，就是由无数个这样的气泡组成的，看起来满满一杯水，其实里面99.9999999999999％是空的。如果把这杯水中所有原子中空的部分全部抽走，只留下原子核和电子，那么这杯水剩下来的东西，你要用现在全世界最强大的电子显微镜放大差不多一亿倍才能看到，现在你还认为你喝下的是一杯水吗？”

66. 我说：“很遗憾，我的话还没说完。那么原子核和电子又是由什么组成的呢？由一些更小更小的基本粒子组成。这些基本粒子又是什么东西构成的？有些物理学家告诉我们说，这些基本粒子到头来都是一根根的‘橡皮筋圈’，它们就像吉他弦一样在空间中振动着。构成这些橡皮筋的材料不是别的，也正是空间本身，一段弯曲的六维空间。到头来什么也没有，只有一段弯曲的六维空间蜷缩在你无法想象的小的三维空间中，构成一个橡皮筋圈，以不同的频率振动着。” 如果这个理论是对的，那么，你其实喝下去的什么也没有，只是空间本身而已。这个宇宙除了空间本身真的是什么也没有，你和我，世间万物，到头来，一切都是空。 以上所说的一切都不是我的胡思乱想。这些正是最近30年在物理学界迅猛发展起来的“超弦理论”，也是谢耳朵的专业方向，它现在是万物理论的候选理论。 在超弦的世界中，一个个振动着的“橡皮筋圈”就是构成物质的最小单位，不同的振动频率构成了不同的基本粒子，不同的基本粒子组合又构成了质子、中子和电子，质子和中子组合在一起构成了原子核，原子核和电子一起构成了原子，原子构成分子，分子构成材料，材料构成了世间万物，包括你和我。

67. 上帝就像是一个神奇的魔术师，在空无一物的空间中，随手这么一抓，然后在手中一搓，一段空间被搓成了一根弦。然后他捏起弦的两头，在空中打了一个结，再用手指这么轻轻一弹，于是，弦振动了起来，这就是夸克。接着上帝又用同样的手法制作了胶子、中微子、费米子、玻色子……最后，他用眼花缭乱的迅捷手法不知怎么地就用这些“子”组成了质子、中子、电子、原子、分子、金子、银子…… 如果上帝可以听见振动着的弦发出的声音，那么每一个基本粒子就是一个音符，原子就是乐句，分子就是乐段，世间万物、你和我就是乐章，整个宇宙就是一首恢宏的交响乐。这首交响乐从宇宙诞生的

68. 人类如愿以偿地把原子核击碎了，并且发现原子核是由质子和中子组成的，还惊讶地发现，原来用来做子弹的α 粒子，其实就是由两个质子和两个中子组成的。既然质子能被加速，那么电子也能被加速，用电子做子弹的好处就在于电子比质子还要小1000倍，正如我们前面所说的，子弹越小探测得越精确。但子弹光是小没用，还要力道足够大，也就是速度足够快，这样才能击碎目标。于是要提高电子的速度，就需要更强的电力和更长的加速距离。

69. 而且我们发现引力比电磁力弱得多的多。比如把一根塑料棒在头上擦两下，就能把桌上的纸片轻而易举地吸起来，也就是说在头上擦两下产生的电磁力，就远远大于整个地球对纸片产生的引力。 爱因斯坦在人生的最后三十年中，一直致力于把引力和电磁力统一到一个数学表达式中，这被称为“统一场理论（GUT）”。爱因斯坦认为如果统一了引力和电磁力，他就找到了这个宇宙中最深的奥秘，并且他坚信利用他发现的广义相对论能够找到这个统一场理论。然而，爱因斯坦苦苦追寻了30年，直到去世，也没有把这个理论堡垒给炸掉

70. 于是，又有两种最基本的力被发现，一种叫作弱核力，它是产生物质的放射性现象的根本原因；另一种叫作强核力，这种力把质子和中子结合成了原子核。

71. 2013年北京时间10月8日下午6点45分，在瑞典斯德哥尔摩音乐厅，白发苍苍的希格斯老先生激动地坐在台下，这位84岁的老人为了这一天，足足等了将近半个世纪。虽然诺贝尔物理学奖还未正式揭晓，但是几乎所有人都知道，今年的这个奖项非他莫属，老先生含泪等待着宣布结果的那一刻。瑞典皇家科学院没有让希格斯老先生失望，2013年的诺贝尔物理学奖众望所归地颁给了希格斯和比希格斯小3岁的恩格勒，以表彰他们在49年前提出的希格斯玻色子模型。就在一年多前的2012年7月4日，欧洲核子研究中心正式宣布，他们以99.99994％的置信度发现了希格斯玻色子。这条消息在那一年绝对是整个科学界的第一大新闻，所有报纸的头版头条都在追踪报道这个事件，无数科普文章铺天盖地地向公众涌来，很多知名科学家认为这是物理学四十多年来最重大的发现之一，堪比登月。为什么希格斯子如此重要？因为这是整个标准粒子模型中最后一个没有找到的粒子，而恰恰是这最后一个粒子又是最为重要的一个粒子，它产生了世间万物的质量，你想想，如果没有了质量，那么我们所见的一切有形物都将不复存在，因此，希格斯子还有另外一个非常震撼的别名——上帝粒子。

72. 十几亿年前，距离这里有数百万个河外星系之外，两个黑洞发生了碰撞。它们彼此围绕旋转了亿万年，好像是求爱的舞蹈，每一圈后都在加速，呼啸着靠近对方。到了它们间距只有几百英里的时候，它们几乎以光速旋转，释放出强大的引力能量。时间和空间被扭曲，像是壶里面煮沸的水一样。在不到一秒钟的分毫瞬间里，两个黑洞终于合并为一，它们辐射出比全宇宙的恒星辐射出还多几百倍的能量。它们生成了一个新的黑洞，质量约是62个我们的太阳一般，面积几乎和缅因州一样。在它（新黑洞）平静下来的过程中，逐渐形成一个扁平的球状，最后几缕颤抖的能量逃离出去。然后时间和空间再次寂静了。 黑洞碰撞产生的引力波向四周传播，旅途中随着距离衰减。在地球上，恐龙崛起，演化，消亡。引力波继续前进，大概五万年前，引力波到达了我们的银河系，正当智人开始取代其近亲尼安德特人，开始成为地球上最主要的人猿。100年前，爱因斯坦，灵长类物种中进化得最先进的人类的一员，预言了引力波的存在，激发了数十年的猜测和无果的寻找。20年前，一个巨大的探测器开始建设：the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory（LIGO）。终于，在2015年的9月14号，在中午11点（中欧时间）前，引力波到达了地球。Marco Drago，一位32岁的意大利籍博士后学生，全球LIGO科学合作组织的成员，成为第一个注意到它们的人。Marco当时坐在位于德国汉诺威阿尔伯特·爱因斯坦研究所他自己的电脑前，远程观看LIGO的数据。引力波出现在他的屏幕上，就像一个被压缩了的曲线，不过LIGO装置着全宇宙最精致的耳朵，可以听到千亿分之一英尺的振动，应该仿佛听到了被天文学家称为「蛐蛐叫」的声音——一声微弱的由低到高的呼叫。一