淘客熙熙

主题:【讨论】说说我最近看到的脑洞 -- 明心灵竹

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家园 超级观测者,是机缘巧合,没有那么神秘

生物起源学说现在比较流行化学起源,即机缘巧合,在某种特定的条件下,产生了最初的生命。这个生命然后演化到现在形成复杂的生命体。

我的猜测是这个学说的超级版本---超级观测者也是如此,它并不高级,更不“超级”,是相当原始的,是机缘巧合形成的。但是它是转折点,是第一个有“意识”的东西,开启了现在观测到的宇宙形成。所以叫它“超级观测者”。这个猜测比较符合“人择原理”。

家园 没啥特别

当时半梦半醒,大概是赤道够长,一圈又一圈,容易观测火车行走?

家园 唯物主义不是天然正确

说一些最近思考。

世界的本源在于整体和部分,也就是分与合,因为整体1的信息量为0,至少有两个性质不同的事物组合才能产生不为0的信息。

所以说这个世界的根本法则是矛盾,有正电荷,也要有负电荷。

量子力学不是讲表象吗,这个表象体现在世界里应该也有很多,其中一个应该就是物质——意识表象,作为基本的两个单位相互作用,产生更多事物。

唯物主义不是天然正确的,倒不如说没有唯心主义存在也无所谓唯物主义。

家园 其实我压根不关心唯心还是唯物

有神还是没神

可惜孟兄一上来给我那片子定个宣传宗教的性质实在让人很纠结。

我觉得我跟孟兄都算无神论者,不过他是否定神的,我是无所谓神爱有没有管我pis。

家园 没准穿过黑洞就跑出去了哈哈

建议老兄看下西部世界

家园 应该不行

狭义相对论有两个著名的推导效应:钟变慢(时间膨胀),尺缩短。例如当卫星在绕地球高速运动时,其搭载的原子钟同时受到狭义相对论的钟慢效应和广义相对论的引力场效应(钟变快)的影响。这样很容易推出如果火车以光速前进且不受引力影响的话,火车上的时间相对地球会变成无穷大,而运动方向上的长度则变为零。

从地面观测的角度来说,时间仍然存在。但这个时间是地面时间而不是火车时间。而火车的形状来说,在其前进方向其长度将缩减为零。所以你如果在侧面看的话看到的是一条线,正面和背后看的话应当是火车的二维投影。在地面上是看不到你在火车运动方向跑步的。

在火车本身来说,如果不考虑质能转换的问题,你仍然处于一个惯性系统内。对于你的主观观测来说,地球是在以光速运动。你仍然有自己的惯性系统内的统一时空。所以理论上你可以跑步。

问题在于你的火车是以光速前进的。一旦达到真正的光速,问题就出现了。

洛仑兹变换建立在相对论之前。洛仑兹理论本身是没有速度上限的。爱因斯坦在使用洛仑兹变换的时候引入了“光速不变”这个概念。同时又引入“各惯性系完全等价不可区分”的概念。这样,在各个惯性系中,时间都是等价的。这个等价必须符合洛仑兹变换。然而产生的问题是,时间虽然等价,但时间却是相对的。如前所述,你在火车上观测,地球在以光速运动,所以地球上的钟变慢,尺缩短。

这对于习惯了牛顿绝对时空概念的人来说很难理解。在牛顿的时空观中,空间和时间各自独立存在。也就是说如果空间是三维的,时间是独立的第四维,如果空间是十八维的,时间是独立的第十九维。于是爱因斯坦的老师闵可夫斯基(Minkowski)提出说为啥要把时间当作独立的一维呢,如果把时间看作不可分割的第四维度,那么在这个四维几何空间中任意两点的距离可以用下式来表示:

dS^2=dX1^2+dX2^2+dX3^2+dX4^2

X1,X2,X3,X4 分别代表长、宽、高、时间与光速的积。而相对论的表述则表明 dS=0 (证明和推导从略)也就是说以光讯号在四维时空内联系的任意两点的间隔(separation)为0。这里的间隔不是三维空间的距离,而是类似三维距离的概念。闵可夫斯基用 separation 而不是 distance 来特意表明这一点。而要满足dS=0,很显然 X4 必须是0或是虚数。

这样,当X4是实数时,dS^2大于等于0,当X4是虚数时dS^2可能小于等于0。这里dS^2>0 被称为“Space-like separation”(类空间间隔),dS^2<0 被称为“Time-like separation”(类时间间隔),dS^2=0 则被称为 “Light-like separation”(类光间隔)

闽氏空间的一个重要用处是定义物体的“固有时间”。前面说过,由于相对论说时间也是相对的,不存在绝对时间,这和大多数人的经验相反。大多数人的经验是时间总是向一个方向前进的。那么时间的方向性从哪里体现出来呢?这表现为物质的不可逆积累性质。例如小孩总是长成大人而不会逆生长等等。另一个常见的不可逆积累则是一个封闭系统中熵的积累。这表明每个物体都有自己经历的客观时间。而这个时间被称为物体的“固有时间”( proper time )。

通过对闽氏空间的引申,“固有时间 dt'”可以定义为下式(证明和推导从略):

dt' = dt√1-(v^2/c^2),

从这个公式可以看出,物体的越速度接近光速,v^2/c^2就越大,dt' 就越短。所以双生子佯谬中坐高速飞船的一方经历的固有时间短,所以就更加年轻。然而当速度等于光速时,固有时间就衰变为0。也就是说固有时间在光速条件下没有意义了。如果没有时间的概念,你在列车上怎么跑步呢?也无所谓速度了。

同样的道理,当光子以光速前进时,其固有时间是0。这样光子的各种奇怪的性质(如波粒二相性)就很好解释了。

闵可夫斯基到底是爱因斯坦的老师。引入闽氏空间后,相对论就有了方便的几何表达形式。从而为爱因斯坦此后创立广义相对论奠定了基础。

通宝推:独草,ton,
家园 非常感谢!

这个回复够专业,够我消化一段时间的了。。。。

家园 还以为你要引入广义相对论呢

赤道是个圆环。如果要以光速绕赤道行进而不逃逸就等于说是在绕着黑洞行驶了。

另外,楼下说的是狭义相对论的解释,有些东西像绝对参照系之类帮助理解可以,但不是狭义相对论的范畴。双生子佯谬用广义相对论来解释更简单。

物体在四维时空中的运动轨迹被称为“世界线”。这个轨迹是物体的历史所组成的事件序列的时空坐标的总和。在物体历史轨迹的任意两点之间的间隔在数学上可以用积分来表示。楼下所说的“固有时间”则是这个积分除以c。世界线是不依赖参照系而客观存在的。双生子年龄不一致的原因是飞船的孩子和地球上的孩子经过的世界线长度不同。一般情况下,飞船上的孩子可能会更年轻,因为经过的世界线更短。但如果条件合适,也不是说地球上的孩子经历的世界线就不会更短。

通宝推:陈王奋起,
家园 其实,问题在于,

如果宇宙是被设计的,那么,是谁设计的?如果最后给出答案是上帝设计的,那肯定是宗教宣传了。如果没有给出答案,那么有五成的可能是宗教宣传。

活在当下,披着科学外衣的谎言最能忽悠人。当然,已知相对于未知,确实太单薄。

家园 不一定非要有个上帝

一个大型网游的gm算上帝么?黑客帝国中agent smith 算上帝么?oracle算上帝么?甚至极端点造物主算上帝么?

事实上当那个世界造出来的一刻起就不完全属于那个白胡子老头了,否则为什么会出现一代二代等等的matrix,否则为什么会出现smith这种他自己都对付不了的程序?上帝不是万能的么?

这就是为什么我无所谓上帝,如果有上帝且他对我有欲有求对不起他是可以战胜的,可以被战胜的不配做上帝。反过来如果上帝对我无欲无求他跟我其实没有毛关系。或者可以这么说 当上帝开始主观影响这个世界的时候他就已经不是上帝了。

家园 十分感谢!

我在高中之后就再也没有接触过物理了。。。。

偶然一个半梦半醒的想法,居然得到孟兄及任兄两位详细的解答,幸甚!

结合你的与楼下任兄的帖子,我又有一个问题:

假如飞船以光速行驶了两秒(地球时间),之后又慢了下来,这地球上的两秒钟内,飞船上的时间是不存在的,(这样也可以解释为啥飞船上的孩子更年轻吧?),在这两秒钟,飞船上的人的状态如何?是生是死?不生不死?

家园 【原创】你的问题等于是说你在这一刻是生存的吗?

如果固有时间不存在,那么这地球上的两秒对于飞船上的人是无所谓的。飞船上的人只关心自己的固有时间。其固有时间在光速下为0。那么对于飞船上的人来说(假设他们还能生存),从进入光速的一刻到出了光速的一刻都是同一刻而已,是他们世界线上的一个点而已。那么同样的哲学问题是:

就算在地球上,现在的你在这一刻是生存的吗?

很显然,我们认为我们是生存的。我们怎么知道在12点和12点零零零零零一纳秒之间我们是生存的?这是因为我们在12点是生存的,在12点零零零零零一纳秒也是生存的。所以我们认为在此之间我们也是生存的。这就是个微积分的关系,在世界线的任意两点之间的状态由这两点的瞬时状态来推定。

当然,如果两点之间的间隔太大,则推论的误差就很大。举例来说,十年前某人富有,十年后某人更富有,但中间这十年可能他经历过一次08年经济危机,财富缩水过一次,但后来又以更快的势头增长了。换言之,间隔越大,曲线就越不平滑,波动越大。

而当这个间隔趋近于无穷小或零的时候,则推论的误差就可以忽略或没有意义。

所以对你的问题的回答应当看在进入光速前的瞬间以及脱离光速后的瞬间宇航员是否活着。如果两者不一致则表明宇航员的生存状态发生了改变。

你的这个问题其实就是“薛定谔的猫”的另一种表达形式。“薛定谔的猫”佯谬在于他暗含了对脱离状态后的情况的预见。由于在当时还没有发生,那么自然我们无从知道这只猫到底是生还是死。但这并不代表在任一时刻,猫是在活着和死了的双重状态,只不过我们所取的世界线间隔太大没有触及这一点而已。

如果我们把“薛定谔的猫”的设定稍微改动一下,薛定谔不再是过一小时才去看这只猫是死还是活,而是每隔一个纳秒去看这只猫是死还是活,那么我们就可以很肯定的把猫的死活状态缩减到纳秒一级。

这个间隔可以一直变小直到我们满意为止。当然,如果间隔趋近于无穷小,那么就等于容器一直打开着,观察一直在发生。这就变化为我们的日常生活经验了。

这在统计学上其实就是采样的范围和频率的问题。采样越多越频繁,采样区间越小,数据越多则统计越精确。量子力学主要是个统计力学。波函数说穿了其实就是个对“在已知时间和地点找到该粒子的几率”数学描述而已。用爱因斯坦的话来说(大意)量子力学就是对某个未知的更完美的理论的统计近似而已。

通宝推:乔治·奥威尔,任爱杰,
家园 飞船和人都无法达到光速

当他们接近光速时,惯性质量趋向无穷大,这个时候所有宇宙的能量都给他们加速都不够了达到光速了。。。

家园 存在。对不起回答晚了

这几天有事,回答晚了。

上一贴说过,波函数就是一种物质,不能只以为粒子才是物质,这的确是世界观的问题。既然是物质,波函数就是一直存在的。

上一贴也回答过,波函数互相观测,所以没有超级观测者。就好比说物质是相互作用的,没有上帝对物质施以第一推动。这个应该容易理解。

观测的意思,等价于“相互作用”。

月亮的存在,是星球之间相互作用的结果,或者说星球波函数之间相互观测的结果。人的观测造成的影响,相对于星球之间的作用是渺小的,所以人不观测时月亮也存在。这就是所谓宏观世界。

而一些微观实验中,人的观测造成的影响相对就大多了,这时量子力学现象就特别明显。

家园 也不是没有可能性

他这个只是个思想实验,必然要忽略某些条件的。如果考虑质能转换的话,不单单是不能加速到光速,加到很接近就受不了了。

但是也不是说完全没有可能性。如果只是用传统的工质发动机以反作用力推进当然会出现质量无穷大的现象。但如果用曲率引擎(Alcubierre Drive),那么理论上来说是有可能的。广义相对论说时空实际上是弯曲的。这样,如果飞船前后的曲率不一样,飞船就会顺着曲率往前走了。这并不要求无穷的能量,而只要求把飞船前后的曲率不断改变就行了。而且飞船本身来说处于一个平滑时空内,仍然符合广义相对论的短线自由落体。所以不用担心飞船会出现什么问题。因为飞船本身没有“动”,动的是时空本身。

NASA 2011 年的这篇论文讨论了这个可能性 ( https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110015936.pdf )得出的结论是曲率引擎数学上可的证明没问题,但由于要求负能量实现起来将很困难。

另外,光速不变是爱因斯坦在狭义相对论里做出的公设。这个公设是基于迈克尔逊-莫雷实验等各种观测而总结的。但是到了广义相对论里面,这个公设其实是个推论。广义相对论讨论的是非惯性系和非平直时空。狭义相对论只在平直时空的惯性系中有意义。但在任何时空点附近都可以认为有局部惯性系,如果假设它们等效则光速处处存在上限 c 。而广义相对论甚至指出自身不完备。在奇点处,广义相对论也是失效的。

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