먼저 그를 이해합시다. 스티븐 호킹은 1942 년 10 월 8 일 영국 옥스포드에서 태어났다. 1959 옥스포드 대학에서 물리학을 공부하고 1962 캠브리지 대학에서 박사 학위를 받았습니다. 1963 년 근위축측색경화로 진단받고 휠체어를 탔습니다. 1965 에서 제인 와일드와 결혼하다. 호킹은 평생 물리학을 연구하여 물리학 교수로 봉쇄되었다. 그의 많은 논문과 작품이 각종 물리학상을 받았다. 1985 중국을 처음 방문해 강연을 했습니다. 시간간사' 는 1988 에 출간돼 수천만 권을 팔았고, 지금까지도 코프도서 1 위에 올랐다. 천체물리학에 대한 그의 연구는 우리가 우주를 이해하는 데 선구적인 역할을 하였으며, 그의 성과는 인류가 더 높은 문명에 대한 탐구를 지지하기에 충분했다. 그는 옥스퍼드 대학의 루카스 교석인데, 이 교석은 일찍이 뉴턴이 담당한 적이 있다. 불행히도 호킹은 20 18 년 3 월 4 일에 세상을 떠났고, 그의 출발은 우리가 우주를 탐험하는 시간을 연장시킬 것이다. 우리는 이 위대한 물리학자가 그립다. 나는 그의 작품을 하나하나 해석할 것이다.
이번에 본 책은' 껍데기 속의 우주' 로 호킹의 두 번째 책이자' 시간의 약사' 의 연장독서로 일부 내용을 심도 있게 설명했다.
그런데 이 책은 왜' 껍데기 속의 우주' 라고 불리나요? 그것은 시간의 간략사에 대해 어떤 심도 있는 연구를 했습니까? 천천히 내 말을 들어라. 이해하기 쉽도록, 나는 이 책을 세 부분으로 나누었다.
첫째, 상대성 이론과 시간의 형성;
둘째, 껍질 속의 우주;
셋째, 시간의 현이 다원합주이다.
호킹의 책에는 일정한 독서 문턱이 있으며, 기본적인 천체물리학 지식을 알아야 하며, 천문학 애호가들에게는 이해하기 쉽다는 것을 다시 한 번 강조하고 싶다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 독서명언)
첫째, 상대성 이론과 시간의 형성
20 세기 인류의 가장 큰 업적은 상대성 이론과 양자역학을 발견하여 근본적으로 인류 문명을 추진하는 것이다. 상대성 이론의 제안자인 알버트 아인슈타인 (Albert Einstein) 1879 년 독일에서 태어나 부모와 함께 이주해 중장년 동안 미국에 정착했다.
19 말 과학자들은 속도와 상대적 운동의 편의를 위해 우주가' 이더넷' 으로 가득 차 있다고 상상하며, 에테르가 절대적으로 정지되어 빛과 전파가 에테르를 통해 전파되는 것을 마치 음파가 공기나 물 속에서 전파되는 것처럼 생각한다. 우리 모두는 물리학 상식을 알고 있습니다. 두 대의 자동차가 상대적으로 주행한다고 가정하면, 이 두 차의 상대 속도는 각자의 속도의 대수와 합이다. 만약 그들이 같은 방향으로 운전한다면, 그들의 상대 속도는 각자의 속도의 차이이다. 하지만 빛은 그렇지 않습니다. 네가 매끄럽든 역광이든 광속은 너에게는 변하지 않는다. 심지어 일부 과학자들은 물체가 에테르를 움직일 때 수축하고 시간이 느려질 것이라고 제안했다.
아인슈타인은 1905 가 쓴 논문에서 사람들이 그가 공간에서 움직이는지 여부를 감지할 수 없다면 이더넷의 개념은 불필요하다고 지적했다. 그는 빛의 속도가 물체의 움직임과 무관하며 모든 방향에서 동일하다는 개념을 버려야 한다고 지적했다. 즉, 시간이라는 보편적인 양이 모든 시계에 의해 측정된다는 개념을 버려야 한다. 반대로, 모든 사람은 자신의 사적인 시간을 가지고 있다. 모든 자유활동 관찰자에게 자연의 법칙은 동일해야 한다. 상대성 이론의 관점은 오랜 시간이 지나서야 널리 받아들여졌다. 상대성 이론의 중요한 추론은 질량과 에너지의 관계이다. 아인슈타인은 유명한 공식을 제시했다: e = MC? 이 공식은 이 책과' 시간의 간략사' 중 유일한 것이다. 미국인들은 이 공식으로 원자폭탄을 개발해 맨해튼 계획이 결국 일본 히로시마와 나가사키에 원자탄 두 개를 투하할 계획이다.
상대성 이론과 전자기학의 법칙은 매우 조화롭지만 뉴턴의 만유인력의 법칙과는 어울리지 않는다. 뉴턴 만유인력의 법칙은 어떤 지역에서 물질의 분포를 바꾸면 주변의 중력장이 순간적으로 감지된다는 뜻이다. 뉴턴은 시간과 공간이 독립적이고 절대 또는 우주 시간이 있다고 생각한다. 그래서 아인슈타인의 상대성 이론은 이때' 협의상대성론' 이라고 불리는데, 두 가지 가설이 포함되어 있는데, 하나는 협의상대성론의 원리이고, 하나는 광속이 변하지 않는 것이다.
19 12 까지 아인슈타인은 갑자기 시공간의 기하학이 휘어지면 지금의 가정처럼 평평하지 않으면 중력이 시공간과 연결될 수 있다는 것을 깨달았다. 이 새로운 이론은' 광의상대론' 이라고 불리며, 공간과 시간을 한 사건의 수동적인 배경에서 우주역학의 주동적인 참여자로 전환한다.
아인슈타인은 여전히 우주가 정적이라고 생각했기 때문에, 그는 그의 방정식에' 우주 상수' 를 추가했다. 만유인력의 법칙에 따르면 모든 물질은 상호 유인 효과가 있고, 균형은 우주 상수가 제공하는 밀어내기 효과로 균형을 이루고 우주의 정지 상태를 유지하기 때문이다. 허블이 우주가 실제로 팽창하고 있고 팽창 속도가 점점 빨라지고 있다는 것을 발견했을 때. 아인슈타인은 우주 상수가 그의 일생에서 범한 가장 큰 실수라고 말했다. (당시의 연대에 따르면 우주 상수의 역할은 정말 불필요하지만, 현재의 과학적 업적에 따르면 우주 상수는 실제로 존재한다. 왜냐하면 우리 모두 우주가 계속 팽창하고 있다는 것을 발견했기 때문이다. 누가 이런 확장에 힘을 주었습니까? 지금까지도 답이 없다. 우리는 그것을' 암흑에너지' 라고 부르는데, 그것은 사실 우주 상수이다. 우주가 팽창하고 있다는 사실을 발견한 뒤 이번 팽창은 약 654 억 38+03 억 7000 만 년 전의 특이점으로 빅뱅을 통해 지금의 모습으로 변한 것으로 추정된다. 그 특이점은 시간의 시작이다. 질량이 큰 별이 사망하면 블랙홀이 되어 중력의 빛도 빠져나갈 수 없게 되어 시간의 끝이 된다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 블랙홀명언) (윌리엄 셰익스피어, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀) 아인슈타인은 상대성 이론이 두 순간에 모두 무효이기 때문에 시간이 시종일관 있다는 것을 진지하게 받아들인 적이 없다. 나중에 양자론이 등장하면서 아인슈타인은 충격을 받았다. 그의 좌우명' 신은 주사위를 던지지 않는다' 는 것은 양자역학이' 불확실성 원리' 를 제시했기 때문이다. 즉, 우리는 물체의 현재 속도와 위치를 정확하게 측정해야 물질의 운동 법칙을 판단할 수 있기 때문이다. 속도가 정확할수록 위치가 정확하지 않고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 아인슈타인도 광전 효과 연구와 해석으로 노벨 물리학상을 받았다.
20 세기에 세계의 변화는 그 어느 세기보다도 크다. 그것은 정치나 경제의 변화가 아니라 기초과학 진보로 인한 기술의 거대한 발전이다. 아인슈타인 외에 누가 이러한 진보를 대표할 수 있습니까?
여기까지 말하자면, 우리는 여전히 우리를 오랫동안 괴롭혔던 문제, 즉 시간을 토론해야 한다. 시간은 도대체 무엇입니까? 어떻게 시작되었고, 우리를 어디로 이끌었을까요? 이 책에서 저자는 시간에 대한 신뢰할 수 있는 과학 이론이나 기타 개념은 반드시 가장 조작성이 있는 과학 철학에 근거해야 한다고 말한다. 이것이 바로 증명주의와 과학자의 지칠 줄 모르는 정신이다. 뉴턴은 그가 출판한' 수학 원리' 에서 첫 시간과 공간의 수학 모형을 제시했다. 그는 시간과 공간이 모든 사건의 배경이며 그들의 영향을 받지 않는다고 생각한다. 시간과 공간은 서로 분리되어 있고, 시간은 단선으로 양끝을 향해 무한히 뻗어 있다. 하지만 사상이 발전함에 따라 아인슈타인은 우주의 물질과 에너지의 분포가 시공간을 뒤틀어 더 이상 평평하지 않게 만들었다는 일반 상대성 이론을 제시했다. 시간과 공간은 불가분의 관계가 있어서, 사람들은 단지 공간을 구부릴 수 없고, 시간을 안전하게 만들 수 없다. 그들은 활동에서 활발한 참가자가 되었다.
일반 상대성 이론은 시간과 공간이 우주와는 별개일 뿐만 아니라 서로 독립적이라고 생각한다. 그것들은 우주의 측량에 의해 정의됩니다. 즉, 시작도 끝도 있고, 이로 인해 우주가 이 불안한 문제를 창조하게 됩니다. 왜냐하면 이 문제는 과학 왕국 밖에 있기 때문입니다. (존 F. 케네디, 과학명언) 우리가 관찰한 우주의 팽창과 마이크로웨이브 배경 복사에 따르면 우주는 654 억 38+037 억년 전 특이점 빅뱅과 함께 지금처럼 변했다고 추측할 수 있다. 돌이켜 보면 시공간은 배 모양의 원뿔로 시공간의 모양이다.
저자와 그의 파트너의 이 발견은 과학계에서 광범위한 토론을 불러일으켰다. 고차원 공간으로 깊숙이 들어가지만, 이 분야는 항상 수수께끼였다. 일반 상대성 이론과 양자론을 바탕으로 만물 이론을 발견해 고차원 공간을 열어본다. 끈 이론이 생겨났고, 기본 입자를 진동할 수 있는 1 차원 현으로, 길이밖에 없다. 이 현 진동의 다른 주파수는 다른 입자를 나타냅니다. 나중에 저자의 파트너 폴 타운센드 (Paul Townsend) 는 끈 이론을' P 막' 이론으로 최적화했다. 즉, P 막은 P 방향으로 길이가 있어 P = 1 의 막이 현, P = 2 의 막이라는 것을 알 수 있다.
둘째, 껍데기 속의 우주
말하자면, 이 책의 제목인' 껍데기 속의 우주' 를 돌이켜봅시다. 이름의 영감은 셰익스피어 햄릿 (Shakespeare Hamlet) 의 문장에서 비롯된 것입니다. "내가 껍질에 갇혀도 나는 여전히 내가 무한한 공간의 왕이라고 생각합니다." 이 말에서 우리는 우주의 무한한 공간을 느낄 수 있다. 과학으로서, 우리는 우주를 이해하려고 노력하고, 가능한 한 완전한 그림을 얻어야 한다. 하지만 허블 망원경을 통해 우주 깊숙한 곳을 보면 우리는 놀라움을 금치 못할 수밖에 없다. 우리가 보는 것은 수억 개의 은하입니다. 각 은하에는 수억 개의 별이 있고, 많은 별 주변에는 행성이 있습니다. 예를 들어, 우리 은하계를 예로 들자면, 반면의 수직 방향에서는 별의 아주 작은 부분만 볼 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 과학명언) 그리고 20 세기 초에 허블은 다른 은하 스펙트럼의 붉은 움직임을 관찰함으로써 거의 모든 은하가 우리에게서 멀리 떨어져 있다는 결론을 내렸습니다. 이 사실은 우주가 팽창하고 있고 팽창을 가속화하고 있다는 것을 증명한다. 뒤로 팽창하면 우리가 받아들이기 어려운 통증이 생길 수 있는데, 그것이 바로 우주의 기원이다. 654 억 38+03 억 7 천만년 전, 시간과 공간은 특이점으로 비틀어져 열폭발을 통해 지금의 모습으로 변했고, 이때 모든 물리 법칙은 무효가 되었다. 그 순간부터 우주의 진화 방식은 무수히 다양하며, 우리가 지금 보고 있는 우주는 이 수많은 방식 중 임의로 선택된 것 중 하나일 뿐이다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언)
이 결론은 상대성론과 양자역학의 불확실성 원리에 근거한 것이다. 우리는 하나의 질점이 A 점에서 B 점에 도달해야 한다는 것을 알고 있는데, 직선 거리가 가장 짧다. 하지만 불확실성 원리는 이 입자가 A 점에서 B 점까지 무수한 경로를 가지고 있고, 태양을 한 바퀴 돌고 B 점에 도달할 수 있다는 것을 알려준다 .. 물리학자 파인만은 모든 가능성에 근거하여 우주는 여러 역사를 가져야 한다고 계속 추론했다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 과학명언) (윌리엄 셰익스피어, 물리학자, 물리학자, 물리학자, 물리학자, 물리학자, 물리학자) 호킹은' 허황된 시간' 이라는 개념을 도입했는데, 그것은 우리가 흘러가고 있다고 느끼는 통상적인 실제 시간에 직각이다. 수학적으로 우리는 실수를 배웠는데, √-5 와 같은 허수에 해당한다. 우주의 모든 가능성의 역사는 가상 시간에 있고, 실제 시간의 역사는 가상 시간의 역사를 결정하며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 허황된 시간이 반드시 시작과 끝이 있을 필요는 없다. 그것은 제한적이지만, 구체처럼 경계가 없다. 하지만 공간은 평평하지 않습니다. 어떤 곳에서는 중력이 작고 공간이 팽창합니다. 어떤 곳에서는 중력이 강하여 은하를 형성한다. 따라서 가상 시간의 구체는 껍데기처럼 균일하지 않다.
실시간으로 발생하는 모든 것은 암호로 이 셸에 저장됩니다. 우리는 껍데기에 묶여 있을 수도 있고, 자신이 무한한 공간의 왕이라고 생각할 수도 있다.
셋째, 시간의 현의 다중합주.
독립적인 차원으로서 시간은 종종 우리의 상상력을 자극한다. 우리는 가속, 감속, 뒤틀림, 심지어 퇴보가 어떤 모습일지 궁금하다. (존 F. 케네디, 시간명언)
인간은 항상 미래를 예측하고 통제하려고 하는데, 이것이 점성술이 이렇게 유행하는 이유이기도 하다. 현대 과학자들은 항상' 과학 결정론' 을 찾아 미래를' 계산' 하고 싶어한다. 그러나, 만약 우리가 사물의 미래 상태를 알고 싶다면, 그것의 현재 상태를 알아야 하지만, 불확실성은 우리가 동시에 입자의 위치와 속도를 정확하게 측정할 수 없다는 것을 알려준다. 위치가 정확할수록 속도가 더 정확하지 않고, 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 측정 자체가 입자의 움직임에 영향을 미치기 때문에 우리는 손을 댈 수 없다. 하지만 양자역학은 물리학자 슈뢰딩거가 발견한 방정식을 파동 함수라고 하는 새로운 이론을 제시했다. 우리는 입자의 정확한 위치를 알지 못하지만, 이 입자가 공간의 모든 점에 나타날 확률을 계산할 수 있습니다. 이것이 파동 함수가 해야 할 일입니다. 그러나 새로운 문제가 발생했다. 파동 함수를 사용하기 위한 전제는 시간이 매끄럽고 연속적이어야 한다는 것인데, 이는 뉴턴 물리학에서 분명히 문제가 되지 않는다. 특수 상대성 이론에서, 즉 모든 사람은 자신의 시간 척도를 가지고 있고, 절대적인 시간은 없으며, 파동 함수로 계산할 수도 있다. 그러나 일반 상대성 이론에서는 분명히 실패했다. 일반 상대성 이론은 시공간이 평평하지 않고 구부러지고 물질과 에너지가 시공간을 변형시킨다고 말한다. 예를 들어 블랙홀, 블랙홀로 흡입된 물질의' 정보' 가 일시적으로 없어진다. 호킹의' 호킹 방사선' 은 블랙홀이 완전히' 블랙' 은 아니지만 입자를 방사한다고 말했다. 블랙홀의 사건 지평선 가장자리에서 허실입자 쌍 중 하나는 충돌이 소멸되기 전에 블랙홀로 빨려들어가고, 다른 하나는 소니일 뿐 중력에 끌리지 않는다. (윌리엄 셰익스피어, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀) 이때 블랙홀은 P 막으로 간주되고 입자와 막이 충돌하여 파동을 일으킨다. 서로 다른 방향의 파동이 겹쳐져 뾰족한 가시가 생겨났고, 그 중 작은 조각이 부서져 입자로 발사되었다. 이 모델에서 블랙홀에 떨어지는 물체에 대한 정보는 P 막에 있는 파동의 파동 함수에 저장됩니다. P 막은 평평한 시공의 얇은 조각으로 간주되어 매끄럽기 때문에 슈뢰딩거 방정식을 사용하여 미래의 파동 함수를 계산할 수 있습니다. 따라서 세계는 예측할 수 있다.
그럼, 우리 돌아갈 수 있을까요? 고급 문명이 과거로 돌아가 과거를 바꿀 수 있을까? 우리 모두는 빛이 가장 빠르다는 것을 알고 있습니다. 빛의 속도를 초과 할 수있는 것은 없으므로 시간과 공간을 직접 여행 할 수는 없습니다. 그러나 일반 상대성 이론은 시공간이 구부러진 것을 증명한다. 웜홀 연결 공간과 시공간의 다른 영역이 있을까요? 시공간의 큰 곡률을 구부릴 수 있는 방정식을 찾을 수 없다는 것은 상상일 뿐이다.
호킹은 우리가 현재 장악하고 있는 기술에 대해 큰 희망을 가지고 있다. 그는 생명공학과 전자생명의 발전이 우리의' 성간 여행' 꿈을 가속화할 것이라고 말했다. 그는 인류가 주변에서 점점 복잡해지는 세계에 대처하고 우주여행 등 새로운 도전을 맞이하려면 자신의 정신과 체질을 어느 정도 높여야 한다고 호소했다. 우리의 지혜를 높이고, 생물과 전자 기술을 결합시켜, 우리가 더 높은 삶의 경지에 오르게 하라! (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 지혜명언)
이 책은 다 썼다. 간단히 요약해 보겠습니다.
내가 말한 첫 번째 일은 아인슈타인이 어떻게 우주의 시공간을 형성하는가이다. 아인슈타인 이전에는 공간과 시간이 절대적이고 방해받지 않는' 절대시공관' 을 신봉해 왔다. 그러나 아인슈타인은 특수 상대성 이론을 통해 절대 시간의 개념을 깨고, 일반 상대성 이론을 통해 시간과 공간의 연계를 만들어 시공간의 모양을 부여했다.
다음으로, 호킹이 우주의 역사를 어떻게 만들었는지 말씀드리겠습니다. 호킹은 수학적 방법을 통해' 허황된 시간' 이라는 개념을 도입했다. 가상 시간은 실제 시간과 밀접한 관련이 있지만 실제 시간보다 더 유연합니다. 호킹은 허황된 시간의 우주 역사는 폐쇄적인 4 차원 구체로 특이점, 기원, 시작, 신이 창조할 필요가 없다고 지적했다. 이것은 소위 "국경없는 우주 모델" 입니다.
마지막으로, 호킹은 왜 우주의 역사가 껍데기라고 말합니까? 호킹은 넓은 의미의 상대성 이론과' 다중우주' 의 사상을 결합하여 우주가 확실히 여러 역사를 가질 수 있다고 생각하지만, 모든 역사가 인류의 생존에 적합한 것은 아니다. 우리가 가상 시간에 살고 있는 우주의 역사는 분명 약간 기복이 있는 4 차원 구체일 것이다. 이것은 실시간으로 은하, 별, 지혜의 생명을 형성할 수 있다. 이 약간 기복이 있는 우주는 우리 모두가 살고 있는 조개껍데기와 같다.
자, 오늘의 해석은 이것으로 끝납니다. 시청해 주셔서 감사합니다. 다음에 뵙겠습니다.