与霍金一起了解宇宙

Discovery真是个伟大的频道，霍金真是个伟大的科学家！本片共分三集，第一第二集都是四十五分钟左右，最后一集比较长，80多分钟。三部的内容分别是，外星人，时间旅行，一切的故事。本人最喜欢的是最后一集，因为它不仅像前两集一样有意思，而且在此之外还可以给我们很多启示。外星人存在，我完全完全不质疑这个事实。Such a enormous universe，怎么可能没有其他生命形式的存在？霍金列举了几种他认为可能存在的生命形式，感兴趣的话可以自己去看，我就不剧透了。时间旅行可以进行，我也不是特别怀疑。毕竟，我们高中政治书不是教过我们吗，人类的认识是没有界限的。只要能逃过2012，以及它之后千千万万次可能毁灭人类的劫难，我坚信我们一定可以时间旅行，“这个没有问题，你要注意”……霍金在此也列举了几种实现时间旅行的方式，我擦，简直是大开眼界！！！我完全被折服了，拜倒在霍金的轮椅下！我实在是很想说一下有哪些方式，但是还是留给感兴趣的自己看吧，我真的很想剧透！在介绍这些主题的同时，霍金还会讲解诸如黑洞，虫洞这样浩瀚的概念，让人觉得科学家都是神！最后一集，一切的故事。霍金从our whole universe is in a hot dense state开始，讲到了it all starts with a big bang（哈哈哈哈，我爱Sheldon）以来宇宙的变化过程。在一切还没有开始的时候，宇宙是没有时间和空间这两个我们take it for granted的概念的——这种状态真的很难想象。大爆炸把引擎打开了，一切开始运转起来。在宇宙的维度上来看，时间和空间被挥霍地很夸张，动辄几十亿年，或者几十亿光年。在几个最基本的物理法则的指导下，宇宙经过无法想象的漫长岁月之后形成了今天这个模样。我映像比较深刻的，是一个叫supernova的概念，中文叫超新星，指的是正在爆炸的、光芒比从前亮许多许多许多的恒星。（我还很喜欢一首歌，oasis的champagne supernova，Van推荐的。）总之，恒星和人一样，都会有寿终正寝的一天。我不大能说清楚它死去的完整过程，总之就是某些物质在核里翻滚煎熬。我想说的重点是，某些金属就是在一颗伟大的恒星爆炸的瞬间形成的，比如，金，铂。也就是说，如果追溯起一枚金戒指的渊源，那就是多少多少亿年前的一场supernova！我顿时对金肃然起敬！！过去不该一味褒钻贬金，觉得钻石纯洁金子俗气。我以后一定要认真买一件黄金饰品！又不知过了多少年，人出现了。一直有一种说法，大概是：经过多么多么辛苦的宇宙锤炼，才有了人的出现。现在觉得这个真是可笑。宇宙如此之大，物质的存在形式多得我们这辈子都探究不完。而且即便物质说完了，还有反物质啊。所以说人就是再普通不过的一种存在方式了，不只是人，连生命本身也是。生命对我们人来说，的确是神圣美好。但是放在整个宇宙的维度来说，生命就只是一种存在形式，生命用自己的方式存在，正如同行星恒星用自己的方式存在。人总是觉得自己很特别，是造物主的宠儿，其实对造物主来说，生命这个东西和其他存在形式，比如黑洞、尘埃，都应该是平等的。这么说来，在这个宇宙里，生命很特别，但是不应该有特权，人就更不应该有特权了。许多人还自诩为高级动物，对那么多的已知和未知不怀敬畏，真是大言不惭。在讨论《世界尽头和冷酷仙境》的时候，王美女说，只有能量是永恒的。现在想起来，觉得这句话相当有智慧。我现在能坐在这里打字，追溯起来，还是因为宇宙大爆炸的瞬间释放出来的能量，流转亿万次之后，传到了这里。以前想到自己要死，就用“人类还是会继续”来安慰自己；后来发现人类总会灭绝，就用“宇宙里还会有生命”来安慰自己。现在倒觉得这些安慰都没有必要了，因为即便生命会停下，能量还是会继续流转。以前觉得“生生不息”很让人欣慰，现在觉得“能量守恒”才是王道。但这不代表我冷淡了。每种存在形式都有自己的“天命”，都有属于自己的存在方式。我，作为人类的一员，生命概念的一部分，也有我自己应该做的事情，让我存在得有意义。（不知道“有意义”对其他存在方式来说会不会也是一种目的……？）而且我还是很爱地球的。霍金说，我们以后可能会搬到另外的星球上安家，可能会有一代人一辈子都耗费在飞向外太空的飞船上。当时我脑袋里第一个想到的，就是在Planet Earth里面看到的那些森林和高山，离开地球的人怎么会舍得它们呢？以前看到过一个和“庄子”有关的故事，不记得是在他写的书上，还是他经历过的了。总之，是说，两个国家什么的，哎呀，完全不记得了，面目全非。。好吧，总之好像是两个人在某个问题上非要争出胜负高下来，庄子就讲了一个故事，说在蜗牛的两个角上各有一个国家，两个国家的君王都在争谁的国家更厉害，庄子问面前的两个人，他们这样争，有意义吗。两个人觉得没意义，毕竟蜗牛角算什么，就算赢了又怎样呢。庄子又说，我们和整个宇宙比起来，可能连这个蜗牛角都不如，那还有什么必要争呢？以前觉得菲尔普斯肯定是世界之王，没有人游泳能够比过他。但是后来，特别是看了《碧海蓝天》之后，觉得世界上的高人多得很，而且他们中的大多数都不会在一个每四年举行一次的比赛中亮相。当菲尔普斯站在领奖台上的时候，说不定很远很远的一片海里，一个游泳天才正在和海豚比赛叻。拼搏绝对是必要的，好胜也不失为一种好品质，但是心态要端正，失败了不要把自己贬得一文不值，成功了也绝对不能不可一世，因为头顶的头顶，天外的天外，还有千千万万个星系。甚至，宇宙也不是终点。霍金说，也许还存在其他宇宙，那些宇宙受到完全不同的物理法则的支配。仅仅是几个最基本的原则的不同，如此孕育几十亿年，几百亿年，诞生的也一定会是一种连霍金也难以理解的世界吧。

霍金先生讲到了要以四维的角度看时间。所有的物体都是三维的，包括你和你坐的椅子，任何事物都有长度、宽度和高度。但是还存在一种维度，即时间维度。而所有的事物在时间上都有长度，人的寿命80余年，石头可以延续数千年，太阳系则能长达数十亿年。接着以台球桌为例，说明任何事物其实都有小洞和细缝（那为什么不以玻璃为例呢，这样更有说服力），相信这些在三维空间里最基本的物理原理同样适用于四维空间，即在时间的空间里虫洞无处不在。但是虫洞非常微小，是比原子分子还微小的量子泡沫，在量子的世界里，穿越时空的微小隧道或捷径，不断形成、消失、再形成，它们连接了两个独立的区域和两处不同的时间。不幸的是这种真实存在的时间隧道只有10 -33 厘米大小，人类或者宇宙飞船想要穿越其中的话只能通过把虫洞放大数万亿倍。此外，虫洞还面临另外两大致命问题，悖论和反馈。悖论。一个科学家拿着枪，装好子弹，然后穿越到了1分钟之前（虽然只是短短的1min，也足够说明问题），面对1分钟前还正在装子弹的这个自己开枪，过去的自己死亡了，那开枪的这个人又是谁？这便是个悖论，这完全说不通，这种情形是宇宙学家的恶梦。这样的时间机器会违背主宰宇宙的基本法则，使因果关系颠倒，倘若这样的事情发生，整个宇宙将不可避免地陷入混乱。因此霍金先生认为终究会有状况发生，从而避免悖论的出现，也总会有某种原因避免那位科学家处在射杀自己的困境中，既然如此，虫洞本身就是问题所在。至此，霍金先生认为，这样的虫洞根本不会存在，其原因就是反馈。反馈。以音箱为例，声音进入麦克风，经过电缆传送，再由扩音器放大，最终由音箱发出。但倘若有太多的声音由音箱返回麦克风，声音便会在此回路中不断折返，并被逐次放大，如不加阻止，反馈信号将毁坏音箱系统。霍金先生认为这同样适用于虫洞，只是虫洞传播的是辐射而不是声音，虫洞一旦张开，自然辐射是巨大的，进入其中并终结于回路，反馈会变得无比巨大以至于将虫洞摧毁。因此，尽管微型虫洞的确存在，但其生命之短暂则无法被用作时间机器。事实上，霍金先生基本不相信可以利用虫洞，或者其他可能手段重返过去，否则会导致悖论（我在想影片回到未来三部曲中主角回到过去面对自己和正被杀的博士，也是悖论，但影片中的穿越方式不一样），因此回到从前似乎永远不会发生，但对于历史学界却是一种解脱。这并不意味着所有时间旅行都不可行，霍金先生对时间旅行深信不疑，相信人吗能够跨入未来。第二种方式，环绕巨型黑洞。众所周知，如同流水一样，时间在不同的地点流逝的速度并不一样。在太空中负责全球定位系统（GPS）的31颗卫星，上面配备的计时系统已十分准确，但每天都会走快大约十亿分之一秒的三分之一，系统必须更正这些偏差，否则这一细微的偏差会导致地球上所有的GPS设备每天出现约6英里的误差。问题并不在于时钟，时钟走得快是因为在天空中时间本身就比在地球上快，产生这种现象的原因是地球巨大的质量。爱因斯坦意识到，物质滞延时间，物体越重滞延时间越长。这一惊人的事实，打开了一扇穿越未来的希望之门。恰好有一个符合条件的物体，银河系中心的特大质量黑洞，距离我们26000光年，是整个银河系中质量最大的物体，质量相当于400万个太阳。黑洞隐藏在大片气体和星体中，直径为1500万英里的黑暗球体区域，在自身重力作用下挤压成一个点，离黑洞越近引力作用越强。这使之成为一个天然的时间机器，未来宇宙飞船可以挑战利用这一奇观。它首先必须避免被吸入其中，关键要准确无误地沿切线驶过，处于完全正确的轨道并达到精准的速度，如果一切正常 宇宙飞船就会进入一个直径为3000万英里的巨型圆轨道，在这里它就安全了，它的速度足以避免其坠入黑洞。如果某航天局从地球或其他任何远离该黑洞的地方远程操控该任务，会发现飞船沿轨道运行一周需16分钟，但是对于飞船上的宇航员时间会减慢一半，每16分钟的轨道运行，他们实际只需用8分钟时间。试想当宇航员绕着黑洞转了5年返回地球（地球上已经过了10年），发现地球上所有人的年龄都比他们多增长5岁，宇航员们回到的是未来的地球，他们应该经历了一段空间更是时间的旅行。它优于虫洞的地方是不会产生悖论，并且不会在反馈瞬间摧毁自身，但它仍然非常危险,行路迢迢,而且也不能将我们带入非常久远的未来。第三种方式，趋近于光速旅行。一个奇妙的宇宙事实是，世界上存在宇宙速度极限速度（光速 186000英里/秒），这是世间最快的速度，也是最具权威的科学定理之一，以接近光速的速度移动你就能穿越至未来。试想有一条紧绕地球的极速列车专用轨道，假定这列虚幻列车无限接近光速，列车上的乘客手持通向未来的单程票。列车一圈又一圈绕地球行驶不断加速 ，无限接近光速意味着达到每秒7圈。但无论列车有多大动力，物理法则的限定使它永远无法到达光速，但我们假定它无限趋近于光速，仅略微慢一些。相对于列车外 ，列车内的时间逐渐减慢，就如同黑洞周围的情形，不过更慢，列车上的一切动作都缓慢下来。试想一个孩子沿列车运行方向奔跑，她的速度与列车速度相加，那她岂不是无意间就打破速度极限了吗，答案是否定的。自然法则通过减慢列车内的时间来防止这一可能的发生，这样她就不可能突破速度极限，时间总是能够减慢，足以保护极限速度不被突破，基于此便产生了通过时间旅行穿梭至久远未来的无限可能。假设列车2050年1月1日从站台出发，周而复始地环绕地球100年，最后在2150年元旦停下来，此时列车上的旅客仅度过了1周，当他们走出列车，会发现世界发生了天翻地覆的变化，一周内，他们穿越到了未来100年 。人类已经制造出了类似的仪器，瑞士日内瓦的欧洲核子研究所坐落着世界上最大的粒子加速器。地下深处长达16英里的环形管道内，有一道万亿颗细小微粒所组成的粒子束，机器启动的瞬间它们能从静止加速到6万英里的时速。增加动力这些粒子便能不断加速，直到粒子流能以每秒1.1万圈的速度飞绕管道， 这一速度已极近光速但正如虚拟的列车一样，它们永远不能达到光速，只能达到光速的99.99%。一旦达到这一速度，它们也能进行时间旅行。在一种寿命极短的π介子上观察到了时间旅行的过程，通常情况下它们会在250亿分之一秒后衰变，但当其加速到接近光速时寿命变成了原来的30倍，这些粒子 是活生生的时间旅行者。其实就是这么简单，如果想去未来旅行，我们只需跑快点。

想到霍金就忽然感到很幸福。也许在几百年之后，孩子们就会在教科书里读到他：那个身陷轮椅，但是脑子中装下整个宇宙整个时间的梦想家，或者，到那个时候，预言家。可以听到霍金给我讲解他脑中的宇宙，他梦中的人类的未来，我感到非常，非常幸福。在这个被战火，磨难，创伤弥漫的人类历史中，有霍金，爱因斯坦，乔治奥威尔，亚历山大索尔仁尼琴等等作为人类智慧与良心的见证，让我感觉就此悲观的话还是太早了。我能看到希望。

豆瓣9.3分，六万多人打出这个分数，说明一件事：这纪录片不是给科学宅自嗨的，是给所有会抬头看星星的人准备的。我刷完三集，最大的感受不是‘学到了’，而是‘被碾压’——被宇宙的尺度碾压，被霍金的脑洞碾压，也被Discovery的烧钱特效碾压。先聊那个堪称神迹的‘时间旅行者派对’。霍金在片中设计了一个实验：他提前写好邀请函，写明时间地点，但派对结束后才把邀请函发出去。结果呢？没人来。理论上如果未来有时间旅行者，他们应该能穿越回来参加。但现场空无一人。霍金用最朴素的逻辑，一巴掌拍碎了大部分时间旅行电影的美梦。看到这里我脊背发凉——原来因果律这么残酷。制作团队花了三年多，霍金本人反复修改剧本，甚至跟导演争论到面红耳赤。为什么？因为霍金说过：‘我要做一档既能让普通观众惊讶，又能让科学家不翻白眼的节目。’结果他真的做到了。第一集讲黑洞，CGI把时空扭曲渲染得跟实拍一样，我朋友物理系博士看到一半突然说‘这个视界边缘的粒子轨迹画对了’。能让专业人士闭嘴的科普片，市面上找不出第二部。第三集关于外星生命的论述是我个人最喜欢的部分。霍金用数学概率告诉你，宇宙里有无数个地球，外星人几乎必然存在。但他马上话锋一转：‘我们最好别主动打招呼。’他举了哥伦布登陆美洲的例子——对原住民来说是灾难。这片子之所以牛，不只是给你堆数据，而是逼你思考：人类在宇宙里到底算个什么东西？当然也有槽点。比如第二集为了解释‘费米悖论’，霍金提出‘黑暗森林’假说，但只讲了十几分钟就跳到别的理论了。我一个文科生听得意犹未尽，感觉像高潮被掐断。不过转念一想，人家本来就是科普入门，要是真把德雷克公式每一步拆开讲，我早睡着了。最后说一句，本尼迪克特·康伯巴奇的旁白声线简直是为宇宙量身定做——低沉、神秘、带着一丝悲悯。配合霍金电子音的讲解，像是两个时代的智慧在对话。看完第三集那个‘时间旅行者派对’的空房间镜头，我盯着黑屏发了五分钟呆。这纪录片不教你知识，它教你敬畏。