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汪洁：时间的形状

科学有故事

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19:28

30玻尔的上帝（神秘嘉宾客串）

汪洁：时间的形状 ·

2016/11/14

这事的起因还要从爱因斯坦说起。还记得那个物理学的奇迹年吗？1905年，爱因斯坦接连发表了五篇传世论文，其中第一篇不是关于相对论的，而是叫做《关于光的产生和转化的一个试探性观点》，我们一般简称为“爱因斯坦关于光电效应的那篇论文”（貌似一点都不简）。在这篇论文中，爱因斯坦解决了困扰物理学界多年的一个问题，那就是为什么光会在金属上“打出”电子来——光电效应。爱因斯坦的观点认为光是由一个个的“光量子”（简称“光子”）组成，这些光子聚集在一起，表现出波的特性，但是单独来看，它又具备粒子性。这就是现在每个高中生都知道的光的“波粒二象性”。换句话说，光既是粒子又是波，爱因斯坦因为这篇论文在1921年获得诺贝尔物理学奖。光既是粒子又是波，你在读到这句话的时候不感到奇怪是因为你对“波”和“粒子”并没有感性认识，但是如果我说“XX既是猫又是狗”“XX既是石头又是金子”“XX既是活的又是死的

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19:28

30玻尔的上帝（神秘嘉宾客串）

汪洁：时间的形状 ·

2016/11/14

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21:33

29上帝的判决

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2016/11/03

我们的宇宙真是爱因斯坦心目中温暖的经典宇宙吗？爱因斯坦心目中的上帝真是他希望的那个一丝不苟的上帝吗？伟大的相对论难道就没有一点破绽吗？自从上个世纪以来，人类在研究微观世界时发现了一系列令人费解的实验结果，从此诞生了理论物理学另外一个重要的分支——量子物理学。爱因斯坦曾是量子物理学的奠基人之一，然而后期他自己又对量子物理学发出了一系列的诘难。他亲手设计了一个试图推翻量子物理学基本理论“哥本哈根解释”的思维实验，因为哥本哈根解释让上帝从一个温文尔雅的君子变成了一个疯狂的赌徒。这个著名的思维实验被称之为EPR实验，以爱因斯坦、波多尔斯基和罗森三个人名字的首字母命名。为什么只能在思维中进行呢，那是因为在当时人类的技术水平还发展不到实验要求的精度。但是在爱因斯坦死后27年，也就是1982年，人类终于突破了技术难关，具备了把EPR实验从思维中搬到实验室的能力了，于是，我们将看到人类对爱因斯坦的上帝进行了审判。“老头子”到底是一个和蔼慈祥的绅士还是一个捉摸不定的赌徒？

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21:33

29上帝的判决

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2016/11/03

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24:06

28光锥之内即命运

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2016/10/23

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28光锥之内即命运

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2016/10/23

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23:54

27再谈四维时空

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2016/10/10

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23:54

27再谈四维时空

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2016/10/10

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23:35

26星际殖民

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2016/10/05

讲完了时间旅行，我们该来说说同星际殖民有关的话题了。在《银河英雄传说》中，自由行星同盟的国父海尼森远征两万光年，去寻找适合人类居住的外星球。那么真正的星际旅行可能吗？会遇到什么样的事情？如果我们真的能在几十甚至几百光年（几万光年我是不敢想的）的范围内建立第二个、第三个地球，我们这些星际殖民者的日常生活和时空观念在相对论的理论下又该是一个怎样的情景呢？这类题材的科幻小说也不少，包括著名的《银河英雄传说》，但是小说中的很多事情都是不可能真实发生的，真实的世界可能会非常令人沮丧。让我们先从一堂令人沮丧的算术课开始我们这个话题吧。

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26星际殖民

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2016/10/05

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23:13

25时间旅行

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2016/09/29

时间旅行是广义相对论研究的课题，目前全世界确实有很多严谨的科学家在探讨这方面的可能性。根据广义相对论，引力会使时空弯曲，引力越强，则时空的弯曲程度越大。也就是说，根据广义相对论的这个原理，我们会发现时空不是平坦的，时空是有形状的。我知道我这么说还是让你感到不太容易明白，那么我就来打一些粗糙的比喻来帮助你理解。我们首先把时空想象成一张纸，我们在时空里面运动，就好似沿着纸面运动，但是请注意一点，如果这张“时空纸”延伸的方向表示时间这个维度的话，那么我们只能朝着一个方向运动，因为时间维是只能朝一个方向运动的，这是时间维的物理性状。

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25时间旅行

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2016/09/29

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22:38

24四维时空

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2016/09/19

请关注我的微信公号“科学有故事”，然后回复本期节目的关键字“时空”，就可以看到本期节目的插图了（是的，就是为了吸点粉，不好意思，给大家添麻烦了）请跟随我来，让我来帮你在头脑中建立时空这个诞生于20世纪的伟大名词，它是人类对宇宙认识的一次大飞跃，我将再次带你踏上一次惊奇之旅。

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24四维时空

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2016/09/19

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18:24

19宇宙大爆炸

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2016/08/15

爱因斯坦在打通六脉神剑之后，很快就把目光投向了整个宇宙，他把整个宇宙当做一个整体来研究。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。

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19宇宙大爆炸

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2016/08/15

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24:39

18从黑洞到虫洞

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2016/08/06

宇宙的神秘面纱已经被我们轻轻掀起了一小角，人类就像一个好奇的小孩小心翼翼地往里面瞄了一眼，顿时从头震撼到脚。但是各位亲爱的读者，你仅仅是看到了真相的冰山一角，后面的风景才将真正挑战你思维的极限。让我们顺着时空弯曲这条道路继续往下，看看还有什么惊人的推论等在前方。通过水星进动现象和星光实验，我想我大概已经让你相信引力确实可以使空间弯曲了。那么让我们顺着这根线索，继续深入下去。什么东西产生引力？对，是质量。质量越大，引力越强，引力越强，空间弯曲得越厉害。请把我们的宇宙空间想象成一张细密的网，任何有质量的物体就像一个球放在这张网上，这个球质量越大，体积越小，则在这张网上下陷得就越深。刚开始只是像一个小小的凹陷坑，但是随着下陷的深度越来越大，就会越来越像一个空间中的“洞”。

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18从黑洞到虫洞

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2016/08/06

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24:15

17星光实验

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2016/07/31

终于在1915年，爱因斯坦打通了剩下的三脉，六脉神剑大功告成。此时的爱因斯坦已经掌握了强大的数学工具，他已经能精确地推算出引力对空间造成的弯曲程度。下一步便是实验，且看爱因斯坦是如何设计那个将在四年后震撼全世界的著名实验的，这真是一个梦幻般的实验，他的视觉震撼力绝不亚于大卫·科菲波尔的神奇魔术，爱因斯坦将一战成名。

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17星光实验

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2016/07/31

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