16 空即是色，色即是空（2）
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“其实你已经知道我刚才讲的是什么意思了，现在只需要把自己的语言组织得更清楚一点。来吧，试试看再讲一遍，这样你才不会忘记这些知识。”米西雅鼓励我自己总结她刚才讲的内容。
“存在是因为与周围不同，如果到处都一样，也就什么都不存在。”
我把米西雅刚才讲的意思又概述了一遍，“是这样吗？”
“你理解得很对。现在我再告诉你一个事实：绝大多数客观规律都具有对称性，所以刚才我们讨论的问题反过来讲也是对的。”
“你的意思是把存在的相对性反过来讲？那……该怎么说呢？”
“当你看到一个空间里什么也没有的时候，千万别以为这个空间里真的就什么也没有。之所以你什么也看不见，是因为这个空间中每一点的状态都是一样的，没有任何差异。”
米西雅巧妙地解释了这个问题，又意犹未尽地接着讲：“不仅在空间中的存在具有相对性，在时间中，存在也同样具有相对性。如果你一直注视着空间中的一个点，从没看见这个位置上出现任何东西，并不是因为这里真的什么也没出现过，而是因为在每个时刻这个点的状态都一样，在时间轴上没有差异。你应该听说过那边的世界里一位叫爱因斯坦的科学家和他的理论吧？”
“知道，他的名字和他建立的相对论几乎家喻户晓！可惜以我这么笨的头脑根本看不懂相对论在讲什么。”
“现在你要想大体理解相对论其实已经很容易了。”米西雅笑嘻嘻地看着我，“爱因斯坦搞出了两个相对论——狭义相对论和广义相对论。广义相对论要比狭义相对论复杂得多，但是却更加重要和基本，适用的范围更广。它的物理原理并不难，讲的就是这么一件事：当时空中什么也没有时，时空本身是均匀的，到处都是同一个状态；当物质或能量存在于时空中时，将使时空变得不均匀——有物质或能量存在的位置或区域，时空的状态将与远离这些位置或区域，没有物质或能量存在的地方不同，于是便产生了万有引力。当然，要想精确地描述这个原理，所使用的数学方法是非常复杂的，这才是广义相对论难学的地方。”
“原来广义相对论讲的就是这个意思啊！现在我心里有数了。不过好像和我在那个世界里听说的不太一样呢。”米西雅又一次让我恍然大悟。
“当然不一样，因为那个世界里谁都不希望你明白这些，那个世界的统治者也不希望一般人了解这种知识，所以千方百计要让你糊涂。相对论只是时空动力学的其中一种模型，也是统一场论在连续时空中的一种近似，如果你想彻底理解相对论，就会对它不断地深究下去，然后就会发现它的bug，然后还会在想办法解决bug的过程中推导出完整的时空动力学理论和统一场理论，这样你就可以接触到宇宙的真相了。”
“你太高看我了。别说发现相对论的bug，推导时空动力学和统一场理论，对我来说就连理解相对论都很成问题。”米西雅越说越夸张，吓了我一大跳。
“放心，我会让你理解的，刚才你不是就知道广义相对论在讲什么了吗？”
“这离真正的掌握还很遥远啊……”
“那只是因为你掌握的数学知识暂时还没跟上，只要你学会了张量场论和广义微分几何，再学广义相对论就没有问题了。你先了解一下这些内容以后，再去学习相关的数学就会更有兴趣、更有动力、更有目标，不会再觉得枯燥。现在我就可以告诉你广义相对论的一个bug，你想知道吗？”
我当然想知道。米西雅果然远比我在那个世界的老师和父母更善于教给我知识与学习方法，她显然已经看出了我这段时间对学习数学的厌倦，于是开始采取措施让我保持对数学的兴趣。
看着我用力地点头，米西雅说：“注意你刚才学到的存在的相对性和客观规律的对称性这两个概念，然后把它们应用到广义相对论上，会得到什么结果呢？随便想想看吧。”
我吃力地思考了大概十几分钟才觉得有了一点头绪，很犹豫地说：“我觉得……好像……好像广义相对论对于物质和时空的影响只考虑了一个方向……”
“你说得完全没错！广义相对论只分析了物质和能量对时空的影响，而时空对物质和能量的反作用却没有考虑充分，不符合客观规律与物理作用的对称性——这正是广义相对论的bug之一。”
米西雅很高兴，不过马上又补充说：“当然，说广义相对论完全没考虑时空对物质和能量的反作用也是不正确的，毕竟广义相对论中讲过不均匀的时空对其中的物质和能量来说就是一种无所不在的看不见的力，以此解释了万有引力的产生。遗憾的是爱因斯坦到这里就止步不前了，没有更进一步研究物质和能量的存在为什么会使时空变得不均匀，物质、能量、时空究竟有没有什么深层的关系。”
“对我来说，爱因斯坦能想到这一步，已经很了不得啦。”我使劲挠了挠头。
“对爱因斯坦个人来说，我们是不应该过于苛求，但是我们不应该在爱因斯坦已经到达的地方停止前进。如果不把物质、能量和时空相互作用的完整关系彻底弄明白，在研究许多问题时就会遇到不可克服的困难，在寻找宇宙的真相时就会遇到不可逾越的障碍。那个世界的人类现在就已经碰到这些麻烦了。”
“具体有些什么麻烦呢？”
“太多了。比如说，他们发现了宇宙中的四种基本作用力——电磁力、强核力、弱核力和万有引力，并且已经找到了前三种力的相互关系，但迄今为止，却找不到万有引力与其他几种力的任何关系，也不知道该怎么才能找到。”
“这些麻烦跟相对论有什么关系呢？”
“前三种力的相互关系之所以被找到，是因为前三种力的作用都是由粒子来传递的。找到了传递电磁力的光子、传递强核力的胶子、传递弱核力的W粒子和Z粒子，又找到了这几种粒子的相互转变规律，就等于找到了这三种力的关系。可是按照广义相对论的解释，万有引力根本就不是由某种粒子来传递的，而是不均匀的时空对物质施加的作用，不是一种实在的力。”
“本来以为广义相对论解决了万有引力的本质问题，结果却因为广义相对论对万有引力的解释，反而造成了更大的问题。”我遗憾地说。
“你说得很对，理解力不错。”米西雅微笑着点了点头，“这正是那个世界的人类在认识宇宙的过程中最大的症结所在，他们的科技发展现在已经因为这个障碍而停滞下来了，因为他们对此一筹莫展。”
“难道这个问题真的就没有办法解决吗？”
“当然有办法。解决这个问题其实并不像你想象的那么难，爱因斯坦当年只差那么一点点就想到了，可惜他走偏了方向，钻进了死胡同。而对你来说，除了数学，解决这个问题所需要的其他知识基础已经基本具备了。”
“我没有办法相信你说的，”我摇摇头，“这可是最前沿的科学难题，解决它需要的知识肯定是我无法想象的复杂。”
“不，真的不难，你现在就可以明白。要不要听我继续讲下去？”
“讲吧，我倒要听听你怎么把这么深不可测的物理理论讲得让我都能够理解。”米西雅再次激起了我的好奇。
“你知道时空在微观上是离散的吧？”
“知道。”
“你知道存在是源自状态的差异吧？”
“知道，可是你到底要讲什么？”
“别着急，正是由于微观时空的离散性，给时空在各个位置形成差异准备了前提条件。所有真实的物理量本质上都是离散的，所以必定可以找到一个物理量不可分割的最小单位，可以把这个最小单位看做一种粒子，这种粒子就称为那种物理量的量子。比如光子是电磁波能量的最小单位，所以光子就是电磁能量的量子。为什么研究这些基本粒子的物理理论叫做量子力学？其实就是这么来的。一定要记住，作为量子的基本粒子并不是一个个微小的小球，它们只是用来代表某种物理量的最小单位，不存在外形的概念。既然时空也是离散的，那么也就可以认为时空是由一种粒子构成的，由于它们堆砌成了空间和时间，所以它们可以有大小的概念，只是它们比那个世界的人类已知的任何基本粒子尺度都要小，所以需要给这种量子取个名字。”
“我想，既然是组成时空的粒子，那就叫做……时空子？这样……可以吗？”
“当然可以，而且通过顾名思义就很容易理解，确实是种不错的命名。不过，在那边的世界里，这种组成时空的粒子很早以前就已经有过一个名字了，你知道叫什么吗？”
“我哪知道？你说它叫什么？”
“以太。”
以太？我好像曾经是听说过这个词的。回忆了片刻，我突然想起了什么，站起来说：“以太是不是就是已经被爱因斯坦的狭义相对论彻底否定了的人们假想的那种传递光波的介质？现在所有人都知道以太不存在，谁再提它谁就是伪科学啊！”
“你说的完全不符合事实，所以那个世界对你的洗脑很成功。”米西雅看着我摇了摇头，“首先，否定以太的并不是狭义相对论，而是迈克尔逊和莫雷做的一个实验。这个实验是根据19世纪人们对以太的定义来设计的，目的是证实以太的存在，却得到了完全相反的结果，而狭义相对论是为了解释这个实验的结果才诞生的。其次，迈克尔逊和莫雷的实验只证明了按照19世纪对以太的定义，是不可能找到它的，但以太这个概念本身并没有罪过。爱因斯坦在狭义相对论中的原话本意是，若以太作为传递光的介质，则没有存在的必要。然而在广义相对论中，爱因斯坦已经给以太平反了，说：‘一个没有以太的空间是无法想象的，在这样一种空间里，不但不会有光和引力的传播，而且量杆和时钟也不可能存在。’”
“我怎么从来不知道爱因斯坦说过这样的话？”
“你要是知道了才不正常。这部分内容是绝对不可能出现在那个世界的任何教科书或科普书上的，即使在爱因斯坦的文集和传记中也早已被全部删掉了，就是为了防止一般人了解。”
“太可恶了！让我知道又怎么了？而且爱因斯坦为什么在狭义相对论和广义相对论中对以太的观点变化那么大？”
“如果你知道了，就会对相对论有更深刻的理解，就会更快接触到宇宙的真相。广义相对论是把时空作为一种可以伸缩、弯曲的四维弹性介质来处理的，赋予了时空以物质一样的特性，所以以太就是时空本身；而对狭义相对论来说，没有任何物质存在的真空时空是无法观测和描述的，因为根本找不到建立坐标系的基准点，因此毫无意义。”
“没想到狭义相对论和广义相对论也有矛盾。可是它们看起来却都很合理，到底哪个对呢？”
“我不是已经告诉过你了么？两个相对论其实都有不完善的地方，但广义相对论能够解决狭义相对论不能解决的问题，狭义相对论只是广义相对论在不考虑惯性影响时的特例，相对来说广义相对论更完备，更接近事实一些。”
“我忘了。两个相对论不完善的地方是什么？”我觉得自己已经又听迷糊了。
“瞧，你好像已经开始偏离我们本来讨论的主题了。”米西雅提醒道，“不过我可以举例说说广义相对论的问题。你知道广义相对论的核心思想就是物质和能量在时空中的存在会使得它们周围的时空变得像弹性介质一样不均匀，不均匀的时空又会给其中的物质施加力的作用。但是，为什么物质和能量可以使时空变得不均匀？如果没有任何物质和能量存在，那么完全均匀的时空究竟还有没有意义？是什么都没有，什么都不是的真空还是仍然作为一种介质存在？这些广义相对论都没有回答，也无法回答。”
“那，你知道这些问题的答案吗？”
“其实你也知道，就看你愿不愿意动脑筋。”
“其实你已经知道我刚才讲的是什么意思了，现在只需要把自己的语言组织得更清楚一点。来吧，试试看再讲一遍，这样你才不会忘记这些知识。”米西雅鼓励我自己总结她刚才讲的内容。
“存在是因为与周围不同，如果到处都一样，也就什么都不存在。”
我把米西雅刚才讲的意思又概述了一遍，“是这样吗？”
“你理解得很对。现在我再告诉你一个事实：绝大多数客观规律都具有对称性，所以刚才我们讨论的问题反过来讲也是对的。”
“你的意思是把存在的相对性反过来讲？那……该怎么说呢？”
“当你看到一个空间里什么也没有的时候，千万别以为这个空间里真的就什么也没有。之所以你什么也看不见，是因为这个空间中每一点的状态都是一样的，没有任何差异。”
米西雅巧妙地解释了这个问题，又意犹未尽地接着讲：“不仅在空间中的存在具有相对性，在时间中，存在也同样具有相对性。如果你一直注视着空间中的一个点，从没看见这个位置上出现任何东西，并不是因为这里真的什么也没出现过，而是因为在每个时刻这个点的状态都一样，在时间轴上没有差异。你应该听说过那边的世界里一位叫爱因斯坦的科学家和他的理论吧？”
“知道，他的名字和他建立的相对论几乎家喻户晓！可惜以我这么笨的头脑根本看不懂相对论在讲什么。”
“现在你要想大体理解相对论其实已经很容易了。”米西雅笑嘻嘻地看着我，“爱因斯坦搞出了两个相对论——狭义相对论和广义相对论。广义相对论要比狭义相对论复杂得多，但是却更加重要和基本，适用的范围更广。它的物理原理并不难，讲的就是这么一件事：当时空中什么也没有时，时空本身是均匀的，到处都是同一个状态；当物质或能量存在于时空中时，将使时空变得不均匀——有物质或能量存在的位置或区域，时空的状态将与远离这些位置或区域，没有物质或能量存在的地方不同，于是便产生了万有引力。当然，要想精确地描述这个原理，所使用的数学方法是非常复杂的，这才是广义相对论难学的地方。”
“原来广义相对论讲的就是这个意思啊！现在我心里有数了。不过好像和我在那个世界里听说的不太一样呢。”米西雅又一次让我恍然大悟。
“当然不一样，因为那个世界里谁都不希望你明白这些，那个世界的统治者也不希望一般人了解这种知识，所以千方百计要让你糊涂。相对论只是时空动力学的其中一种模型，也是统一场论在连续时空中的一种近似，如果你想彻底理解相对论，就会对它不断地深究下去，然后就会发现它的bug，然后还会在想办法解决bug的过程中推导出完整的时空动力学理论和统一场理论，这样你就可以接触到宇宙的真相了。”
“你太高看我了。别说发现相对论的bug，推导时空动力学和统一场理论，对我来说就连理解相对论都很成问题。”米西雅越说越夸张，吓了我一大跳。
“放心，我会让你理解的，刚才你不是就知道广义相对论在讲什么了吗？”
“这离真正的掌握还很遥远啊……”
“那只是因为你掌握的数学知识暂时还没跟上，只要你学会了张量场论和广义微分几何，再学广义相对论就没有问题了。你先了解一下这些内容以后，再去学习相关的数学就会更有兴趣、更有动力、更有目标，不会再觉得枯燥。现在我就可以告诉你广义相对论的一个bug，你想知道吗？”
我当然想知道。米西雅果然远比我在那个世界的老师和父母更善于教给我知识与学习方法，她显然已经看出了我这段时间对学习数学的厌倦，于是开始采取措施让我保持对数学的兴趣。
看着我用力地点头，米西雅说：“注意你刚才学到的存在的相对性和客观规律的对称性这两个概念，然后把它们应用到广义相对论上，会得到什么结果呢？随便想想看吧。”
我吃力地思考了大概十几分钟才觉得有了一点头绪，很犹豫地说：“我觉得……好像……好像广义相对论对于物质和时空的影响只考虑了一个方向……”
“你说得完全没错！广义相对论只分析了物质和能量对时空的影响，而时空对物质和能量的反作用却没有考虑充分，不符合客观规律与物理作用的对称性——这正是广义相对论的bug之一。”
米西雅很高兴，不过马上又补充说：“当然，说广义相对论完全没考虑时空对物质和能量的反作用也是不正确的，毕竟广义相对论中讲过不均匀的时空对其中的物质和能量来说就是一种无所不在的看不见的力，以此解释了万有引力的产生。遗憾的是爱因斯坦到这里就止步不前了，没有更进一步研究物质和能量的存在为什么会使时空变得不均匀，物质、能量、时空究竟有没有什么深层的关系。”
“对我来说，爱因斯坦能想到这一步，已经很了不得啦。”我使劲挠了挠头。
“对爱因斯坦个人来说，我们是不应该过于苛求，但是我们不应该在爱因斯坦已经到达的地方停止前进。如果不把物质、能量和时空相互作用的完整关系彻底弄明白，在研究许多问题时就会遇到不可克服的困难，在寻找宇宙的真相时就会遇到不可逾越的障碍。那个世界的人类现在就已经碰到这些麻烦了。”
“具体有些什么麻烦呢？”
“太多了。比如说，他们发现了宇宙中的四种基本作用力——电磁力、强核力、弱核力和万有引力，并且已经找到了前三种力的相互关系，但迄今为止，却找不到万有引力与其他几种力的任何关系，也不知道该怎么才能找到。”
“这些麻烦跟相对论有什么关系呢？”
“前三种力的相互关系之所以被找到，是因为前三种力的作用都是由粒子来传递的。找到了传递电磁力的光子、传递强核力的胶子、传递弱核力的W粒子和Z粒子，又找到了这几种粒子的相互转变规律，就等于找到了这三种力的关系。可是按照广义相对论的解释，万有引力根本就不是由某种粒子来传递的，而是不均匀的时空对物质施加的作用，不是一种实在的力。”
“本来以为广义相对论解决了万有引力的本质问题，结果却因为广义相对论对万有引力的解释，反而造成了更大的问题。”我遗憾地说。
“你说得很对，理解力不错。”米西雅微笑着点了点头，“这正是那个世界的人类在认识宇宙的过程中最大的症结所在，他们的科技发展现在已经因为这个障碍而停滞下来了，因为他们对此一筹莫展。”
“难道这个问题真的就没有办法解决吗？”
“当然有办法。解决这个问题其实并不像你想象的那么难，爱因斯坦当年只差那么一点点就想到了，可惜他走偏了方向，钻进了死胡同。而对你来说，除了数学，解决这个问题所需要的其他知识基础已经基本具备了。”
“我没有办法相信你说的，”我摇摇头，“这可是最前沿的科学难题，解决它需要的知识肯定是我无法想象的复杂。”
“不，真的不难，你现在就可以明白。要不要听我继续讲下去？”
“讲吧，我倒要听听你怎么把这么深不可测的物理理论讲得让我都能够理解。”米西雅再次激起了我的好奇。
“你知道时空在微观上是离散的吧？”
“知道。”
“你知道存在是源自状态的差异吧？”
“知道，可是你到底要讲什么？”
“别着急，正是由于微观时空的离散性，给时空在各个位置形成差异准备了前提条件。所有真实的物理量本质上都是离散的，所以必定可以找到一个物理量不可分割的最小单位，可以把这个最小单位看做一种粒子，这种粒子就称为那种物理量的量子。比如光子是电磁波能量的最小单位，所以光子就是电磁能量的量子。为什么研究这些基本粒子的物理理论叫做量子力学？其实就是这么来的。一定要记住，作为量子的基本粒子并不是一个个微小的小球，它们只是用来代表某种物理量的最小单位，不存在外形的概念。既然时空也是离散的，那么也就可以认为时空是由一种粒子构成的，由于它们堆砌成了空间和时间，所以它们可以有大小的概念，只是它们比那个世界的人类已知的任何基本粒子尺度都要小，所以需要给这种量子取个名字。”
“我想，既然是组成时空的粒子，那就叫做……时空子？这样……可以吗？”
“当然可以，而且通过顾名思义就很容易理解，确实是种不错的命名。不过，在那边的世界里，这种组成时空的粒子很早以前就已经有过一个名字了，你知道叫什么吗？”
“我哪知道？你说它叫什么？”
“以太。”
以太？我好像曾经是听说过这个词的。回忆了片刻，我突然想起了什么，站起来说：“以太是不是就是已经被爱因斯坦的狭义相对论彻底否定了的人们假想的那种传递光波的介质？现在所有人都知道以太不存在，谁再提它谁就是伪科学啊！”
“你说的完全不符合事实，所以那个世界对你的洗脑很成功。”米西雅看着我摇了摇头，“首先，否定以太的并不是狭义相对论，而是迈克尔逊和莫雷做的一个实验。这个实验是根据19世纪人们对以太的定义来设计的，目的是证实以太的存在，却得到了完全相反的结果，而狭义相对论是为了解释这个实验的结果才诞生的。其次，迈克尔逊和莫雷的实验只证明了按照19世纪对以太的定义，是不可能找到它的，但以太这个概念本身并没有罪过。爱因斯坦在狭义相对论中的原话本意是，若以太作为传递光的介质，则没有存在的必要。然而在广义相对论中，爱因斯坦已经给以太平反了，说：‘一个没有以太的空间是无法想象的，在这样一种空间里，不但不会有光和引力的传播，而且量杆和时钟也不可能存在。’”
“我怎么从来不知道爱因斯坦说过这样的话？”
“你要是知道了才不正常。这部分内容是绝对不可能出现在那个世界的任何教科书或科普书上的，即使在爱因斯坦的文集和传记中也早已被全部删掉了，就是为了防止一般人了解。”
“太可恶了！让我知道又怎么了？而且爱因斯坦为什么在狭义相对论和广义相对论中对以太的观点变化那么大？”
“如果你知道了，就会对相对论有更深刻的理解，就会更快接触到宇宙的真相。广义相对论是把时空作为一种可以伸缩、弯曲的四维弹性介质来处理的，赋予了时空以物质一样的特性，所以以太就是时空本身；而对狭义相对论来说，没有任何物质存在的真空时空是无法观测和描述的，因为根本找不到建立坐标系的基准点，因此毫无意义。”
“没想到狭义相对论和广义相对论也有矛盾。可是它们看起来却都很合理，到底哪个对呢？”
“我不是已经告诉过你了么？两个相对论其实都有不完善的地方，但广义相对论能够解决狭义相对论不能解决的问题，狭义相对论只是广义相对论在不考虑惯性影响时的特例，相对来说广义相对论更完备，更接近事实一些。”
“我忘了。两个相对论不完善的地方是什么？”我觉得自己已经又听迷糊了。
“瞧，你好像已经开始偏离我们本来讨论的主题了。”米西雅提醒道，“不过我可以举例说说广义相对论的问题。你知道广义相对论的核心思想就是物质和能量在时空中的存在会使得它们周围的时空变得像弹性介质一样不均匀，不均匀的时空又会给其中的物质施加力的作用。但是，为什么物质和能量可以使时空变得不均匀？如果没有任何物质和能量存在，那么完全均匀的时空究竟还有没有意义？是什么都没有，什么都不是的真空还是仍然作为一种介质存在？这些广义相对论都没有回答，也无法回答。”
“那，你知道这些问题的答案吗？”
“其实你也知道，就看你愿不愿意动脑筋。”