可缩放的宇宙

我们所知的现实跨越了63个数量级的尺度,而现在这一切都在一本书中

艺术作品:Ron Miller,由大众科学 Books/FSG友情提供

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


我们大多数人都曾在某个时候思考过存在的本质。也许是在对我们在生命漩涡中的位置进行深刻思考时,或者是在反思我们自身的意义和不可能时。又或者是在比实际需要的量多喝了几品脱啤酒之后,或是在观看体育赛事的中场休息时,一边若有所思地嚼着奶酪泡芙的时候。

但要真正理解这一切是很困难的。宇宙是巨大的,真的非常巨大。即使是我们的家园——地球,与我们渺小的身体相比,也相当广阔。然而,与此同时,像所有行星一样,它仅仅是一滴逐渐凝固的矿物质,是一个微不足道的恒星的附属品,而宇宙中可能存在数万亿、万亿颗恒星。而且在我们体内包裹着更多的东西,数十亿英里长的DNA(如果你不幸地将它全部提取并拉伸开来),以及数千万亿的原子。在这些原子内部,尺度继续向下延伸,穿过空虚的鸿沟,到达普朗克时空的最深处。

咕咚。


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人脑不擅长处理大的数字和极端的尺度。我们依靠数学来吸收我们的感官无法感知的东西。但有时我们可以稍微欺骗一下自己,对物理现实的真实跨度产生一种转瞬即逝的感觉。当您在高楼的阳台上探出身子,或者伸长脖子仰望天空中的星星,或者目睹成千上万只鸟在巨大的空中俯冲和盘旋时,就会发生这种情况。在所有这些情况下,在瞬间,您可以抓住对比,之前和之后,斑点与大象。

这就是著名的电影(以及后来的书)十的力量在1970年代使用的技巧。这部电影并非孤例,在此之前,加拿大国家电影委员会在1968年制作了宇宙变焦,再之前是Kees Boeke在1957年制作的宇宙观,而精明的罗伯特·胡克则凭借1665年的显微图谱可以说是超越了他们所有人。

这也是一本新书《可缩放的宇宙》刚刚刷新和更新的技巧,这本书由在下和非凡的插画家Ron Miller共同创作。在在线工具和动画的时代——包括一些以网络应用程序形式出现的奇妙的“宇宙之旅”,例如宇宙尺度——印刷页面仍然具有相当大的优势。

在一本书中(正如我们发现的那样),有可能放慢速度,让物理尺度的下降稍微停顿一下,变得更容易理解,即使它继续震撼我们的思想。将最先进的图像和信息与一些有实质性的文本相结合,产生了一种与翻页或手指滑动动画截然不同的效果。我认为,在非常真实的意义上,当物理世界的巨大体量和复杂性,以及它的巨大空虚和奇异性,全部铺开——首尾相连——在一套坚固的页面上时,它们开始各就各位。

我们走了多大和多小?我们全力以赴!从1027米,这是宇宙视界在这一刻的跨度,边到边,一直到10-35米,以及普朗克尺度上波涛汹涌、奇异的时空。

在这个范围内,大约有1080个普通物质粒子和1089个光子。这就是我们可以希望看到的一切。在可缩放的旅程中,读者将沿着一条非常具体的路径前进,这是一条按十的因子的时间和空间轨迹。这条轨迹恰好与我们的世界相交,与我们那小小的存在碎片相交,它仅代表了1080个粒子中的一小部分。它本可以采取其他一万亿条路线。总而言之,这是一部终极游记,但它也是对相互联系、问题和持久谜团的反思。

构建这段旅程很有趣。看到它接下来会把我们带向何方会更有趣。

《可缩放的宇宙》(大众科学/Farrar, Straus & Giroux,2017年10月)

 

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