试着回答“为什么早期宇宙的熵非常低”这个问题
作者肖恩·卡罗尔是加州理工学院的理论物理学家,英文名Sean Michael Carroll,生于1966年10月05日。《大图景》《寻找希格斯粒子》《隐藏的宇宙》以及本书的作者。还有一位肖恩·卡罗尔是Sean B. Carroll,是美国威斯康星大学麦迪逊分校分子生物学和遗传学教授,《生命的法则》《造就适者——DNA和进化的有力证据》《无尽之形最美 : 动物演化发育的奥秘》的作者。两个人一个物理学一个分子生物学,不要搞混淆了。
整本书的内容一句话概括就是试着回答“为什么早期宇宙的熵非常低”这个问题,这是全书的线索、提纲。
第一章提到的内容是时间本体论上的三种观点: 现在主义(presentism):既不存在未来也不存在过去。只有现在存在。增长块宇宙时间理论(growing block universe theory of time):过去和现在存在,未来不存在。永恒主义(eternalism):宇宙无时态的(tenselessly)存在。过去,现在和将来都存在。这是我读过的书中唯一明确提到这三个概念的书籍,其他科普书中我都没读到过,这三个概念是我从英文维基百科上读到的。
第四章是讲狭义相对论的,第五章是讲广义相对论的,第六章是讲时光机的,我在汪洁的《时间的形状——相对论史话》已经读过有关知识。
第七章讲对称性,也就是规范场论。
第九章《信息与生命》提到麦克斯韦妖其实就是生命这个观点跟我刚刚读过的保罗·戴维斯的《生命与新物理学》里的观点一致。这两个人想一块去了。还提到了算法复杂性,这也是我之前读过的格雷戈里·蔡汀《证明达尔文——进化和生物创造性的一个数学理论》了解过的学科。
第十一章讲的退相干我在曹天元的《上帝掷骰子吗?——量子物理史话》里读到过。
第十三章讲到将宇宙中的物质看成是引力可以忽略的热平衡态气体并不准确。引力不重要时,熵增加倾向于让系统变得均匀;引力变得重要起来后,熵增加让物质倾向于凝结成块。这对《时间重生》里李·斯莫林提到的观点做了重要补充,对我而言非常有价值,增加了新知识。
第十五章作者否定大爆炸理论,这个倾向我在圈量子引力论那里已经接受了,作者跟圈量子引力论的学者似乎并不怎么密切也能得出同样的结论(他在书中提到我们还缺乏量子引力理论,如果他读过卡洛·罗韦利、李·斯莫林的书可能就不会这么说了),更加让我确信抛弃大爆炸理论是对的。
第十六章是讲科学哲学的。作者的科学哲学观与卡洛·罗韦利《现实不似你所见》第四部分中所持的科学哲学观是一致的。
附录里还记载了一个有意思的知识点——解释在熵中为什么要用对数:熵的物理性质是两个系统合在一起的熵等于单独两个系统的熵相加。但要想得到联合系统所有可能状态的总数,你得把这两个系统的状态数相乘才行。因此玻尔兹曼得出结论,熵应该是状态数的对数,而非状态数本身。香农想给信息量一个计量方式,好让两条独立消息所含的总信息量等于每条消息单独所含信息量之和,因此他也认识到,他只能取对数。
整本书的知识还是很“集大成”的,一个章节就是一本书的知识点。如果没有像我这样之前就读过很多相关知识可以互相印证,那这是一本很前沿很综论的科普。我并没有很详细的展开,也是因为这本书对我来说算不上“新鲜”,而是“英雄所见略同、原来另外一个人也有同样的想法”这样的感觉。