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全部 49 章
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第一节前言中，作者提出全书核心问题：时间是什么。他指出，从宇宙大爆炸到量子物理的诸多难题，归根结底都在追问时间。阅读第二节本节区分了“跳出时间”与“紧随时间”两种思维方式。前者认为真理（如为人处世之道、社会组织结构、描述宇宙的永恒公式）早已存在于永恒世界中，只待发现；后者则承认时间的真实性……阅读第三节作者指出，自牛顿以来的科学理论都建立在粒子性质与自然规律不随时间改变的框架上，这套理论适用于描述宇宙的局部，因为研究局部时可将观测者、参照系和计时方式排除在外……阅读第四节本节指出，完成量子力学与相对论统一的物理学关系革命，前提是承认时间的真实性和物理定律随时间演化。阅读第五节本节讨论数学的本质及其与科学、时间的关系。数学对象是人头脑中构造的产物，如圆、抛物线，通过定义和纯逻辑证明推导其性质，观测和度量不参与其中。阅读第六节本节论述古人"天堂—尘世"两分法如何阻碍科学发展，以及伽利略、哥白尼、开普勒如何打破它。阅读第七节本节讲述牛顿如何统一天体运行与地上物体下落。伽利略和开普勒未能打通椭圆轨道与抛物线轨迹，牛顿则认识到天体绕行本质上是另一种下落，二者同为圆锥曲线。阅读第八节本节以笛卡儿坐标图示法为起点，说明科学如何通过测量把随时间变化的运动转化为不随时间改变的数学对象：月亮绕地、丹尼向珍妮特投球的轨迹，经拍照记录并加上时间轴后，都变成冻结的曲线。阅读第九节子系统由一张待测变量列表定义，所有可能位形构成位形空间，其中每个点代表一种位形。阅读第十节本节指出，牛顿范式中的决定论面临一个根本问题：要确定初始条件，就必须不断回溯因果链，最终追溯到整个宇宙乃至宇宙大爆炸，因此决定论是否成立归根结底是宇宙学问题。阅读第十一节同时的相对性建立在光速不变和无物超光速的假设上。若前一事件的信号能以不超光速的方式抵达后一事件，二者即有因果联系，所有观测者对因果先后意见一致；若空间相隔太远而信号来不及到达……阅读第十二节本节探讨块状宇宙论的物理基础，指出狭义相对论因不包含引力而并非完备，需由广义相对论取代。阅读第十三节广义相对论虽比牛顿力学激进，但仍属牛顿范式：给定初始条件，方程即决定整段时空历史，而这段历史作为数学对象存在于时间之外，当下并无特殊地位。阅读第十四节量子力学以操作主义方式描述微观系统：量子态只给出测量的概率分布，且检验预言需要系统外的时钟与大量同种样本，故它只适用于孤立的小系统。阅读第十五节本节讨论如何从不含时间的宇宙中演生出时间。作者认为尚无方案能彻底解决这一难题，并提到有观点将时间类比为温度，仅在宏观尺度有效。阅读第十六节本节将九个论断归为三类，它们否认“现在”的真实，把宇宙描绘成块状图景，时间只是数学顺序，作者称之为“无时理论”。阅读第十七节本节指出，将牛顿范式外推至宇宙尺度存在根本缺陷：定律有无穷多解，对应无穷多可能的宇宙，而我们只有一个宇宙，无法从中挑出真实的那个；定律应用中自由选择初始条件的做法……阅读第十八节本节论述两个核心观点。一是"孤立系统的不存在性"：实验物理学家尽力把系统改造成孤立系统，但测量本身会影响系统，外界噪声、宇宙射线等会污染实验（如深埋地下的中微子实验）……阅读第十九节本节论证自然界不存在终极对称性。莱布尼茨的“全同关系的同一性”原则意味着，若两物体与其他一切的关系全同，它们便是同一物体。阅读第二十节本节以永恒暴胀理论为例，说明定律可独立于时间的理论，并引出宇宙自然选择假说，论证其预言为何可被证伪。阅读第二十一节本节比较宇宙自然选择假说与永恒暴胀理论。宇宙自然选择要求存在一个普适的时间概念，以统计不同时刻宇宙的数目；而永恒暴胀中，量子场相变产生一个个宇宙泡，媒质持续暴胀、不断生成新泡泡……阅读第二十二节本节指出，温伯格关于宇宙学常数的论证依赖于只改变该常数而保持其他参数不变的假设；若允许密度涨落尺度同时变化，符合观测的概率会大幅降低，而我们无法观测其他宇宙来确定哪些参数会变化……阅读第二十三节本节以量子纠缠为例说明非定域性：蒙特利尔将一双鞋纠缠后分送巴塞罗那与东京，一地的测量会瞬间决定另一地鞋子的相反颜色，但因信息传播不超光速，无法借此瞬时传信；贝尔定理及其实验表明……阅读第二十四节作者提出"先例原则"：同类量子系统中，过去出现过的先例决定未来实验结果，没有先例的测量不受既有物理定律约束，量子系统因而拥有真正的自由。阅读第二十五节本节讨论隐变量理论与相对论的关系。贝尔将德布罗意理论称为关于“可存在量”（一直存在的东西）的理论，与量子力学的“可观测量”相对；其中粒子和波都真实存在，粒子始终有位置。阅读第二十六节本节讨论"全局最佳时间"概念带来的矛盾及其解答。全局最佳时间意味着宇宙中存在一批用它校准时间的"最佳观测者"，这似乎肯定了绝对静止状态的存在……阅读第二十七节本节讨论最佳时间与空间的本质。最佳时间不在广义相对论中，而在其对偶理论形状动力学中，可经转换进入广义相对论。阅读第二十八节本节讨论圈量子引力论如何从量子几何图景中推演出经典广义相对论，即自旋泡沫模型，它把空间几何网络扩展为涵盖整个时空的超大网络，是块状宇宙观的量子版本。阅读第二十九节本节认为几何生成能解释大爆炸初期的诸多谜团，但细节仍是研究热点。阅读第三十节本节介绍了熵和热力学第二定律的基本概念。热力学描述分为微观层次（精确描述所有粒子的位置动量，即微观态）和宏观层次（用温度、压强等少数变量描述，即宏观态）。阅读第三十一节本节探讨宇宙为何存在时间箭头、为何迟迟未进入热力学平衡态。阅读第三十二节本节讨论宇宙为何不处于平衡态。玻尔兹曼曾以"我们正处于一次巨大涨落中"来解释，但现代观测表明宇宙源自大爆炸并不断演化。阅读第三十三节本节讨论宇宙为何远离热平衡态。作者指出，宇宙微波背景辐射接近热平衡，但恒星、星系、生命等大量系统都处于非平衡态。阅读第三十四节本节论述引力约束系统为何属于“反热力学系统”。这类系统（如恒星、星系、黑洞）注入能量反而降温，能量提取则升温，因此不稳定并趋向形成复杂模式。阅读第三十五节作者认为，宇宙必须是空间有限且无边界的闭合模型，不存在无穷远处，因此讨论焦点转向无限的未来。阅读第三十六节本节讨论循环宇宙模型及其预言能力。彭罗斯提出，晚期宇宙中带质量粒子全部衰变后只剩下光子，对光子而言晚期宇宙与炽热的早期宇宙在相对关系上无法区分，因此一个晚期宇宙同时也是一个新宇宙……阅读第三十七节本节讨论解决元规律困局的几种途径：先例原则具有部分统计性，能推后困局并打开实验检验的空间；“元规律的通用性”主张两个元规律若预测相同则无须区分……阅读第三十八节本节首先总结全书核心主张：抛弃永恒绝对的物理定律与事物状态的区分，承认自然规律随时间演化，这非但不会削弱反而会增强科学的预言能力，从而对宇宙作出完整的动态描述。阅读第三十九节本节指出自然与人工的二分法是一种层级性观念，其根源在于认为事物可以脱离时间而存在。阅读第四十节本节指出，现实世界中意外事件无法预测，要研究经济学与生态学，需建立承认时间真实性、未来开放的新理论框架，该框架包含复杂开放系统、演化、路径依赖、多平衡态与反馈机制等要素。阅读第四十一节本节讨论意识与感质问题。作者指出，用波长或神经刺激描述颜色，会遗漏“看到红色”这种经验本身，即“感质”，这是查莫斯所说的意识的难题。阅读第四十二节本节内容主要由注释构成。其中说明：牛顿在《原理》中用已知数学推导运动定律，因为微积分尚未发表；地球对近地物体的引力可视为常数，故加速度恒定，这与伽利略的发现一致。阅读第四十三节本节论证牛顿力学可视为量子力学的近似，态叠加原理是关键。阅读第四十四节本节内容主要为注释与补充说明，实质内容有限。作者回应了对宇宙自然选择假说的多项批评，指出批评者在论证牛顿常数变化时未考虑星系、恒星的形成与演化。阅读第四十六节本节包含两部分内容。其一讨论相对论中的时间：块状宇宙图景虽可容纳规律变化，却无法解释其原因。阅读第四十七节本节讨论宇宙中各种时间箭头之间的关系。作者指出，宇宙学时间箭头未必能解释其他箭头：一个膨胀过快、来不及形成引力结构的宇宙会永远处于热平衡，没有热力学箭头……阅读第四十八节只要宇宙膨胀足够慢且均匀，引力约束系统就能形成，彭罗斯的方案才可行。阅读第四十九节本节为全书尾部的注释、译者后记与目录等非正文内容。译者后记部分，译者回忆了在圆周理论物理研究所求学时见到作者李·斯莫林教授独自沉思的情景，以及他坚持科学可证伪性原则……阅读
