这本书是英国数学物理学家 Roger Penrose 在 2016 年写的,之前看过他写的《通向实在之路》和《皇帝新脑》,都挺难看懂,内容很多很深,有不少独特的观点,适合有一定数学和物理基础的人仔细研读。
这本书主要内容包括对弦论的质疑、对量子力学的深入介绍、对宇宙学的一些畅想和独创的扭量理论简介。
之前我看过不少弦论科普文章和视频,确实很时尚吸引人,是可能的大一统理论,但最大的问题是很难观测并用试验验证,更多的维度主要是数学上的需要,在现实中很难体会。
量子力学相对好懂一些,之前看过很多科普文章,虽然很多反直觉,但很多可以用实验观测验证,也在生活中大量应用,事物不是确定的而是概率的观点也符合我对自由意志存在的信仰。
宇宙学的重点是大爆炸理论、黑洞的演变和奇点定理,Penrose 因为 “发现黑洞的形成是广义相对论的强健预言” 获得 2020 年诺贝尔物理学奖。广义相对论在理论上允许黑洞存在,彭罗斯在广义相对论框架中证明,在很宽泛的条件下(主要条件是要求塌缩物质的能量是非负的),黑洞确实能够形成,包围一个奇点,这就是奇点定理。在彭罗斯的拓扑学证明中,囚禁面不需要具有球面对称。一旦囚禁面出现,物质就向奇点塌缩,奇点和视界不可避免。黑洞和奇点几乎是广义相对论下的必然,意味着在复杂的现实中,足够大质量的引力塌缩必然导致黑洞。
扭量理论是彭罗斯开创的一门主要用于解决广义相对论和量子力学结合的数学工具,是将四维时空(闵可夫斯基空间或欧几里得空间)中的点表示为三维复空间,即扭量空间中的复数。这部分对数学要求超出我的理解,需要重新学习射影几何和复数理论,实在没有办法再深入了。
总的来看,近些年物理学在理论上并没有重大突破,更多的是在量子理论和广义相对论上修修补补。要想有大的发展,不能把大部分资源都集中在弦论等少数流行理论,而需要更多的人提出新的观点,新的质疑,通过细致的计算和缜密的试验观察来推动物理学的发展。