史蒂芬霍金《大設(shè)計(jì)》的讀書筆記
《大設(shè)計(jì)》是物理學(xué)家史蒂芬·霍金的著作治专。全書篇幅精簡，介紹了當(dāng)今物理學(xué)領(lǐng)域前沿的研究成果弦理論恋昼，M理論，還透過物理的視角赶促，表達(dá)了霍金本人的一個(gè)獨(dú)特哲學(xué)觀點(diǎn)液肌。
誰來解釋世界？
顯而易見鸥滨，隨著量子論的發(fā)展嗦哆，當(dāng)今的哲學(xué)發(fā)展已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上科學(xué)的腳步，所以從前歸屬于哲學(xué)家的問題婿滓，比如宇宙如何存在老速，世界的本質(zhì)到底是什么等等，現(xiàn)如今都要靠科學(xué)家來研究了凸主。
我們認(rèn)識(shí)的世界是客觀真實(shí)的嗎橘券？
我們?cè)趺凑J(rèn)識(shí)世界？
我們先從金魚怎么認(rèn)識(shí)世界卿吐，來反觀人類如何認(rèn)識(shí)世界旁舰。在意大利蒙札，曾經(jīng)通過了一項(xiàng)法令：“禁止把金魚養(yǎng)在彎曲的魚缸里嗡官〖埽”這個(gè)提案的提出者認(rèn)為，金魚透過彎曲的魚缸所看到的世界衍腥，都是扭曲變形的磺樱，并不是這個(gè)世界真實(shí)的樣子纳猫，對(duì)金魚來說，這是很殘忍的一件事竹捉，所以我們不能這么干芜辕。
霍金在講完這個(gè)故事之后說，金魚身處魚缸中活孩，所以它們眼中的世界物遇，和人類看到的世界的確是不同的，比如在我們看來憾儒，某個(gè)物體沿著直線運(yùn)動(dòng)询兴，但在金魚看來，這個(gè)物體就是沿著曲線運(yùn)動(dòng)的起趾。
但是如果金魚夠聰明的話诗舰，它們同樣可以總結(jié)出一套金魚界的科學(xué)定律，雖然復(fù)雜一點(diǎn)训裆，但也是完全成立的眶根，可以精準(zhǔn)地預(yù)測這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)盐数。所以我們必須承認(rèn)粹舵，金魚看到的圖像，其實(shí)也是正確的候址。
霍金是想通過這個(gè)故事变姨，來表達(dá)自己的哲學(xué)觀點(diǎn)：所有的“客觀實(shí)在”族扰，其實(shí)都建立在理論模型的基礎(chǔ)之上。
我們沒必要去追問一個(gè)模型到底是不是真實(shí)的定欧，這完全沒有意義渔呵，只要這個(gè)模型能跟觀測到的數(shù)據(jù)相符合就行了。這就是“依賴模型的實(shí)在論”砍鸠。
又比如扩氢，人類根本就看不見夸克，它只是用來解釋原子結(jié)構(gòu)的一個(gè)模型而已爷辱。但是到今天录豺，夸克已經(jīng)被作為基本粒子之一廣為接受了。
為什么饭弓？
因?yàn)榭淇四Ｐ蛯?shí)在太好用了巩检，根據(jù)這個(gè)模型所做出的一切預(yù)測，基本都是正確的示启，所以我們就認(rèn)為兢哭，夸克就是一種確確實(shí)實(shí)存在的真實(shí)物體。
所以霍金說夫嗓，這些所謂的實(shí)在迟螺，其實(shí)都是依賴于模型的冲秽。
如果有個(gè)外星文明，在他們的科學(xué)理論中矩父，壓根就沒有夸克模型锉桑，那在他們看來，宇宙中就沒有夸克這種東西窍株。
世界的設(shè)計(jì)模型
霍金說民轴，從牛頓開始，尤其是在愛因斯坦之后球订，物理學(xué)家們一直想找到一個(gè)可以描述一切的統(tǒng)一理論后裸，來解釋各種物質(zhì)和各種力的運(yùn)行方式。
這種理論冒滩，就叫做萬物理論微驶，它就是我們認(rèn)識(shí)世界的終極模型。
我們先來看一看开睡，這個(gè)萬物理論需要滿足怎樣的要求因苹，它需要能囊括一切現(xiàn)有物理理論。
目前人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)篇恒，自然界有四種基本力扶檐，就是引力、電磁力胁艰、強(qiáng)核力和弱核力款筑。如果存在著一個(gè)萬物理論的話，那就應(yīng)該能把這四種力統(tǒng)一起來蝗茁，用一個(gè)框架來描述醋虏。
此外寻咒，現(xiàn)代物理學(xué)有兩大基本支柱理論哮翘，一個(gè)是相對(duì)論，一個(gè)是量子力學(xué)毛秘。
科學(xué)家們認(rèn)為饭寺，這 5 種弦理論，雖然表面上看起來好像沒有聯(lián)系叫挟，但本質(zhì)上其實(shí)都是等效的艰匙，或者說，它們都是同一個(gè)基本理論的不同方面抹恳。這個(gè)基本理論员凝，就是M 理論。M 理論在不同的情形下會(huì)有不同的表現(xiàn)奋献，因此產(chǎn)生了 5 種弦理論健霹。
這個(gè)道理旺上，就好像是冰和水，雖然看起來一個(gè)是固體一個(gè)是液體糖埋，但在本質(zhì)上其實(shí)都是同一個(gè)東西宣吱，只是在不同情況下表現(xiàn)出不同的樣子罷了。
在霍金看來瞳别，M 理論征候，就是目前最接近萬物理論的模型，也是唯一具備成為萬物理論潛力的模型祟敛。當(dāng)然了疤坝，霍金也承認(rèn)，人類對(duì)于M 理論的了解還很少垒棋，在沒有弄清理論細(xì)節(jié)之前卒煞，我們還不能宣稱M 理論就是人類認(rèn)知世界的最終模型。
霍金用了一個(gè)很精巧的比喻叼架，來描述了目前M 理論的發(fā)展?fàn)顩r畔裕。在他看來，M 理論就好像是一張拼圖乖订，我們目前發(fā)現(xiàn)的幾種弦理論扮饶，就像是把這個(gè)拼圖的邊緣部分給拼了起來。但問題是乍构，這塊拼圖的中央甜无，還留著一個(gè)巨大的空洞，我們還不知道它的核心區(qū)域到底藏著怎樣的秘密哥遮。
但即使如此岂丘，我們目前也對(duì)M 理論有了基礎(chǔ)的了解。比如霍金說眠饮，在M 理論中奥帘，宇宙時(shí)空并不是 4維，而是 11 維的仪召。
其中的 3 個(gè)空間維和 1 個(gè)時(shí)間維是展開的寨蹋，所以我們能感受到，而其他的維度都蜷縮了起來扔茅，我們感受不到已旧。
但這些維度會(huì)影響到弦的震動(dòng)方式，因此會(huì)對(duì)宇宙的基本性質(zhì)產(chǎn)生影響召娜。
此外运褪，除了一維的弦以外，M 理論中還有點(diǎn)狀粒子、三維塊狀物秸讹，甚至許多更高維度的物體胁后，這都是我們目前所難以想象的。
所以說嗦枢，根據(jù)M 理論所提供的模型攀芯，我們眼中的客觀實(shí)在，可能又要被顛覆一次文虏。
這又再次印證了“依賴模型的實(shí)在論”：脫離模型談實(shí)在侣诺，是沒有意義的。
在霍金看來氧秘，如果M 理論這樣的理論模型能被觀測所證實(shí)年鸳，那將是人類在智力上的重大勝利，我們也就可以說丸相，人類終于找到了宇宙背后的“大設(shè)計(jì)”搔确。
首先講到的第一個(gè)問題是，霍金為什么認(rèn)為“實(shí)在論”是不可靠的灭忠。因?yàn)榱孔恿W(xué)的研究發(fā)現(xiàn)膳算，我們的觀測行為會(huì)對(duì)客觀事物的性質(zhì)造成影響，觀測者和被觀測者之間的界限被打破了弛作，也就談不上什么客觀實(shí)在了涕蜂。從腦科學(xué)的角度來說，我們所觀察到世界映琳，其實(shí)是大腦建立的心理模型机隙，并不等于事物本身。所以霍金才認(rèn)為萨西，實(shí)在論是不可靠的有鹿。
接下來的第二個(gè)問題，是關(guān)于霍金提到的“依賴模型的實(shí)在論”谎脯〈邪希霍金提出，當(dāng)理論模型發(fā)生變化的時(shí)候穿肄，我們眼中的客觀實(shí)在年局，也就會(huì)發(fā)生變化际看。所有的客觀實(shí)在咸产，其實(shí)都建立在模型的基礎(chǔ)之上。我們不用去追問一個(gè)模型到底是不是真實(shí)的仲闽，只要它跟我們的觀測相符就可以了脑溢。
最后一個(gè)問題講到了，霍金眼中人類認(rèn)識(shí)世界的終極模型——M 理論⌒汲梗霍金認(rèn)為验庙，M 理論是目前唯一具備成為萬物理論潛質(zhì)的模型，它有可能統(tǒng)一四種自然力社牲，還能把量子力學(xué)和相對(duì)論結(jié)合起來粪薛。當(dāng)然了，我們目前對(duì)M 理論的了解還很少搏恤，還沒有了解其中真正的秘密违寿。如果M 理論一旦被證實(shí)，勢(shì)必又將顛覆人們的認(rèn)知熟空，這同時(shí)也是人類智慧的重大勝利藤巢。
看完整部書，雖然對(duì)量子息罗、弦掂咒、M理論這些深?yuàn)W玄之又玄的理論還是如以往一樣知之甚少。
然而本書最深刻之處迈喉，在于從唯物論的角度論述了一個(gè)一直被認(rèn)為是唯心論的觀點(diǎn)绍刮。人如何認(rèn)識(shí)世界——“依賴?yán)碚撃Ｐ汀笔侨苏J(rèn)識(shí)世界的工具。
你對(duì)世界的認(rèn)知挨摸，基于你的內(nèi)心的框架與模型录淡。你心里有什么樣的模型，世界就有怎么樣展現(xiàn)在你的面前油坝。
