時空是什么?要回答這個問題,我必須用你知道的東西,通過一些邏輯的加工整合,最后讓你生成一種圖像,或是一種“我已經懂了”的錯覺。或是我可以自顧自的講自己的故事,直到你認為這個故事很精彩很有趣,然后忘了最初想問的問題。下次別人問你這個問題時,你也就同樣地講了個類似的故事,可能還會加上自己的一點改編,去掉自己認為不合理的地方,加入自己的臆想。
舉個例子,比如你問我什么是氫原子?
我就會說,2個氫原子會組成一個氫分子,而氫分子呢就是氫氣最小的組成部分,接著我會把氫氣的所有性質描述給你,它的顏色,味道,密度,燃點等等一切你可以感知到的東西,雖然你還是說不出氫氣到底是個什么東西,但是下次如果你遇到或是聽人描述到,你能立馬認出來,那東西就是氫氣!然后你就滿意的點點頭謝我而去。
但是過了一會,你似乎明白過來,我好像沒有給你講氫原子的事,就氣呼呼的回來找我,甩我一臉后質問我:“我問你氫原子呢,氫氣我知道!"?
我捂著臉無辜的說:“氫原子就是組成氫氣分子的最小的部分呀。” 你不依不饒:“那到底氫原子又是啥?” ?
我被打的有點蒙,思索著怎樣的回答能讓你滿意,然后突然靈機一動,抓住了問題的關鍵:你說你知道氫氣!我只要能讓你覺得自己下回碰見氫原子能認出來就會滿意了。
“氫原子是最輕的原子,如果你敲打它,就會飛出兩個零件,一個帶正電的質子,一個帶負點的電子,因為他們都帶電荷,你可以通過施加一個電壓,通過他們分別的運動軌跡,來測出他們的重量。還有氫原子可以吸收和輻射不同顏色的光,這個光譜就想氫原子的指紋一樣。。。”
“哦,我懂了!”你欣喜的叫道。
其實舉這個例子我只是想說明,我們所能理解所能感知到僅僅是事物對我們產生的作用,或是更廣義的事物之間的相互作用。對于事物的本源,我們無法得知,去問那個本源到底是什么也就不成為一個問題了。那個本源,可以隨意的假設,隨意建模,只要最后能給出我們滿意的相互作用就好了。
回到最初的問題,時空是什么?可以假設為場,假設為弦,假設為圈,都沒關系,但是這些模型要符合我們所感知到時空的性質:廣義相對論還有量子力學,或稱為量子引力!
但是目前我們對于量子引力還了解到很少,也就說目前對于量子引力的了解還不足與讓我們得到一個有足夠說服力的模型。要了解時空,我們就需要了解更多量子引力的性質。而黑洞就給我提供了一個很好的系統!