叛逆与梦想？
我的青少年时代愈加充满了反叛行为。我弄不清我周围所宣示的价值观念，头脑一片混乱，感到一切都不可捉摸.....我梦想着成为满面胡须的流浪汉，置身于这个.....世界之外。我发疯般地读书。那些书向我讲述了另外的世界和不同见解，似乎在我还未曾读到的每本书中都藏匿着奇妙的宝藏。
在博洛尼亚的大学学习期间，我的困惑和对成年人的反叛与我的同龄人中大部分人的共同经历交织在一起。我们希望改变世界，让它更加美好.....希望找到新的生活和互爱的方法；尝试新的共同生活方式。总之，能试的都要试一下。我们会随时谈场恋爱，又会争吵不休。我们希望学会毫无偏见地去观察事物。尽管有时会感到茫然无措，但另一些时候还是隐约看到了美好的新世界的曙光。
在那个时代，人们都靠着梦想活着。我们不停地旅行：在思想上浮想联翩；在路上旅行为了结识新朋友，发现新主张。到了二十岁时，我决定独自出发去做一次漫长的环球旅行。我就是希望去进行探险，并从中去寻找“真理”。如今我已年近五十，那种天真令我好笑。但是尽管如此，我还是觉得当时的决定是对的：我一直在以某种方式延续着始于彼时的探险。征途并非一帆风顺，但是疯狂的企望和无边的梦想并未弃我而去；只要有勇气，我就可以去追寻希望和梦想。
我认为，那种专属于年轻人的好奇心和基于变革的渴望，在任何一代人身上都有体现，尽管有时不太显露，这正是社会进化的首要源泉。在那些试图保持稳定但又阻碍历史进程的权力大亨身边，需要有那些充满梦想的人们去探寻新世界、新思想，以一种前所未有的方式去看待和理解现实存在。我们的世界就是这些历史上满怀梦想的人们所设想并建立起来的。只有无尽的新奇梦想才能缔造我们的未来。
本书汇集了我在实现好奇心和梦想所走过的历程的一些片段以及我所见识的新奇思想和结识的朋友，还有一些我对个人历程的价值和观念的一些思考。
时间不存在？
让我们来看一下基本概念。我们首先要搞明白，如果两件事发生在相距足够远的地方，要想说谁首先结束，通常没什么意义。这就好比要问谁在此时此刻到达了仙女星系一样，没什么意义。因为时间并不是在哪儿都以同一种方式延伸的。我们有我们的时间，仙女星系则有他们的时间，从广泛意义上来讲，这两种时间之间没有任何关系。我们所能够做到的，就是进行电波交换，但电波在仙女星系和我们之间走个来回也要用上几百万年。想象一下，外星人从仙女星系给我们发送一个电波，我们今天收到后马上给他回电。可以说，外星人发送电波是在今天之前，他收到回电的时间是在今天之后。但是从外星人发送电波到接到我们的回电，这期间已经过去了上百万年，仙女星系并不存在一个与地球上的“今天”相吻合的这一特定时刻。这一切说明，我们不能把时间想象成一部左右宇宙生命节奏的宇宙时钟。我们必须考虑到时间的地域性：宇宙中的星球都有其各自的时间。只有在星球相互接近或互发电波时，才可以准确地描述不同时间的关联方式。但要做到这一点，我们在用数学来描述世界时就不能仅提及“时间”和“空间”，而要将其合二为一：即“时间- 空间”（时空）。时间是不存在的。必须学会以无时间性的概念来考量我们的世界，尽管从直觉上很困难，因为我们已经习惯于把时间表述成如同我们自身的一直流逝的东西。
时间不存在的思想意味着什么？时间存在于所有或几乎所有经典物理学的方程式中，它就是符号t 所代表的变量。那些方程式告诉我们，事件如何在时间过程中发生变化，让我们得以预测在某一未来时间所能发生的事情，假如我们知道曾经过发生的事情。换言之，时间是我们对世界细枝末节的无知所产生的效应。假如我们对世界的底细了如指掌，我们就不会有时间流逝的感觉。我对此观点做过深入研究，也研究了支持此说的数学观点。由于我们所知有限，这种观点必须能够揭示时间过程中的典型现象是怎样来自于与时间无关的世界。
在历史上曾经出现过这种情况，如在牛顿的同一律出现以前。开普勒观察行星和星辰，对他来说，天体形成椭圆轨道。伽利略研究物体下落，对他来说，物体形成的是抛物线轨迹。但直到哥白尼才搞明白，如同宇宙中的其他天体，地球也是其中之一。所以，如果用一种理论去解释地球，又用另外一种理论去解释太空，这是没有道理的。
牛顿最终得以将两种观点合二为一，这套出色的统一理论曾经风光了三个世纪。直至二十世纪初叶，物理学还是一整套协调一致的各种原理，并建立在很少几个关键概念之上，如时间、空间、因果关系以及物质。尽管曾经出现过一些重大改变，但那些关键概念仍然一成不变。直到十九世纪末期，有几股内部压力开始聚集。在二十世纪的最初二十五年时间里，量子力学和广义相对论动摇了传统基石。牛顿理论的完美统一终于败下阵来。
量子力学和广义相对论这两种理论取得了极大成功，也经受了确凿的实验验证，现在这两种理论已经成为我们现有知识体系的一部分。这两种理论无论哪一种都以其严密协调的方式改变了经典物理学的基本概念，然而我们却没有单一的理论框架来合并这两种理论。因此，我们难以预言这两种理论同时适用的某一领域会是怎样一番情形。世界不能是一个不协调的整体，以至于要用两种毫不相干的理论去诠释。
再说，那些尺寸如此细小的现象都发生在接近宇宙大爆炸或者黑洞频死之际的自然界。如果我们想要了解这些现象，就必须能够计算出这样细小的尺寸里面所发生的事件。所以必须设法将这两种理论结合起来。这项使命就是量子引力学的中心问题。
假如爱因斯坦仅仅引入了“引力场”，写出了他的方程式，那他只是一位伟大的科学家，而非天才。其实他的发现远远不止于此。在探索引力场的形态和描述引力场的方程式过程中，爱因斯坦做出了一项惊人的发现：他发现引力场和牛顿所谓的盒子式空间实际上是一个相同的东西。这也许就是爱因斯坦最伟大的发现吧。
如果你发现路人甲和路人乙是同一个人的话，可以有两种不同的判断方法：你可以说路人乙根本不存在，因为他压根就是路人甲；换言之，你也可以说路人甲根本不存在，因为他原本就是路人乙。这样一来，我们可以用两种方式来阐述爱因斯坦的发现。首先，引力场是不存在的，是空间本身在运动、振动并像海浪一样变换着形态。这是最常见的
一种理论，但这很成问题，因为这种说法会让人认为空间与电磁场有着截然不同的本质区别。然而电磁场和引力场并没有本质差别。所以，能够诠释爱因斯坦伟大发现的最好方式，必须说牛顿的空间是不存在的，实际上存在的只是引力场。牛顿曾经把引力场当作一个特殊实体对待，即绝对空间，其实这是不存在的。
这的确是一项前无古人的绝妙发现。牛顿所说的那个僵硬不动的盒子式空间实际上是不存在的。存在的是引力场，一个像电磁场那样的多变的、活跃的引力场。这样一来，世界就不是存在于空间里面的粒子和场，而仅仅是粒子和场。也就是说场与场相互依赖，我们都生活在场中，或者说生活在引力场之中，而不是在一个呆板的盒子空间里。
假设大洋中间的一座小岛，那上面生活着不少动物，我们会说，我们看到“小岛上生活着很多动物”。但是就有这么一个航海生物学家小爱因斯坦进行了详细的考察，发现小岛并不是一个岛，其实是一条大鲸鱼。所以，那些动物不是住在岛上，而是住在另一只动物身上。不能再说“动物住在岛上”，只能说“动物住在动物上”。我们发现小岛原来是鲸鱼，这个事实告诉我们，这仅仅关系到一只动物与其他动物，并不存在不同形态的动物与小岛所形成的两种实体，只不过是拥挤在一起的具有相同性质的各种动物的实体，用不着扯上什么漂浮的陆地。
因此，爱因斯坦发现，引力场、电磁场也不需要存在于某个固定的盒子空间里面，因为这些场可以相互依存地存在。牛顿的世界就像那座庇护动物的小岛，其结构是固定的、静态的、不动的。爱因斯坦认为牛顿其实搞错了，空间与在其中运动的场以及粒子没什么不同，空间本身就是与其他场相同的一种场。它和电磁场完全一样，可以移动。波动、弯曲，它的特性也遵循一定的方程公式—爱因斯坦方程。
当然，以我们的尺度来看，引力场的变化非常之小，空间对我们来说相当均一平顺，就像动物居住的小岛—鲸鱼背一样。我们难以感知到空间的结构，如同一张白纸从手指间滑过，我们感觉不到它表面的粗糙。但我们还是能够用相当精密的仪器看到“时间空间”的“波动”。简言之，没有“空间中的场”，只有“场上之场”。
这就是爱因斯坦的被称为“广义相对论”的理论。其“相对性”是因为难以对空间中的物体进行定位，仅能对每种物体进行相对定位。而其相对论的“广义”，是因为尽管这个理论起初只是有关引力的理论，但它在改变空间的概念、并由此让我们全面改变了对物理世界的认识方面，其重大影响是“广义”的。
究竟什么是科学？
也许二十世纪最大的科学发现就是科学会“出差错”。即从准确、可验证的角度来说，科学研究对世界的认识可能是错误的。所以我们对世界可以有多种认识，而且每一种认识只在某种程度上可被认为是正确的。
在二十世纪初，人们发现，一直是当今科学的绝对模式的牛顿理论并非总是适用的。要对这个理论进行更深的修正，从而解释我们面临的新物理现象。这个令人吃惊的发现在科学界引起了震动，而它在科学哲学上产生的影响更为强烈。可以说，在随后的半个世纪，科学哲学在很大程度上都在试图去适应这个发现。
不过，我倒是认为，我们能够发现科学认识世界的局限性，恰好说明了科学思维的力量所在。这种力量不是源于“经验”，也不是出自“数学”或某种“方法”，而是来自于科学思维本身的不断自我反省的能力。这就是对肯定自我的怀疑，勇于否认自己相信的东西，即使是非常确定的东西。科学的精髓就是发展变化。
空间的历史
我在本书中谈到的空间和时间概念的变化，恰恰说明了科学也在不断的变化。作为我们认识世界的基本要素，时间、空间这两个概念因近代的爱因斯坦学说而发生了变化，而今仍在不断变化着。而这种情形并非仅出自现代科学。爱因斯坦并不是深刻改变我们世界观的第一人。在他之前曾有很多更加革命性的先例：哥白尼和伽利略都令人相信，我们脚下的地球以每秒30公里的速度运行；法拉第和麦克斯韦用电磁场填充了空间；达尔文告诉我们，我们与瓢虫有着共同的祖先……
其实比这还要古老。我认为如果不重温历史沿革，就不能真正理解现今空间概念的变化意味着什么。那么就让我来从头追述这段辉煌的历史吧。各种古代文明都认为世界是由两部分构成的：大地在下，天空在上。这种世界观普遍存在于埃及人、希伯来人、美索不达米亚人、中国人、最初出现于印度河流域的文明以及玛雅人、阿兹特克人或
北美印第安人中间。所以对于古代人类来说，空间当然就是“上”和“下”。物体都是向下坠落。在上面的就是天空，下面的就是大地。而大地的下面，还是大地，或者可能是一只巨大的乌龟，或是粗大的柱子。—总之，地球是靠这些来支撑着才不会坠落下去。
我们知道，第一个改变了世界古老形象的人，他的名字是：阿纳克西曼德，科学家和哲人，生活在公元六世纪时的古希腊城市米累（米利都），濒临今天的土耳其海岸一带。正是他提出了令大家信服的对地球的全新解读：地球是漂浮在空间的一块巨石。天空不仅在地球之上，还环绕着地球，包括地球的下方。他怎样做才弄明白地球是漂浮在空间里的一块体积固定的巨石的呢？当然，还是有许多线索的。我们来想想看，例如，太阳、月亮以及所有那些星星，他们都是从东方升起，在西方坠落。
……
展开
——艾丽萨· 布吕娜（Elisa Brune） 科学记者