E类对不起，现在几点了？”我猜你和我一样，也会因为问了这个问题而感到内疚，好像很明显存在这样一件事这个时间。然而，你可能从来没有接触过陌生人并问过：“对不起，那是什么地方？”. 如果你绝望地迷路了，你可能会说这样的话，“对不起，我在哪里？“从而承认你不是在问空间的属性，而是在问你自己的属性。同样，当你问时间时，你并不是在问时间的性质，而是在问你在时间上的位置。
但我们通常不是这样想的。我们的语言揭示了我们对空间和时间的不同看法：第一阶段是静态的，第二阶段是流动的。然而，尽管我们有直觉，时间的流动只是一种幻觉。爱因斯坦告诉我们，有两种同等的方式来思考我们的物理现实：一种是作为一个叫做空间事物随时间变化的地方，或者称为四维空间时空它只是存在、不变、从未创造、从未毁灭。
我认为这两种观点是青蛙和鸟对现实的不同看法。这只鸟从高空俯瞰现实世界，就像物理学家研究物理学方程式所描述的时空数学结构一样。另一方面，青蛙生活在鸟类观察的景观中。随着时间的推移，青蛙抬头看着月亮，看到了类似于图中右侧面板“月球轨道”的东西：五张太空快照，每次月球位于不同的位置。但这只鸟看到了一个不变的螺旋形状在spacetime中，如左面板所示。
月球轨道：我们可以等效地将月球视为空间中随时间变化的位置（右），或视为时空中不变的螺旋形状（左），对应于数学结构。空间快照（右）只是时空的水平切片（左）。为了保持清晰，我绘制了比比例尺小得多的轨道，并进行了一些简化。要从时空（左）中获取空间（右）的快照，只需在感兴趣的时间通过时空进行水平切片。马克斯·泰格马克
对于鸟类和物理学家来说，过去和未来都没有客观的定义。正如爱因斯坦所说，“过去、现在和未来之间的区别只是一种顽固的幻觉。”当我们考虑现在时，我们指的是与我们有这种想法的时间相对应的时空切片。我们将未来和过去称为这一部分之上和之下的时空部分。
这与您使用的术语类似在这里，在我面前、和在我身后指的是相对于你现在位置的时空的不同部分。很明显，你面前的部分和你内心深处的部分一样真实，如果你向前走，你眼前的一些东西将来会在你身后，现在也会在其他人的身后。类似地，在时空中，未来就像时空的过去一样真实，现在在你的未来，在你的将来，也就是在你的过去。由于时空是静止不变的，它的任何部分都无法改变其现实状态，所有部分都必须是同样真实的。
时空的概念不仅仅教会我们重新思考过去和未来的意义。它还向我们介绍了数学宇宙。时空是一种纯粹的数学结构，在这个意义上，它除了数学属性之外，没有其他属性，例如数字四，它的维数。在我的书中我们的数学世界我认为，不仅时空，而且我们的整个外部物理现实都是一个数学结构，根据定义，它是一个抽象的、不可变的实体，存在于空间和时间之外。
时空管最有趣的特性不是它的整体形状，而是它的内部结构，它非常复杂。
这实际上意味着什么？首先，它意味着一个可以用数学完美描述的宇宙。几个世纪以来，随着证据越来越多，我们的宇宙确实如此。这一领域的最新胜利是发现了希格斯玻色子，就像海王星和无线电波一样，希格斯玻色子最初是用铅笔通过数学方程预测出来的。
我们的宇宙大约描述数学意味着它的一些但不是全部属性都是数学性质。就是这样是数学意味着它的所有属性都是数学的；它除了数学性质外，没有任何其他性质。如果我是对的，而且这是真的，那么这对物理学来说是个好消息，因为如果我们足够聪明和有创造力，我们宇宙的所有性质原则上都可以被理解。它还意味着我们的现实比我们想象的要大得多，包含着多样性
遵守所有数学上可能的物理定律的宇宙集合。
这种观察时空及其内容的新颖方式意味着一种观察我们自己的新颖方式。我们的思想，我们的情感，我们的自我意识，以及深刻的存在感”我是“我觉得这一切都没有一点数学意义。然而，我们也是由构成我们物理世界中其他一切的相同类型的基本粒子组成的，我认为这纯粹是数学意义上的。我们如何协调这两种观点？
查德·黑根
第一步是考虑我们如何看待时空结构。宇宙学先驱乔治·加莫将他的自传命名为我的世界线爱因斯坦也用这个短语来表示穿越时空的路径。然而，严格地说，你自己的世界线不是一条线：它有一个非零的厚度，而且它不是直的。大约10个29由基本粒子（夸克和电子）组成的身体在时空中形成管状，类似于月球轨道的螺旋形状（“月球轨道”），但更为复杂。如果你在游泳池里游泳圈，你的时空管的那部分是一个之字形，如果你在操场上挥杆，时空管的这部分是一条蛇形。
然而，时空管最有趣的特性不是它的整体形状，而是它的内部结构，它非常复杂。虽然构成月球的粒子是以一种相当静态的排列方式粘在一起的，但你的许多粒子彼此之间是恒定运动的。例如，考虑一下构成红细胞的微粒。当你的血液循环通过你的身体输送你所需要的氧气时，每个红细胞都会在时空中描绘出自己独特的管状，对应着一个复杂的行程，通过你的动脉、毛细血管和静脉，定期返回到你的心肺。这些由不同红细胞组成的时空管相互缠绕，形成一个辫子图案，如图“复杂性与生命”所示，这比你在美发沙龙看到的任何东西都要精细：而经典的辫子由三股头发组成，每根头发可能有三万根头发，以简单的重复图案相互缠绕，这个时空辫子由数万亿股（每个红细胞一股）组成，每一股由数万亿条毛发状的元素-颗粒轨迹组成，以一种从未重复过的复杂模式交织在一起。换言之，如果你想象花一年时间给一个朋友做一个真正疯狂的发型，把他们所有的头发分别缠绕在一起编辫子，那么与之相比，你得到的发型还是很简单的。
复杂性与生命：物体的运动对应于时空中的一种模式。由10个加速粒子组成的无生命团块构成一个简单的图案（左），而组成生物体的粒子构成一个复杂的图案（中），对应于完成信息处理和其他重要过程的复杂运动。当一个活着的有机体死亡时，它最终会解体，其颗粒会相互分离（右图）。这些粗糙的插图只显示了10个粒子；你自己的时空模式大约有10个29粒子和思维复杂。马克斯·泰格马克然而，与你大脑中的信息处理模式相比，这一切的复杂性相形见绌。你大约1000亿个神经元不断地产生电信号（“发射”），这涉及到数十亿万亿个原子的移动，特别是钠、钾和钙离子。这些原子的轨迹在时空中形成了一条极其精细的辫子，其复杂的交织对应于以某种方式存储和处理信息，从而引起我们熟悉的自我意识。科学界有一个广泛的共识，那就是我们仍然不知道这是如何工作的，所以公平地说，我们人类还没有完全理解我们是什么。然而，粗略地说，我们可以这样说：你是时空中的一个模式一个数学模式。确切地说，你是时空中的辫子，是已知最精致的辫子之一。
有些人认为自己是粒子的集合，这在情感上令人不快。当我20多岁的时候，我的朋友埃米尔对我的朋友马茨说“原子（atomhög），“瑞典语代表”原子堆“企图侮辱他。然而，如果有人说“我不敢相信我只是一堆原子！”“我反对使用这个词”只是“：与他们头脑相对应的精细时空辫子是我们在宇宙中见过的最美丽复杂的图案。世界上速度最快的计算机，大峡谷，甚至太阳——相比之下，它们的时空模式都很简单。
在时空辫子的两端，对应着你的生与死，所有的线都会逐渐分开，对应着所有粒子的加入、相互作用，最终以各自独立的方式运行（如右侧的“复杂性与生命”面板所示）。这使得你整个生命的时空结构像一棵树：在底部，对应于早期，是一个复杂的根系统，对应于许多粒子的时空轨迹，它们逐渐融合成较粗的股线，最终形成一个与你当前身体相对应的管状躯干（如上文所述，内部有一个显著的辫子状图案）。在顶部，对应于晚期，树干分裂成越来越细的树枝，对应于生命结束后粒子各自独立的运动方式。换句话说，生命的模式在时间维度上只有有限的范围，辫子在两端分开变成卷曲。
这种认为自己是时空中数学辫子的观点挑战了我们永远无法理解意识的假设。它乐观地表明，有一天意识可以被理解为一种物质形式，是我们宇宙中最美丽复杂时空结构的衍生物。这种理解将启迪我们对待动物、无反应患者和未来超智能机器的方法，具有广泛的伦理、法律和技术意义。
这就是我的看法。然而，尽管这种关于不变现实的想法是受人尊敬的，可以追溯到爱因斯坦，但它仍然存在争议，并受到充满活力的科学辩论的影响，我非常尊敬的科学家表达了一系列的观点。例如，在他的书中隐藏的现实布莱恩·格林（Brian Greene）表示，对于放弃观念的改变和作为基础的创造感到不安，他写道，“我偏爱有一个过程，无论我们可以想象生成多元宇宙是多么试探性的[……]。”李·斯莫林（Lee Smolin）在他的书中进一步说道时间再生他认为，变化不仅是真实的，而且时间可能是唯一真实的。另一方面，朱利安·巴伯（Julian Barbour）在他的书中提出时间的终结不仅这种变化是虚幻的，而且人们甚至可以描述物理现实，而根本不用引入时间的概念。
如果我们发现时间的终极本质，这将回答当今物理学面临的许多最令人兴奋的开放性问题。在大爆炸之前，时间有什么开始吗？它最终会结束吗？它是从某种永恒的量子模糊中浮现出来的吗？我们物理学家还没有找到令人信服地回答这些问题所需的量子引力数学理论，但无论这个“万物理论”是什么，时间将是解开其奥秘的关键。
马克斯·特格马克（Max Tegmark）是麻省理工学院（MIT）物理学教授，他撰写了200多篇技术论文。因其非正统的想法和对冒险的热情而被称为“疯狂的麦克斯”，他的科学兴趣从精确宇宙学到现实的终极本质，所有这些都在他的新科普书中得到了探索我们的数学世界.
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