“E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，好像很明显有这样一件事这时间。但你可能从来没有走近陌生人问过"对不起，但是这是什么？”。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。同样地，当你问时间的时候，你并不是在问时间的性质，而是在问你在时间中的位置。
但这不是我们通常如何考虑的。我们的语言揭示了我们对空间和时间的看法有多么不同：第一个作为静态阶段，第二个是流动的第二个。然而，尽管我们的直觉，时间流动是一种幻觉。爱因斯坦教导我们有两种等同的思考我们的物质现实：作为一个称为三维的地方空间，事物随时间而变化，或者作为一个四维空间被称为时空它只是存在，不变，从未创造，也从未摧毁。
我认为这两个观点是关于青蛙和一只鸟可能需要的现实的不同观点。这只鸟从高“以上的现实景观调查，类似于物理学的等式的研究的物理学家研究时空的数学结构。另一方面，青蛙生活在鸟类调查的景观内。随着时间的推移抬头看着月亮，青蛙看到了像正确的面板图“月球轨道”：每次月球处于不同位置时的五张空间快照。但是这只鸟看到了一个不变的螺旋形状在时空中，如左面板所示。
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个顽固的、持久的错觉。”当我们想到现在时，我们指的是时空中的时间切片，与我们产生那个想法时的时间相对应。我们把未来和过去称为时空的上下两部分。
这类似于您对术语的使用这里，就在我面前，及在我身后指的是相对于你当前位置的时空的不同部分。你面前的部分显然不亚于你身后的部分。事实上，如果你向前走，你面前的一些东西将来也会在你身后，现在也会在其他人身后。类似地，在时空中，未来就像现在在你未来的时空的过去部分一样真实，在你的未来，也将是你的过去。由于时空是静止不变的，它的任何部分都不能改变它们的真实状态，所有部分都必须是同样真实的。
物理学如何像三和弦摇滚
几年前，我们中有1200万人点击观看了YouTube上的“帕赫尔贝尔咆哮”。你可能还记得。喜剧演员Rob Paravonian一边弹着吉他，一边重复着和弦，他承认当他还是大提琴手的时候，他无法忍受……阅读更多
Spacetime的想法比教我们重新思考过去和未来的含义。它还向我们介绍了一个人的想法宇宙的数学。Spacetime是一种纯粹的数学结构，即它除了数学属性之外没有任何属性，例如第四个，其尺寸数。在我的书中我们的数学宇宙我认为，不仅是时空，实际上我们整个外在的物理现实也是一个数学结构，根据定义，它是存在于时空之外的抽象的、不可变的实体。
时空管最有趣的特性不是它的体积形状，而是它的内部结构，它非常复杂。
这到底意味着什么?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，我们的宇宙也越来越清楚地证明了这一点。这一领域最新的胜利是希格斯玻色子的发现，它就像海王星和无线电波一样，最初是用铅笔用数学方程预测出来的。
我们的宇宙大概是描述数学意味着它的一些但不是全部性质都是数学性质。是吗是数学的意思是它的所有性质都是数学的;除了数学性质，它没有任何性质。如果我是对的，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，我们的宇宙的所有属性原则上都可以被理解。这也意味着我们的现实比我们想象的要大得多，包含了一系列遵从所有数学上可能的物理定律的宇宙。
这种看待时空和其中事物的新颖方式意味着一种看待我们自己的新颖方式。我们的思想，我们的情绪，我们的自我意识，以及那种深刻的存在感”我是——在我看来，这一点也不像数学。然而，我们也是由构成物理世界中其他一切事物的基本粒子组成的，我认为这是纯粹的数学。我们怎样才能调和这两种观点呢?
第一步是考虑我们如何看待时空结构。宇宙学先驱乔治·加莫为他的自传命名我的世界线这个短语也被爱因斯坦用来指穿越时空的路径。然而，严格地说，你自己的世界线不是一条线:它有一个非零厚度，它不是直线。大约1029构成你身体的基本粒子(夸克和电子)在时空中形成一个管状的形状，类似于月球轨道的螺旋形状(“月球轨道”)，但更复杂。如果你在游泳池里游泳，你的时空管的那一部分是锯齿形的，如果你在操场上荡秋千，你的时空管的那一部分是蛇形的。
然而，时空管最有趣的特性不是它的体积形状，而是它的内部结构，它非常复杂。虽然构成月球的粒子以一种相当静态的排列方式粘在一起，但你的许多粒子彼此之间的相对运动是恒定的。例如，考虑构成红细胞的颗粒。当你的血液在体内循环以输送你所需的氧气时，每个红细胞在时空中描绘出自己独特的管状体，对应于通过动脉、毛细血管和静脉的复杂行程，并定期返回心脏和肺。这些由不同红血球组成的时空管交织在一起形成辫子图案，如图“复杂性与生命”所示，这比你在发廊中看到的任何东西都要复杂：而一条经典的辫子由三股头发组成，每根头发大约有三万根，以简单的重复图案交织在一起，这条时空编织线由数万亿条线组成（每个红细胞一条线），每条线由数万亿条头发状的基本粒子轨迹组成，以一种复杂的模式交织在一起，永不重复。换句话说，如果你想象花一年的时间给一个朋友做一个真正疯狂的发型，把他们的头发分开缠绕在一起，你得到的发型相比之下还是非常简单的。
然而，与你大脑中信息处理的模式相比，这一切的复杂性都显得微不足道。你大约1000亿个神经元不断地产生电信号(“放电”)，这涉及到数以亿计的原子，尤其是钠离子、钾离子和钙离子。这些原子的轨迹在时空中形成了一个极其复杂的编织，其复杂的缠绕对应着以某种方式存储和处理信息，以某种方式产生了我们熟悉的自我意识。科学界的广泛共识是，我们仍然不明白这是如何运作的，所以公平地说，我们人类还没有完全了解自己是什么。然而，粗略地说，我们可以这样说:你是时空中的一个模式。数学模式。具体而言，您是Spacetime的编织物，确实是最精心的辫子之一。
有些人认为自己是一群粒子的集合在情感上是不愉快的。在我20多岁的时候，当我的朋友埃米尔称呼我的朋友马茨为“atomhog，在瑞典语中意为atom堆，企图侮辱他。然而，如果有人说:真不敢相信我只是一堆原子!”“我反对使用这个词”只是“：与他们的思想相对应的精心简星程编织物是我们曾经遇到过的最美妙复杂的模式。世界上最快的计算机，大峡谷甚至太阳 - 他们的时空模式都很简单。
在你时空编织的两端，对应着你的出生和死亡，所有的线索逐渐分离，对应着你的所有粒子连接，相互作用，最终各自走各自的路(如图“复杂性与生命”的右边面板所示)。这使得你整个生命的时空结构就像一棵树:在底部，与早期时代相对应，是一个复杂的根系统，与许多粒子的时空轨迹相对应，它逐渐合并成更粗的线，最终形成一个管状的树干，与你当前的身体相对应(如我们上面所述，内部有一个引人注目的编织状图案)。在顶部，与后期相对应，树干分裂成更细的树枝，与你的生命结束后，你的粒子各自走各自的路相对应。换句话说，生命的模式在时间维度上只有有限的范围，辫子在两端分开成卷曲。1
这种将我们自己视为时空中的数学编织模式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物质的一种形式，是我们宇宙中最复杂的时空结构的衍生物。这种理解将启发我们r针对动物、无反应患者和未来超智能机器的方法，具有广泛的伦理、法律和技术影响。
这是我的看法。然而，尽管这种“不变的现实”的观点值得尊敬，而且可以追溯到爱因斯坦，但它仍然存在争议，并受到激烈的科学辩论的影响，我非常尊敬的科学家们表达了各种各样的观点。例如，在他的书中隐藏的现实Brian Greene表示不安，让您的概念变得更改，创造为根本，写作“我部分地成为一个过程，但是暂定[...]我们可以想象产生多个人。”Lee Smolin在他的书中进一步走了时间重生他认为，不仅变化是真实的，而且时间可能是唯一真实的东西。朱利安·巴伯(Julian Barbour)在他的书中提出了另一种观点时间的终结这种变化不仅是虚幻的，而且人们甚至可以在完全不引入时间概念的情况下描述物理现实。
如果我们发现了时间的终极本质，这将回答当今物理学面临的许多最令人兴奋的开放问题。时间在宇宙大爆炸之前就已经开始了吗?它最终会结束吗?它是从某种永恒的量子模糊中出现的，最终会溶解在其中吗?我们物理学家还没有找到量子引力的数学理论来令人信服地回答这些问题，但无论这个“万物理论”最终是什么，时间将是解开其奥秘的关键。
马克斯·泰格马克(Max Tegmark)是麻省理工学院的一名物理学教授，他撰写了200多篇技术论文。他的科学兴趣广泛，从精确的宇宙学到现实的终极本质，所有这些都在他最新的流行科学书籍中进行了探索我们的数学宇宙。
