序言：光与棱镜

(Preface: The Light and The Prism)

我们通常认为，宇宙是一个充满了“东西“的地方。

当我们仰望星空，我们看到恒星在燃烧，星系在旋转；当我们审视微观，我们看到原子在振动，夸克在结合。为了描述这一切，物理学家们建造了两座宏伟的塔楼：一座是爱因斯坦的广义相对论，它用弯曲的几何来描述引力和时空的大尺度结构；另一座是量子力学，它用离散的概率和跳跃的算符来描述微观粒子的疯狂舞蹈。

这两座塔楼各自都是完美的，但它们之间却隔着一道似乎无法逾越的深渊。几十年来，最聪明的头脑都在试图架起一座桥梁，试图找到那个传说中的“万有理论“，将引力的几何与量子的概率统一起来。但或许，正如我在本书中试图展示的那样，我们之所以感到困惑，并不是因为我们缺少了某块拼图，而是因为我们看图的方式本身就是一种错觉。

想象一下，你正身处一个漆黑的房间。墙上有一道极其细微的裂缝，一束纯净的白光穿过裂缝射了进来。你手里拿着一块三棱镜，挡在了这束光的前面。刹那间，房间的另一端出现了一道绚丽的彩虹：红色、黄色、蓝色、紫色……

如果你是一个从未见过白光的观察者，你可能会花费毕生的精力去研究红色和蓝色有什么不同，去测量光谱中每一条暗线的精细结构，去争论为什么紫色总是出现在红色的对面。你会建立一套关于“颜色“的复杂理论。

但事实上，根本就没有所谓的“颜色“。只有那一束光。颜色，只是光在穿过棱镜时发生了散射（Scattering）的结果。

这本书的核心观点就在于此：我们所身处的这个复杂的物理宇宙——充满了有质量的粒子、延展的空间、以及各种相互作用力——本质上就是那道彩虹。

而在万物诞生之前，宇宙只是一束纯粹的、无色的光。我们将这束光称为原初时间。

在物理学的最底层，甚至在空间和物质出现之前，存在着一种最纯粹的数学真理：演化。在数学家称为“希尔伯特空间“的抽象海洋里，宇宙的状态向量正在以一个恒定不变的速率旋转。这个速率就是我们后来所说的光速 $c$，或者更准确地说，是宇宙处理信息的总带宽。

这就是那束白光。它没有空间上的广延，没有质量的重负，没有力的推拉。它只是纯粹的流逝，静默而永恒。

然而，宇宙并不满足于静默。它孕育了观察者——也就是你和我。

观察者并不是一个被动记录宇宙的摄像机，观察者就是那块棱镜。当我们试图测量宇宙，当我们试图区分“这里“和“那里“，“过去“和“未来“时，我们不可避免地介入了那束光的路径。我们的观测行为，将那束原本统一的原初时间，散射成了无数的碎片。

• 一部分时间被投射到了外部，变成了我们所谓的空间；

• 一部分时间被卷曲在内部，变成了我们所谓的质量；

• 当时间流速在不同区域产生差异，形成了密度的坡度，我们就感受到了力。

因此，所谓的物理定律，并不是刻在石头上的神谕，而是我们将高维的本体投影到低维感官时所产生的“几何透视法“。我们看到的粒子，其实是时间流动的拓扑死结；我们感受到的重力，其实是时间密度的倾斜；我们经历的时间膨胀，其实是计算资源的重新分配。

这就解释了为什么会有光速限制——因为那束原初之光的总亮度（带宽）是有限的。你无法在不牺牲亮度的前提下，无限地延展光谱。

本书不论述繁复的公式，虽然每一个结论背后都有着严谨的数学推导（正如我在附录中所展示的那样）。在这里，我邀请你放下对“物质“的执念，换上一副几何的眼镜。

我们将一起走过这段旅程：从希尔伯特空间的寂静午后出发，穿过狭义相对论的经济学博弈，潜入量子力学的微观像素，最终抵达存在主义的深渊。我们将看到，宇宙并没有大爆炸，它只是一场正在进行的大计算；而我们，作为时间的散射产物，正在试图逆流而上，去重新拼凑那束最初的光。

欢迎来到时间的内部。

（接下来我们将进入第一部，探索在物质诞生之前，宇宙那个静默的本体。）