物質(zhì)是什么？能量是什么？這些問(wèn)題已經(jīng)超出了物理學(xué)，上升為哲學(xué)問(wèn)題。而當(dāng)我們還沒(méi)有達(dá)成共識(shí)之時(shí)，物理學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了“反物質(zhì)”。那么世界上是不是也存在“反能量”？這些五花八門(mén)的說(shuō)法指代的是一種東西的不同狀態(tài)，還是不同種類(lèi)的東西（或者用另一個(gè)詞“存在”）？大爆炸模型給我們描繪的宇宙，包含了5%的可見(jiàn)的物質(zhì)，還有26%和69%的暗物質(zhì)和暗能量。物理學(xué)研究從我們?nèi)祟?lèi)可觸摸的三維物體出發(fā)，向微觀(guān)和宏觀(guān)兩個(gè)方向推進(jìn)，于是我們才能建立對(duì)宇宙和粒子的知識(shí)。在這個(gè)領(lǐng)域，《量子迷宮》和《物質(zhì)是什么》是兩本很棒的書(shū)。這是兩位物理學(xué)家關(guān)于量子大小的物質(zhì)的科普讀物，前一本是科學(xué)傳記形式，后一本更多體現(xiàn)了理論思辨性。

量子世界留給我們的一個(gè)難題是測(cè)不準(zhǔn)。只要一使用儀器進(jìn)行測(cè)量，就干擾了粒子的運(yùn)動(dòng)，因此，我們只能得到一個(gè)描述量子運(yùn)動(dòng)的概率分布的規(guī)律，而不能像在日常生活中那樣，得到準(zhǔn)確的有關(guān)速度和位置的數(shù)據(jù)。對(duì)于習(xí)慣于常規(guī)尺寸物體測(cè)量的我們來(lái)說(shuō)，這很難理解。其實(shí)任何測(cè)量都必然對(duì)被測(cè)物發(fā)生干擾信號(hào)，只是不顯著時(shí)可以忽略罷了。在量子尺度下，這種干擾可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了被測(cè)量子本身的信號(hào)強(qiáng)度，自然無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量。在波函數(shù)表示的量子運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，量子世界里發(fā)生的現(xiàn)實(shí)，似乎只能解釋為一系列可能性的組合了。

解開(kāi)量子世界秘密的物理學(xué)家里，不得不提的一位是理查德·費(fèi)曼和他的合作者約翰·惠勒，也就是這本傳記的兩個(gè)主人公。他們的合作是從身為研究生的費(fèi)曼擔(dān)任惠勒教授的助教開(kāi)始的。量子研究產(chǎn)生了很多成果，其中對(duì)稱(chēng)性是一個(gè)特點(diǎn)，比如通過(guò)對(duì)電子的研究，狄拉克和安德森分別從理論和實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了“正電子”，之后幾乎發(fā)現(xiàn)了和所有一致粒子對(duì)應(yīng)的“反粒子”。自然界深層存在著有序發(fā)展的規(guī)律，比如自組織，形成了對(duì)稱(chēng)的宇宙，而這就是我們的辯證法思維的物質(zhì)基礎(chǔ)。

其實(shí)人類(lèi)一直生活在四維世界里，光或者我們對(duì)光的觀(guān)測(cè)而得到的時(shí)間就是第四維。狹義相對(duì)論發(fā)表之后，愛(ài)因斯坦的數(shù)學(xué)教授閔科夫斯基很快提出了四維時(shí)空概念（閔科夫斯基空間），不僅更好地解釋了相對(duì)論，也為量子理論研究打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在四維時(shí)空里，每個(gè)事物都有自己的形態(tài)和一個(gè)“時(shí)間戳”。在我們的日常生活經(jīng)驗(yàn)里，時(shí)間也是不可逆的。區(qū)塊鏈技術(shù)正是充分利用了“時(shí)間戳”這個(gè)唯一不變的坐標(biāo)，通過(guò)加密算法實(shí)現(xiàn)了不可逆的事件追溯機(jī)制。我們有很多這樣的有趣悖論，比如一條線(xiàn)可以看作由無(wú)數(shù)個(gè)點(diǎn)組成，為什么我們可以在有限的時(shí)間里遍歷這無(wú)窮多個(gè)點(diǎn)呢？可能一個(gè)答案是前面所謂“無(wú)窮”是粒子世界的概念，而后者指的是我們真實(shí)感知的世界，這完全是不同次元。人類(lèi)無(wú)法觀(guān)察一個(gè)可見(jiàn)的三維物體是如何在量子世界里移動(dòng)的，因?yàn)樵谟^(guān)察的一瞬間，這個(gè)量子世界已經(jīng)“坍塌”了。如果你不是去宇宙探索或移民，大概也不會(huì)關(guān)注質(zhì)量和能量會(huì)彎曲時(shí)空結(jié)構(gòu)。

當(dāng)我們對(duì)于自然界的研究達(dá)到了量子微觀(guān)和宇宙宏觀(guān)層面時(shí)，很多思想就上升到了哲學(xué)層面，而閔科夫斯基幾何學(xué)在數(shù)學(xué)上給了我們解釋工具。比如從正向“光錐”能得出存在負(fù)向的“光錐”，解釋了光（時(shí)間）來(lái)自何方。盡管在現(xiàn)實(shí)生活中無(wú)法感知時(shí)間逆行，這可能只是局限于人類(lèi)自身的單純的感知或測(cè)量問(wèn)題，在微觀(guān)粒子層面，時(shí)空的變化是另一類(lèi)感知或測(cè)量。在四維時(shí)空?qǐng)D上，我們可以看到一條代表人的現(xiàn)在和未來(lái)發(fā)展的彎彎曲曲的“世界線(xiàn)”，隨著時(shí)間推移，與其他人的世界線(xiàn)相交，形成了人際關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)一個(gè)人的生命終結(jié)之時(shí)，他或她的世界線(xiàn)終止了，但組成其身體的物質(zhì)粒子不變，它們也有自己的世界線(xiàn)，會(huì)繼續(xù)隨著時(shí)間存續(xù)和變化。正是通過(guò)這些智慧超群的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家的卓越研究，人類(lèi)今天成為了地球上最聰明的生物。我們現(xiàn)在知道所有物質(zhì)都由一種叫做費(fèi)米子的物質(zhì)粒子構(gòu)成，而一切能量來(lái)自一種叫做波色子的粒子，在微觀(guān)層面是它們之間在相互作用和轉(zhuǎn)換，而在宏觀(guān)世界，時(shí)間和空間也是相互作用并且可以相互轉(zhuǎn)換的。人類(lèi)在超越常規(guī)尺度的時(shí)空中的研究并非只為滿(mǎn)足人類(lèi)探索世界的好奇心，我們也正在一步步揭示那些原本無(wú)法被科學(xué)解釋、經(jīng)常被稱(chēng)作“迷信”的神秘現(xiàn)象的真相。