Unter den Linden

超空间和关于一切的理论

——四维时空的背后时什么？

文：加来道雄  编译：soma

    当我还是个孩子的时候，有一次去位于旧金山的日本茶艺馆游玩。整整一个下午我被茶艺馆中池塘里的鲤鱼所深深吸引。那个漂浮着荷叶的池塘并不是很深。鲤鱼们就生活在这些荷叶下几英尺范围的世界里面，而全然没有理会到荷叶上的整个宇宙。

    我问了自己一个只有孩子才会想到的十分幼稚的问题：如果我变成一条鲤鱼的话，我将会看到一个怎样奇怪的世界？我猜想池塘对于鲤鱼来说就是整个宇宙，一个二维的空间。鲤鱼只能或前或后，或左或右地游。我想对于鲤鱼来说，超越荷叶的“向上”的概念将会变得截然不同。任何敢于谈论“超空间”——即池塘之上的第三维空间——的“鲤鱼科学家”将马上被冠以狂人的称号。我不知道如果我伸手抓住一条“鲤鱼科学家”，把它带到池塘上面的“超空间”来会导致什么样的后果。它大概会向它的同行们描述它看到一个多么惊奇的世界，这个世界中存在着难以置信的全新的物理规律：有不用鳍就能移动的生物，有不用腮就能呼吸的生物，有不用吐泡泡就能发声的生物……但是如果没有我把它抓上来的话，鲤鱼们将怎么知道我们的存在？直到有一天下雨了，我看到雨水落到池塘的表面形成了涟漪，我终于明白了……

    鲤鱼们在水中将会看到涟漪的影子。它们看不到“第三维空间”，但是它们完全可以看到在“第三维空间”产生的摄动。也许当一条“鲤鱼科学家”感受到了涟漪，它就会用一个幼稚的感念来描述它，称之为“力”。它甚至会赋予这些“力”可爱的名称，比如“光”啊，“引力”啊。我们也许会对它的发明嗤之以鼻，因为我们知道根本就没有什么“力”，那仅仅是水波而已。

    今天，很多科学家认为，我们就是在小池塘里游泳的鲤鱼，满足于对我们头上但却看不见的超空间里的整个宇宙的无知。我们在三维的空间里生活着，相信我们用望远镜所能看到的就是所有的一切，完全忽视了十维超空间存在的可能性。尽管我们看不见这些更高的维度，但是它们产生的“涟漪”却是我们能够看见和感受得到的。这些“涟漪”就是“引力”和“光”。关于超空间的理论，数十年来一直苦于缺乏物理的证据和应用。但是这个一度曾被认为古怪而神秘的理论，正在复苏，因为一个简单的理由：它可能是通往有史以来最伟大的理论——关于一切的理论——的关键。

    爱因斯坦用了他生命的最后三十年来研究这个被称为史物理学的圣杯的理论，但是并没有成功。他试图用一个理论统一解释四种宇宙中最基本的力：引力、电磁力和两种核力（强作用力核弱作用力）。这个努力如果成功的话，将是从古希腊人提出世界是有什么组成的问题以来两千年中最伟大的科学成就。爱因斯坦在寻找一个方程，可能不足一英寸长而可以印在T恤衫上，但是这个方程能够解释一切——从大爆炸，恒星爆发到原子分子乃至池塘里的那片荷叶。

    爱因斯坦想要读懂上帝的思想，但他最终失败了。他还受到不少年轻的同僚们的奚落：“上帝撕碎的东西，没有人能够把它重新组合起来。”但是也许现在到了爱因斯坦扬眉吐气的时候了。在过去的十年里，对于将四种基本的相互作用力统一到一个理论中的研究十分热烈，即一个可以统一广义相对论（解释引力的理论）和量子理论（解释两种核力和电磁力的理论）的理论。

    物理学家们遇到的问题是：相对论和量子理论是完全对立的。广义相对论是一个宏观的理论：关于星系、恒星、黑洞甚至大爆炸。它是基于四维时空结构的弯曲的基础之上的。量子理论则恰恰相反，是一个微观的理论：关于亚原子粒子的世界。它是基于分立的被称为“量子”的小的能量包的基础之上的。在过去的五十年间，人们作了很多努力试图统一这两个相对面，但都以失败告终。通往大统一场论——关于一切的理论——的道路上铺满了失败的残骸。解决这个难题的钥匙也许就是“超空间”。1915年，爱因斯坦曾说时空是四维的并且是被弯曲了的。他证明正是这个弯曲产生了一种力——“引力”。1921年，另一个物理学家克鲁萨证明第五维时空的“涟漪”何以被看作时“光”。正像鲤鱼们所看见的那样，物理学家们相信，光是由第五维时空的“涟漪”所产生的。那第五维时空之上还有没有更高的维度呢？

    从理论上讲，如果有越来越多的维度，那么我们将通过用不同的方法弯曲它们来创造越来越多的“力”。事实上到第十维的时候，我们就可以引入所有四种基本的相互作用力了！当然，实际并没有那么简单。简单地讲时空推广到十维的话，我们将遇到一连串的数学上的矛盾（无穷大和异常，物理上是不能有无穷大量的，这也是物理与数学的差别所在）而扼杀我们之前的理论。唯一能够从所有这些挑战中幸存下来的理论就是“超弦理论”，在这个理论中，十维的时空中充满了微小的弦。

    这个十维的超弦理论的出现给了我们一个简单而又极具说服力的关于所有力的统一的解释。就像小提琴的琴弦一样，这些微小的弦也可以振动而产生共振，或者更形象地说是一个个的“音符”。这样就能解释为什么我们发现了那么多亚原子的粒子：它们就是超弦产生的“音符”。（这看上去十分简单。但是在五十年代，物理家们陷入了不断地发现新的基本粒子的大雪崩中。原子弹之父奥本海默甚至说道，诺贝尔奖应该颁给那些在那一年之中没有发现新粒子的物理学家们！）类似地，当这些弦在时空中运动的时候，它们将像爱因斯坦所预言地那样，使周围地空间弯曲，因此，通过这么一个简单的图像，我们可以将引力（由运动的弦引起的弯曲的空间）和其他的量子的作用力（由弦的振动引起的）很好地统一起来了。

    当然，任何一个这样地具有权威性的理论都由一个问题。因为它是一个关于一切的理论，这个理论本身是一个关于创造一切的理论。因此，要想充分测试这么一个理论，就得通过它来重新创造一切。这看来几乎是不可能的。我们不能忽视地球小小的引力而在实验室里埋头重复创造出一个宇宙来。但是的确有一个办法来解决这个难题。一个关于一切的理论，当然也是关于一切实在的理论。当这个理论充分完善的时候，它将能够解释质子，原子，分子甚至DNA的存在。因此，关键就在于充分完善这个理论，并通过用它来解决宇宙未知的性质来对它本身进行检验。目前，地球上还没有一个人能够完成这么一个理论。超弦理论是一个完美的精确定义了的理论，但是正如你所见的，它虽然是二十一世纪的物理，但同时也是属于二十世纪的。当两位年轻的物理学家在翻阅一本数学书的时候，它被意外地发现了。我们还不能领会到它的完美与威力，因为属于二十一世纪的数学还没有完全被发展出来。但是就像历代的物理学家们都是乐观主义者一样，我相信在不远的将来我们一定能够完成这个理论。也许正在阅读此文的一位年轻人会被本文一开始那个关于鲤鱼的宇宙的故事所吸引而最终由他（她）能够完成这个理论。我们期待着这个人地的出现。

索尼数码相机(Cyber-shot)和数码摄象机(Handycam)上的那个能够正确捕捉光线并将其传送到核心数字电路中去的“黄金眼”，是由卡尔-蔡司制造的镜头。
一个崭新的数码相机的世界就这样诞生于权威的传统与先进的技术的联合——蔡司与索尼的联合。

（1）卡尔-蔡司（Carl Zeiss）的历史

卡尔-蔡司的历史可以追溯到1846年。它的创始人——卡尔-蔡司那时开始在德国西南部城市耶拿（Jena）生产制造科学仪器。

1866年以后，卡尔-蔡司的商业活动才正式开始。当时的一位研究员恩思特-阿贝（Ernst Abbe）博士提出的一套显微成像的理论成为了光学工业的科学基础。保罗-鲁道夫（Paul Rudolph）博士，阿贝的一位助手，开发了一套高性能的照相镜头。由于这些成就，卡尔-蔡司成为了光学仪器领域的顶尖公司。

自那以后，伴随着高度消色透镜（1880年代），非球面镜（1930年代），天文望远镜，双眼望远镜，眼镜，外科显微镜，投影行星仪（1925年）以及其他具有划时代意义的成就，卡尔-蔡司得以保持在光学仪器工业的最前沿。

卡尔-蔡司于1935年获得了一项有效的抗反射镀膜技术的专利，这项技术就是被认为是20世纪最重大的发明之一的卡尔-蔡司T*。在索尼的产品诸如Cyber-shot DSC-F828数码相机和DCR-PC330数码摄象机上已经应用了这项技术。

（2）从顶级专业镜头到电影摄影机镜头

在创始后160年的今天，卡尔-蔡司已经成长为欧洲最大的光学仪器公司，拥有14000名员工，在包括日本，美国在内的超过20个国家拥有工厂和附属公司。

卡尔-蔡司生产着一大批高性能的镜头。拥有最先进技术的专业摄影镜头，被广泛地用于高品质的摄影，电影（卡尔-蔡司的cine镜头曾用于拍摄诸“指环王”和“后天”的大片），航空测绘和质量检测。微型平板印刷镜头则被用于半导体生产。

（3）瞄准更高地质量和性能

卡尔-蔡司镜头是由熟练的技术工人使用高品质的光学玻璃和原料生产的。由拥有多年研究经验的研究人员设计。此外，镜头产品还将经由权威的专家使用最新的测量设备和软件进行严格检测。

卡尔-蔡司镜头的应用覆盖多个领域，包括了科研，工业，影像，航空航天以及国防。卡尔-蔡司还被应用于风格摄影，电影摄制（模拟电影与数字电影），档案摄影和质量检测摄影。无论在地球上还是在外部空间，在任何环境条件下，在设计和性能都有上最佳的表现。

（4）卡尔-蔡司镜头的优点

-锐利地表现主体细节的能力
-精确地表现和还原影象的能力
-防止色散的能力，忠实生动地还原主体的色彩

（5）相互信赖的合作

索尼的工业领头地位不仅仅表现在数码相机摄象机，广播电视摄象机上，还表现在数码相机重要成像元件-传感器的生产上。在选择合作伙伴的过程中，索尼计划利用尖端的摄影镜头开发超级数码相机。

于是，索尼找到了作为微型平板印刷光学的领导者和专业生产高精度电影镜头的公司的卡尔-蔡司。从数码相机到用于高清电视广播的高品质摄象机，索尼以其极具吸引力的时尚设计成为市场的领导者。卡尔-蔡司亦高度评价了这一点。得益于索尼和卡尔-蔡司两者的合作，最好地利用了卡尔-蔡司镜头的高性能数码相机和摄象机——Cyber-shot和Handycam诞生了。

（6）展望未来

索尼的数码相机，数码摄象机以及其他影象产品在设计，性能以及耐用性诸方面都具有极大的优势，并能充分满足其广大使用者的需求。作为极具创造性的数码相机，它们能使使用者们充分表达自己的个性，在这一点上，其他竞争对手是很难企及的。

从开始合作至今，卡尔-蔡司和索尼已经培养起了十分良好相互促进的关系。拥有卡尔-蔡司镜头的索尼产品可能在不远的将来成为人们日常生活中的必备和首选。

SONY的数码相机Cyber-Shot系列诞生于1996年,让我们来回顾从那时起,Cyber-Shot发展史上一个个值得纪念的片段.
1996年
DSC-F1
sony的数码相机Cyber-Shot系列诞生于1996年,其第一款机型是DSC-F1,35万象素,画面最大解析度为640 x 480,内置4M内存.镜头和内置闪光灯可180度旋转,是今天最新的F88的雏形啊.F是取Flexible之意.

1997年
DSC-F3
是F系列的第三个型号,内存增加到了8M,添加了一些特殊摄影效果.

1998年
DSC-F55
首部211万象素数码相机,已经开始使用卡尔-蔡司镜头,添加了动画短片的拍摄功能.

1999年
DSC-F505
首部使用卡尔-蔡司(Vario-Sonnar)镜头的数码相机,5倍光学变焦,211万象素.大炮桶的鼻祖.

2000年
DSC-S70
是融入紧凑简洁设计理念的S系列的代表机型,334万象素

DSC-P1
P系列终于诞生了,P取意自Pocket和Play.镜头靠右端的长条造型沿用至今,是P系列的招牌.作为P系列第一款的P1具有321万象素.

2001年
DSC-P30
首款使用5号镍氢充电电池的相机,只有125万有效象素.

DSC-S85
首部超过400万象素的数码相机,有效象素达413万象素.使用卡尔-蔡司(Vario-Sonnar)镜头.

DSC-F707
首部520万象素的数码相机.具有sony独特的夜间拍摄功能.

2002年
DSC-P2
具有6种不同的颜色可供选择,是第一种具有不同机身颜色的数码相机.

DSC-U10
超小时尚的U系列的第一个机型

DSC-FX77
使用了14 bit DXP数字处理技术以及清晰彩色降噪技术,410万象素,旋转镜头以及蓝牙功能.

2003年
DSC-V1
小巧紧凑,带有全手动功能的数码相机.510万象素.

DSC-U60
sony的首部防水数码相机,可以潜入水下1.5米.

DSC-T1
超轻薄的卡片式设计,具有2.5英寸LCD,3倍光学变焦,510万象素.

DSC-F828
首部使用4色CCD的数码相机,使用卡尔-蔡司(T*)镜头,810万象素.

2004年
DSC-P100
首次在P系列上使用了卡尔-蔡司(天赛镜头),更加轻薄,510万象素.

DSC-W1
具有2.5英寸LCD和手动功能的家用数码相机,510万象素.

DSC-F88
使用卡尔-蔡司旋转镜头的510万象素的数码相机

DSC-P150
首部720万象素的数码相机

2004年底-2005年......

摄影爱好者们会发现自己需要的相机包不外乎以下三种:一种是小型背包,供短期外出或全家出外旅游用;一种是大型背包,供专业摄影之用;一种是贴身而不累赘的背包或腰包,供富危险性活动和拍摄移动物体之用.以下看看各类型的工作包:
(1)侧背包
从上方取放器材的侧背包,是最常见的相机背包,适合快速拿取摄影器材.从小型的背包到可以装进中型专业相机和所有相关配件的超大型背包,各种尺寸的都有.从家庭到专业都适合.廉价的侧背包会有海绵塑料隔板,隔出数个空间存放不同的器材,但隔板通常是固定的,缺乏灵活性.较高级的背包有可移动的隔板,可以随意变换隔间来容纳各种设备.

(2)后背式背包
登山远足,长途跋涉时,有一个专门为携带摄影器材而设计且使用方便的后背式背包时十分必要的.这种背包宽大的背带设计,可以使负重分散到身体上大片区域,这样不易疲劳而且行动方便.这种包的缺点就是拿取器材的时候,不得不卸下背包.有些甚至还有拉杆的设计~有点武装到牙齿的感觉.

(3)箱子
以聚碳酸酯或铅制的硬壳箱可以防碰撞.长途旅行途中使用可以很好地保护自己的器材.外出时可以先将摄影器材放在箱中,用海绵塑胶隔垫来分割箱子内部空间,这样,安全到达目的地后,再将箱子里的装备移到背包中,以方便日常使用.

(4)腰包
腰包看来可能不够专业,但是却灵活方便.骑车,划船或远足时,这种包可能会很实用.拿取相机十分方便.当然空间限制时它的弱点,也有稍大一些,可以容纳部分配件地腰包.有些腰包开口向前,有些向后,都很方便.

没有一种包或箱子时万能的,选择和实用时应该根据各种不同的情况.
*穿着厚重衣服时,腰包可能就很不方便,侧背包也许比较好用.
*如果有很多镜头,需要不时地拿取,更换,那么后背式地背包就很不合适,同样再城市里外拍地时候,背个大背包也有点夸张,这些情况下侧肩背包会比较方便.
*在盗窃猖獗地区(徐家汇?),破旧点的摄影背包会比较不容易引人觊觎,或者带个超强的箱子也可以防身(题外话)

最理想的摄影包大概得包括以下几个特点
*材质坚韧,缝口牢固
*如果是侧肩背包,底部应该坚硬,并有海绵塑胶为衬垫,以防振动伤及器材
*内部最好有活动的隔板,可分隔出不同的空间给相机,镜头等.
*外部有许多小口袋,方便取用电池,记忆卡等.
*宽拉链,牢固的金属部件,坚韧易开的弹性保险搭扣,最好有防雨袋盖.
*背带坚韧宽大,衬有海绵肩垫
*合身,舒适

虽然大多数背包都是可以防雨水的,
但是能够保证绝对防水的并不多(如图中的OutPack的Dri-Safe系列),
在一些特别的环境下,比如海边,
器材可能遭到水花或含有盐份的浪花,
或者在海边拍摄时有可能将包浸到水中,
这时绝对防水的背包时必须的.
(什么防水套装和U410? -_-!)

镜头太大太长,背包里面容纳不下的话,镜头包也是可以选择的
当然对于贵重的镜头来说,选择镜头包的要求就是安全,方便携带

本文已发表于:http://article.pchome.net/2004/08/04/23445.htm

我们需要怎样的DC?

在为miji处理她的旅游照片的时候,想到了这个问题.处理后的图片见

http://digi.pchome.net/2004/7/20/3_124430.php?rpcount=48
下面先来看看里面的两幅荷花,

,

原图如下.

经过对原图左下角,及左中部分的裁减,重新构图,和色彩处理,效果不仅使miji吃惊,也使我很吃惊.可以差这么多.miji的一句话引起了我的思考:"和专业相机出来的效果可以比了."是吗?是可以和专业的高端的DC甚至DSLR相比了么?
于是我就想到,既然可以PS,可以重新构图,可以通过PS达到负片,反转片等等效果,那么我们到底需要不需要那些HI-END的DC甚至DSLR?我提出这个疑问,可能会有很多人不屑,甚至B4,但是我只想抛砖,没有炮轰的意思.
曾经看到坛子里有人为了拍人像,买了F717,原因当然是它的大光圈有利于虚化背景(F717也确实作的不错),但是后来看到他在上片的时候还抱怨说什么背景虚化不够,还要PS之类的话,我当时就想,既然要PS了,那还717干什么?50步和100步的关系么.这只是一个例子,F717也不能代表所有那些准专业和专业的DC,DSLR.当然我们也不可否认有些出自300D,D70的片子都或多或少会经过PS的,包括色彩,构图等.那么我的问题也就出现了,既然会PS,那么用高级机器和中低档机器出来的片子,PS后的效果究竟会有什么不同?换言之,经过PS后的作品,是否还有评价机器水准的发言权.可不可以这样说,我们只要一台对焦准确,成像清晰的中低档DC,拍出曝光准确的照片,剩下的工作留给PS,留给现成的一些ACTION,照样可以出好片.构图可以裁切(当然拍原始PP就有很好的构图当然最好),色彩,这恰恰是PS的长处.最令我不可理解的是一些人用DSLR拍出PP,还要经过PS,然后来炫耀DSLR的成像,色彩等等,DC和DSLR经过PS后,到底还有多少可比性?我不知道,我看不出.我想,我们需要的大概只是一部对焦和曝光准确的DC,只要它就够了.对了,还要像素最好也高一点,就可以方便后期裁减了.

本文已发表于: http://article.pchome.net/2004/08/09/23732.htm