物理看花

《平行宇宙》里講的故事:英國天文學(xué)家愛丁頓帶領(lǐng)科學(xué)隊(duì)航行到西非海岸幾內(nèi)亞灣的普林西比島,記錄了下一個(gè)日食期間光線繞太陽的彎曲上岗,由此實(shí)證了愛因斯坦理論。有記者采訪愛丁頓:世界上真正了解愛因斯坦理論的不超過三個(gè)人蕴坪,您應(yīng)該算一個(gè)吧?愛丁頓沉默良久肴掷,然后說:我在想第三個(gè)會是誰呢?

每次看到背传,都會大笑呆瞻。這些迥異于常人的超強(qiáng)大腦幽起默來也是黑洞般的高級黑。愛丁頓先生不能這么絕對径玖,因?yàn)楝F(xiàn)在有許多物理學(xué)家投身于科普掃盲痴脾,力圖讓更多的對現(xiàn)代科學(xué)幾乎一無所知的普羅大眾都能了解宇宙,了解我們棲居的世界梳星。比如赞赖,圈量子引力理論開創(chuàng)者之一的意大利理論物理學(xué)家卡洛·羅韋利撰寫的這本小冊子《七堂極簡物理課》,幾乎是想讓每個(gè)人都能知道點(diǎn)愛因斯坦理論丰泊。

我讀完了這本書薯定,是因?yàn)闃O薄極簡,全書不到100頁瞳购,各方面都是一次有趣的閱讀體驗(yàn)话侄。因?yàn)榱_韋利的初衷就是普及現(xiàn)代科學(xué)知識,讓人們知道關(guān)于宇宙研究前沿的最新進(jìn)展学赛,這本書也可以說是近一百年來物理學(xué)的回顧和整理年堆。不僅講述了愛因斯坦廣義相對論,還有量子盏浇、粒子变丧、宇宙結(jié)構(gòu)、空間顆粒绢掰、概率痒蓬、時(shí)間和黑洞的熱,包含了20世紀(jì)以來人類對宇宙探索中所有最迷人的理論和概念滴劲。

當(dāng)然攻晒,這個(gè)簡潔也是相對的。我可以說出這些名詞班挖,但如果真的要像模像樣地講出廣義相對論鲁捏,似乎還是一片茫然。這是背景知識的欠缺萧芙,這些概念根本不在我們理解的半徑內(nèi)给梅,就好像拿著陌生的電話簿假丧,看得懂姓名不代表了解其本人。在這么薄的小書里动羽,附錄的索引共有73個(gè)名詞包帚,愛因斯坦、畢達(dá)哥拉斯曹质、高斯婴噩、哥白尼、伽利略羽德、牛頓几莽、霍金、電磁場宅静、摩擦力章蚣、熱力學(xué)、宇宙大爆炸姨夹,這些還有聽說過的印象纤垂;而標(biāo)準(zhǔn)模型、超對稱理論磷账、大反彈峭沦、光彎曲、黎曼曲率逃糟、量子躍遷吼鱼、圈量子引力、希格斯玻色子……真的就是天書了绰咽。不過菇肃,這也正是這七堂課有意思的地方,老師娓娓道來取募,化繁為簡琐谤,該出現(xiàn)的概念一個(gè)不少,你只要別走小差玩敏,跟著聽一樣可以順下來斗忌。

科學(xué),首先打破的是人類的自我設(shè)限旺聚,讓人類學(xué)會仰望星空飞蹂。

我們都聽過把大象纏著鐵鏈從小養(yǎng)大,等它長大完全有力氣掙脫可依然困于原地的故事翻屈,其實(shí)人類也是一樣,習(xí)慣于頭腦現(xiàn)有的認(rèn)知和習(xí)慣妻坝。最早的時(shí)候伸眶,人類認(rèn)為世界是方形的惊窖,天在上,地在下厘贼,人在中間界酒,第一次偉大的科學(xué)革命就是人類想要明白為什么日月星辰都圍著我們轉(zhuǎn)。到了亞里士多德嘴秸,成功地論證地球是圓的毁欣,天空環(huán)繞著大地旋轉(zhuǎn),對宇宙的認(rèn)識已經(jīng)開啟了運(yùn)轉(zhuǎn)的模型岳掐,而哥白尼又往前走了一步凭疮,他說行星的確都在運(yùn)動,但中心不是地球串述,地球只是運(yùn)動行星的其中一員执解,它一邊自轉(zhuǎn),一邊圍著太陽公轉(zhuǎn)纲酗。到今天衰腌,我們每個(gè)人都確切無疑的知道即使是太陽所在的銀河系也只是宇宙中浩瀚星云的一粒塵埃。宇宙還有多大觅赊,還要持續(xù)到哪里右蕊,宇宙誕生之前還有什么存在,即使現(xiàn)在還無法知曉吮螺,但人類已經(jīng)不會自滿地給出一個(gè)肯定或否定的答案饶囚,不敢再亂說大話。未來永無弗界规脸,探索永無止境坯约,每一次的仰望星空,都開拓了現(xiàn)有的視野莫鸭,世界在我們面前有了令人驚異的變化闹丐,這是一場沒有終點(diǎn)的奇妙之旅。

科學(xué)被因,從來沒有失敗的概念卿拴,每一次進(jìn)步都站在前人的肩膀上。

不是每個(gè)科學(xué)家提出的觀點(diǎn)和理論都能在當(dāng)時(shí)獲得認(rèn)可梨与,有些科學(xué)家甚至為此付出生命堕花;也不是每個(gè)科學(xué)家都能在有生之年成功地驗(yàn)證自己的理論,也許終其一生都是錯誤的粥鞋,但在人類的科學(xué)史缘挽,恰恰是這些失敗和錯誤構(gòu)筑了前進(jìn)的階梯,每一步都是不可或缺的磚石和支柱,缺少任何一個(gè)環(huán)節(jié)壕曼,都會影響甚至阻礙現(xiàn)有的技術(shù)和進(jìn)展苏研。“牛頓整合了伽利略的拋物線運(yùn)動和開普勒的天體橢圓運(yùn)動腮郊,發(fā)現(xiàn)了萬有引力摹蘑。麥克斯韋將電和磁的理論結(jié)合起來,提出了電磁場方程轧飞。愛因斯坦在解決電磁學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的明顯沖突時(shí)衅鹿,發(fā)現(xiàn)了相對論」В”科學(xué)的進(jìn)步在于總結(jié)了前人的經(jīng)驗(yàn)大渤,修正了前人的失誤,解決了前人的困惑援奢,從來不是自成一家兼犯,而是首尾相繼,環(huán)環(huán)相扣集漾。

科學(xué)切黔,源自好奇,鼓勵設(shè)想和試驗(yàn)具篇,允許嘗試和失敗纬霞,甚至容納對立和矛盾。

比如熱驱显,為什么熱量是從熱的物質(zhì)跑到冷的物質(zhì)上诗芜,而不是相反?科學(xué)家玻爾茲曼說沒什么規(guī)律埃疫,完全是隨機(jī)的伏恐,純屬概率。熱物體的原子跑得快栓霜,撞上冷物體的原子幾率大翠桦,傳遞給它一部分能量,大量碰撞后胳蛮,能量被平均分布销凑。反之,也是可能的仅炊,只是概率極小而已斗幼。恍然大悟抚垄,原來這樣的科學(xué)解釋也可以啊蜕窿。其實(shí)愛因斯坦的廣義相對論谋逻,最初也是源自一個(gè)大膽的預(yù)測:引力場就是空間。借由這一理論渠羞,物理學(xué)才展開了一連串夢幻般的預(yù)言斤贰。

羅韋利在講述目前存在悖論的廣義相對論和量子理論時(shí),把大自然比喻為一位年長的拉比次询,兩個(gè)人有爭端找他解決。拉比聽了第一個(gè)人的話覺得有道理瓷叫;聽了第二個(gè)人的話也說有道理屯吊,拉比夫人說他們倆不可能都對。長老沉思之后摹菠,點(diǎn)頭說:“你也有道理盒卸。”

呵呵次氨,我第一次覺得宇宙如此可敬可愛蔽介,祂應(yīng)該是寵溺人類這個(gè)最調(diào)皮最多事最好奇最聰明的孩子,欣喜地看到人類在探索中的樂觀和熱情煮寡,任由他們各種的揣測虹蓄、預(yù)估還有冒犯,甚至偶爾的胡作非為幸撕,這些統(tǒng)統(tǒng)都被祂接納和包容了薇组,祂有的是時(shí)間,也給了人類足夠的時(shí)間和智慧坐儿。

最后律胀,讓我們表達(dá)一下對愛因斯坦這位神一般的存在滔滔不絕的的敬佩吧。

本書的第一堂課《最美的理論》貌矿,自然是愛因斯坦的相對論炭菌。“引力場不彌漫于空間逛漫,因?yàn)樗旧砭褪强臻g”黑低,他的這個(gè)驚世駭俗的理論,對宇宙做了驚人的簡化尽楔,同時(shí)還寫了一個(gè)方程投储,對宇宙進(jìn)行了大膽的預(yù)測。第一阔馋,空間會彎曲玛荞;第二,時(shí)間會彎曲呕寝,比如在離太陽近的地方時(shí)間會過得快勋眯;第三,空間不是靜止,而是不斷膨脹客蹋;第四塞蹭,空間像海平面一樣起伏不定⊙扰鳎總之番电,愛因斯坦奠定了20世紀(jì)物理學(xué)的理論研究基礎(chǔ),他為科學(xué)家描繪了一個(gè)絢麗多彩而又眼花繚亂的世界辆琅。從此之后漱办,每一次的觀測和測量都驗(yàn)證了愛因斯坦方程的正確。難怪有人說咱們和愛因斯坦的差距婉烟,哪里是人和人的差別娩井,分明是物種之間的差異。

這里似袁,倒是想起愛因斯坦的一個(gè)小八卦洞辣,這個(gè)典型的雙魚對戀人總是始亂終棄,他擅長寫情書昙衅,更擅長絕情斷交扬霜,他曾強(qiáng)迫米列娃這個(gè)為他葬送自己事業(yè)的女科學(xué)家簽訂婚內(nèi)分居書,同時(shí)還得給他提供一日三餐和漿洗衣服绒尊。他的確是個(gè)天才畜挥,早早勘破了宇宙的天機(jī),不過婴谱,血肉之軀的愛因斯坦也許同樣會羨慕那個(gè)物種類別的愛因斯坦蟹但。

圍繞著天才,總有很多話要說谭羔,還是重新返回物理課堂华糖。曾經(jīng)跟同學(xué)聊起這本書,他一看封皮疑惑地問是講哲學(xué)吧瘟裸?這也說明對物理學(xué)我們打從心里不敢求其甚解客叉,就沒指望自個(gè)能看懂。在第一章话告,為了表現(xiàn)相對論這個(gè)最美理論的簡潔和優(yōu)美兼搏,卡洛·羅韋利引入了全書唯一一個(gè)公式,也就是愛因斯坦場方程沙郭,然后他說要理解這個(gè)方程要先消化黎曼的數(shù)學(xué)佛呻,不但有點(diǎn)難,還要花些功夫病线,但是吓著,“這總比感悟貝多芬晚期弦樂四重奏的神秘之美要容易得多”鲤嫡。真是讓我們松了一口氣,平等和自信都回來了绑莺,總算還有讓科學(xué)家這樣的異類同胞感到發(fā)怵的領(lǐng)域暖眼。

“無論是欣賞藝術(shù),還是領(lǐng)悟科學(xué)纺裁,我們最終得到的將是美的享受和看待世界的全新視角诫肠。”我喜歡羅韋利的這句話对扶,喜歡這七堂美妙而簡潔的物理課区赵,雖然,仍舊是物理看花浪南,但終究是對花花世界多了一層花樣了解。

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