2022-08-18 16:48 作者 :小品 围观 : 次
全书名:《七堂极简物理课》
原书名:《SetteBreviLezionidiFisica》
作者名:[意]卡洛·罗韦利
译者名:文铮,陶慧慧
出版方:博集天卷|湖南科学技术出版社
ISBN:9787535789273
前言卡洛·罗韦利,意大利理论物理学家,圈量子引力理论的开创者之一。曾在美国、意大利工作,现在法国带领量子引力研究小组。他对科学哲学、科学史也颇有研究。
本书是继《时间简史》后再度引发科普阅读热潮的科学读物,意大利一年热销30万册,销量超越《五十度灰》,被译为34种语言。作者用诗一般简洁优美的语言向我们讲述了20世纪以来现代物理学的伟大理论发现。没有繁琐的方程,只有诗意的讲述,即使没有科学背景的人也能轻松读懂。
物理到底是什么?电视剧《最好的我们》中的学霸余淮说:「它是对未来世界的大胆推论,是对实验室里每个细小环节的设计,是人类最高的智慧,是无限的求知欲。」
物理学的学习过程宛如魔法,似掀开一层遮蔽真实的面纱,揭示一个不同凡响却不为人知的真相,而一旦我们掌握了精髓,它又变得简洁得惊人。但众多的物理学家,可能终其一生,只是想搞清楚一个理论,做成功一个实验。
一、带着怀疑走在求知的路上100多年前,爱因斯坦提出相对论,获得了一片赞誉。但基于它与我们对自由落体的认知产生了矛盾,他对伟大的物理学之父牛顿那著名的「万有引力」学说提出了质疑。为此爱因斯坦陷入沉思,花了十年的时间来解决这个问题。十年里,他疯狂研究、反复尝试、不断犯错、陷入混沌。最终他给出了全新的引力理论「广义相对论」。
这一惊世骇俗的理论,对宇宙做了惊人的简化:空间不再是一种有别于物质的东西,而是构成世界的「物质」成分之一,一种可以波动、弯曲、变形的实体。
有这样一个案例,如果一对双胞胎,一个住在海边,一个住在山上,只要经过一段时间,住在海边的那个就会发现,住在山上的兄弟要比自己老得快一些。这是爱因斯坦的预测,不仅是空间,时间也同样会发生弯曲。在高空中,时间会过得比较快,而在低的地方,离地球近的地方时间则会过得比较慢。
除此之外,爱因斯坦的方程还指出,空间不可能一直保持静止,它一定是在不断膨胀的。这个膨胀是由一个极小、极热的年轻宇宙爆炸引发的,这就是我们所说的「宇宙大爆炸」。
爱因斯坦对科学的求知欲、对宇宙的好奇、对知识的渴望,推动着他在科学领域不停地提出新的观点和想法。所有的科学家在确定一个理论时都懂得三思而后行,对一个不确定的观点他们会反复求证,将怀疑进行到底。
玻尔去世时,他书房黑板上画着一幅图,是爱因斯坦思想实验中那个「充满光的盒子」,直到生命最后一刻,他仍在挑战自己,仍然想要知道得更多。直到最后一刻,他仍未停止怀疑。
正因为有了科学家们孜孜不倦地进行新的科学探索,取得了丰硕的成果,我们的生活才有了如今的便利,我们可以做一些以前连想都不敢想的事情了。是科学家让我们看到了,这个世界太美妙了,绚丽多彩又令人惊奇,同时也充满着无穷无尽的可能性。
二、对宇宙了解多少科学家为我们打开了观测世界的望远镜,从时间到空间,从量子到粒子,从宇宙大爆炸到黑洞,他们的论述在飞速更新着我们的认知,那现在我们对宇宙了解多少呢?
盘古开天辟地是我们中国人的宇宙起源说,自彼时起我们就认为天在上而地在下。
如果没有科学家经过论证的结论,我们可能会一直认为,站在地球上,是太阳、月亮和星星围着我们转,地球所在的那个宇宙就是最大的,人类是可以主宰一切的主人......科学家们经过了漫长的探索、计算、测量才让我们揭开了宇宙一层神秘的面纱。
西曼德、毕达哥拉斯、亚里士多德,一代又一代的科学先贤们,通过大量的科学论述,向我们证明了地球是圆的,天空环绕着大地,星辰在天空中运行。
再后来哥白尼的日心说完成了人类对宇宙认知的飞跃,他指出处在行星运动中心的不是地球,而是太阳。我们的地球只是众多行星中的一员,一边高速自转,一边绕着太阳旋转。
随着知识持续增长,借助不断改进的科学仪器,我们很快知道,大阳系只是不计其数的星系中的一个,太阳也只是众多恒星中普通的一颗,是浩瀚银河系星云中的沧海一粟而已。
20世纪30年代,天文学家们对星云进行了精确的测量后发现,银河系本身也只是众多星系间浩瀚星云中的一粒尘埃,而星系中有上千亿个如太阳般的恒星,在宇宙中还存在着不计其数的像地球一样的行星。而这个布满星系、富有弹性的浩瀚宇宙是大约150亿年前由一个极热极密的小星云演化而来的。
通过科学家们给出的各种观点和结论,我们对宇宙了解得越多,就越会发现天空和大地上存在着太多超出我们的哲学和物理学想象的东西了。
物理开阔了人类的眼界,我们看到的东西不断地让我们惊讶。我们对世界本能的认识是片面的、狭隘的、不合适宜的。世界在我们的眼前不断变化,我们对它的认识也在一点一点地不断深入。
我们的每一点怀疑,每一份欣赏,每一次畅想,都构成了我们热爱着并想要了解的世界。
三、从科学的角度反观「我们」这本书带着我们从空间的深层结构旅行到了已知的宇宙边际,我们在物理的世界穿梭而过,回过头再来看我们自己时,又会有哪些发现呢?
在现代物理学为世界描绘的这幅宏大画卷中,我们这些能够感知和决断、有着七情六欲的人类,究竟扮演了什么角色呢?
我们首先是观察这个世界的主体,是我们所感知的这个世界不可或缺的一部分,而非置身事外的旁观者。
我们与世间万物一样,是由同样的星尘塑造的,无论我们沉浸在痛苦之中,还是焕发出喜悦的光芒,都必须承认,我们是世界的一部分,而知识则反映了我们栖居的这个世界。
我们或许不懂量子理论,甚至分不清这些科学概念的涵意。但是,有什么关系呢?这丝毫不妨碍我们想要更了解这个世界的决心。
那些微妙又屈指可数的粒子,一直存在着,不断变幻着,改变着原本就不稳定的一切空间。我们对此一无所知。但它们组成的山川河流、繁星春水、阳光月色、森林田野和星光熠熠的漫长历史,永远不会被遗忘。
后记在研究科学、探索世界的过程中,所有的科研成果为我们所用时,我们也要明白,之于世界,我们只是它的一粒尘埃,但对这个世界的好奇、对知识的渴望,还将让我们在未知的海洋中继续航行。