让各位大忙人快速理解那些科学家也很难搞懂的东西!

浩瀚的宇宙当中,除了外星人,还有什么奇特的天文现象让渺小的人类感到敬畏又谦卑?双子星、白矮星、夸克星、中子、脉冲星、超新星、黑洞、暗物质⋯⋯这些在媒体和电影中不断出现的名词,究竟是怎么回事呢?
让各位大忙人快速理解那些科学家也很难搞懂的东西!
顶尖天文物理学家总想要突破人类智识和仪器的限制,探索遥远光年以外、百亿年前的这些天文现象,他们穷尽心力和努力,发现了一个又一个奇妙的星体和行为,花费了各国纳税人大量金钱把科学仪器的灵敏度操至极限──获得的知识可不能只有科学家知道。

即使我算是科学工作者,想读懂天文物理这么高深莫测的学科,不但不轻松还可能会要命;但有一本科普书,竟然够胆谈这个深奥的领域,而且还说是写给大忙人读的
让各位大忙人快速理解那些科学家也很难搞懂的东西!
这本短小轻薄的《给忙碌者的天体物理学》(Astrophysics for People in a Hurry)是《纽约时报》排行榜畅销书,作者尼尔·德格拉斯·泰森(Neil deGrasse Tyson)是美国知名科普作家。这本书从宇宙的诞生谈起,从科学上所知最遥远和久远的故事,谈到我们压根儿完全无头绪的暗物质和暗能量。因为天文物理学里,有太多现象和理论脱离我们日常的经验和直觉,非常需要想像力,也正因如此,天文物理学有独特的魅力,让科幻小说和影剧作品可以大显身手。

我们还不知道是否有外星人,即使有也应该和我们身处在同一个宇宙、受到相同的物理定律支配。牛顿的宇由机械观,划时代地告诉了我们,物理学无论在地球上或是宇宙任何角落,都是普遍适用的。所以天文物理学家才能够宅在办公室、研究室和天文台中,研究分析成千上万光年外和百亿年前的宇宙大事。

宇宙中有许多光,我们肉眼看不见,却能由高明的科学家用精密的仪器侦测。严格来说,无线电波、微波、红外光、紫外光、X射线、伽马射线等等都是不可见光。在宇宙中,这些光源能告诉天文物理学家许多精彩的故事。我很肯定研究这些不可见光的物理学家的心思,都全心全意放在工作中,因为我有位研究微波的物理系朋友,最常干的傻事之一,就是把金属便当盒拿进微波炉里试图微波加热⋯⋯

因为我是城市里长大的小孩,过去读到古人对银河系的描述,总是觉得不可思义,因为家中望出去的夜空,只有几颗星,最亮的还是「爱的普罗星」。直到在美国加州念博士班,和实验室伙伴一起去远离尘嚣的国家森林中露营,凌晨三、四点在被窝中让老板强迫拖出去看星空,我才知道原来古人真的没唬烂,银河系是真的用肉眼就能看到的。

我们现在也知道,银河系仅是众多星系中的一个,古印度人早就有这样的认知,佛典《世记经》记载道:

如一日月周行四天下,光明所照。如是千世界,千世界中有千日月、千须弥山王、四千天下⋯⋯千四天王、千忉利天、千焰摩天、千兜率天、千化自在天、千他化自在天、千梵天,是为小千世界。如一小千世界,尔所小千千世界,是为中千世界。如一中千世界,尔所中千千世界,是为三千大千世界。如是世界周匝成败,众生所居,名一佛刹。
天文物理学家现在知道的当然更精确多了,不仅知道许多星系,而且还知道星系际间有极高能量的宇宙射线,以及虚粒子海和不断生灭的物质与反物质对。但最让人困扰的,应该是所谓的「暗物质」吧?暗物质是科学家穷尽所有最顶尖的先进设备都侦测不到的东西,科学家也只能用各种旁敲侧击的方法得知暗物质的存在,可是捉摸不到它们。
让各位大忙人快速理解那些科学家也很难搞懂的东西!
除了暗物质让天文物理学家够头痛,雪上加霜的是还有所谓的「暗能量」,这听起来就应该是科幻小说家和电影编剧可以用来大作文章的吧?暗能量究竟又是哪来的?这要拜爱因斯坦所赐,另一本科普书《完美理论 : 物理学精英及其奋战广义相对论的世纪历程》(The Perfect Theory: A Century of Geniuses and the Battle over General Relativity)对这故事有更详细的描述,简单来说是爱因斯坦在发表了划时代的广义相对论后,他相信宇宙是静态的不会膨胀,因此多此一举地在宇宙模型中加了个「宇宙常数Λ」(cosmological constant) ──有人视此为他一生中最大的败笔之一。

《给忙碌者的天体物理学》却指出,柳暗花明又一村,爱因斯坦长辞于世后,理论物理学家为了解释新发现的现象,为了解释宇宙的加速膨胀,让宇宙常数Λ峰回路转地复活。也就是说,爱因斯坦弄出个宇宙常数Λ是为了符合他认定的静态宇宙想法,现在理论物理学家反而用宇宙常数Λ来解释宇宙的加速膨胀,还有比这更讽刺的吗?不过加入宇宙常数Λ之后,科学家又发现:宇宙全部能量当中,居然有七成是他们无法理解的暗能量啊!

我们所居住的地球是球形的,其他星球也是,天文物理学家当然有理所当然的解释,泰森提到一个科学界的知名笑话「球形乳牛」(Spherical cow):

牛奶农场的牛奶产量变得很低,于是农场主写了封信给当地的大学寻求帮助。一个多元并受过训练的教授队伍集合在一起,领头的是一个理论物理学家。进行两个星期的深入现场调查后,学者们回到大学,笔记写满了资料,将此次任务的报告交给了教授队伍为首的理论物理学家。这名理论物理学家回到农场,对农场主说:「我有解决方案了,只是要在真空状态下且乳牛是球体的时候才有效。」
星球不仅是球形的,行星也会以近乎圆形的方式绕恒星转。虽然哥白尼和伽利略主张的日心说不符合当时教会的正统思想,可是抵挡不了的历史洪流却制造出愈来愈多的科学知识,太阳并没有绕着地球转(只有直升机父母还以为全宇宙都该绕着自己的妈宝小孩转)。我们现在知道地球不仅不在宇宙的中心,连太阳系都不在银河系的中心。银河系也不在星系团的中心,我们这个星系团也不在宇宙的中心,所以不要再人类中心主义了!

可是毕竟写书和读书的都是人类啊,如果没有人类,以上提到的种种又有何意义可言?所以在天文物理学的书中,我们势必要探讨生命在宇宙中起源的问题,还有面对我们这颗珍贵到不行的地球。

泰森想要告诉我们,「要有宇宙观!」如果全人类都有宇宙观,我们在地球上就不会为了区区小事就争得你死我活了吧?和浩瀚无边又源远流长的宇宙相比,我们这白驹过隙又井底之蛙的一生有什么好执着和庸庸碌碌的呢?

原创文章,作者:网文在线,如若转载,请注明出处:https://www.doulook.com/22695.html

用户评论(共有 0 条评论)
验证码: