跨界閱讀 | 物理的盡頭是哲學
暑假亦是充電的好辰光！孵在空調間，品一杯香茗，讀一本好書，如此清涼一夏，最不虛擲光陰。
教科書讀累了，工具書看乏了，來體驗一下“跨界閱讀”吧。
這個假期，小編定期為你推送好書，來自不同的領域，讓我們一起閱讀，一同進步！
今天推送的書目是來自意大利理論物理學家卡洛·羅韋利《七堂極簡物理課》。
說起物理課，對于大多數文科學生而言，總是讓人聯想起頭痛和苦惱。而《七堂極簡物理課》，這本極薄的書，卻給我們帶來了許多新的東西。
本書作者卡洛·羅韋利，意大利理論物理學家，是圈量子引力理論的開創者之一。他以僅僅一百頁的篇幅，将現代物理學分為七個模塊，用極為簡潔的語言為我們描述了現代物理學的基本輪廓和發展脈絡。
更為重要的是，他寫出了物理學以及一切科學中存在的“簡潔美”和人類對真理的“求知欲”，而這兩點正是科學讓無數人着迷的關鍵所在。
本書中，他用詩一般簡潔優美的語言，向讀者講述了20世紀以來現代物理學的偉大理論發現。
相對論、量子力學、宇宙的結構、空間的顆粒、時間的本質……這些聽來似乎耳熟又不明所以的名詞，在七堂簡單明了的物理課裡，為我們打開了一個奇妙的物理學世界，也帶我們輕盈地飛過重重障礙，窺見科學的深刻與美麗。
開始讀這本小書之前，不妨先來看看全書的思維導圖，以幫助我們更好地“二次極簡”閱讀體驗。
（點擊可查看大圖）
[第一課] 最美的理論
愛因斯坦的廣義相對論被稱為最美的理論。
1905年，愛因斯坦提出狹義相對論，但後來他發現這個理論與萬有引力理論矛盾，經過十年孜孜不倦地探索和試錯，終于得到了全新的廣義相對論，簡潔而完美地解決了這一問題。
之後，他由電磁場聯想到引力通過“引力場”傳播，這改變了完美對空間的認知。空間彎曲就是引力産生的原因，繼而他又基于高斯和黎曼的曲面公式，寫出了簡潔而美妙的空間彎曲方程，向完美展示了絢爛的宇宙。
引力場不“彌漫”于空間，因為它本身就是空間。這就是廣義相對論的思想。
後來愛因斯坦寫了一個方程，将黎曼曲率R與物質的能量等價起來，也就是說：空間在有物質的地方會發生彎曲。
其實不僅是空間，時間同樣也會發生彎曲，在高空中，在離太陽更近的地方，時間過得比較快，在低的地方，離地球近的地方過得則比較慢。
無論欣賞藝術，還是領悟科學，我們最終得到的将是美的享受和看待世界的全新視角。
[第二課] 量 子
量子力學起源于1900年，普朗克在計算一個“熱匣子”内的電磁場時，假設能量分布在一個個“量子”上，得出的計算數據與測量一緻。5年後，愛因斯坦提出光由光子組成，宣告了量子理論的誕生。
之後，由玻爾接力了這場科學探索，提出“量子躍遷”，海森堡根據量子概率分布的理念，于1925年提出了量子力學方程，量子力學的奧秘被再一次用簡潔優美的方式表達出來。
1925年，量子理論的方程終于出現了，取代了整個牛頓力學。很難想象什麼比這更偉大的成就了。
在量子力學中，沒有一樣東西擁有确定的位置，除非它撞上了别的東西。
最後，愛因斯坦承認，量子理論是人類認識世界進程中的一個巨大的進步，但他還是堅信，事情不可能如此荒誕離奇，在這一切“背後”一定存在一個更為合理的解釋。
[第三課] 宇宙的構造
人類對宇宙構造的認知從古至今經曆了五個階段：
幾千年前，古人從直觀感受出發，認為天在上，地在下，地是一個平面。
2600年前，阿納克西曼通過觀察日月星辰的旋轉，提出天圓地方的看法。
古希臘學者提出“地心說”，認為地最合理的形狀是球形，随着哥倫布發現新大陸、麥哲倫環球航行一圈，用實踐證明了地球是圓的。
哥白尼提出“日心說”，寫出《天體運行論》，改寫了人類的宇宙觀。
随着天文科學發展，我們知道宇宙起源于150億年前的大爆炸。
空間不是一馬平川，而是彎曲的。宇宙布滿了星系，所以我們想象它的紋理會像海浪一樣起伏，激烈處還會産生黑洞空穴。
[第四課] 粒 子
我們所處的世界由幾種微小的粒子組成，包括組成物質的誇克、膠子和電子，組成光的光子。粒子理論在20世紀由物理學家進一步完善，理查德.費曼、蓋爾曼和保羅.狄拉克等人提出了“基本粒子标準模型”。
我們身邊的所有物體都是由電子、誇克、光子和膠子組成的，他們就是粒子物理學中所講的“基本粒子”。
量子力學描述這些粒子的性質和運動方式。存在的每樣東西都是不穩定的，永遠都在從一種相互作用躍遷到另一種相互作用。
迄今為止，标準模型仍然是解釋物質世界最好的理論，它的預測全部得到了證實。除了暗物質和廣義相對論中被描述為時空曲率的引力之外，它很好的解釋了已知世界的方方面面。
[第五課] 空間的顆粒
科學探索中常常會出現矛盾的理論，當新理論将悖論統一時，通常會帶來認知上的飛躍。比如牛頓融合伽利略的抛物線運動和開普勒的天體橢圓運動，發現了萬有引力。麥克斯韋将電和磁的理論結合，提出了電磁場方程。
愛因斯坦在解決電磁學和經典力學的明顯沖突時，發現了相對論。圈量子引力，被認為是将廣義相對論和量子力學相統一的最有效手段……
量子力學和相對論這兩個理論帶來了豐富的成果，奠定了當代科技地基石，徹底改變了我們的生活方式。但這兩個理論不可能同時正确。
圈量子引力的核心結論：空間是不連續的，不可被無窮分割，而是由細小的微粒或者說“空間的原子”構成的。描述空間和物質的微粒的方程不再包含時間這個變量。時間的流逝發生在世界之内，從構成世界的量子事件之間的相互關系中産生，這些量子事件本身就是時間的源頭。
物理學開闊了人類的眼界，我們看到的東西不斷地讓我們驚異。我們意識到人類滿腦子都是偏見，我們對世界本能的認識是片面的狹隘的不合時宜的。世界在我們眼前不斷變化，我們對它的認識也一點一點不斷深入。
[第六課] 概率、時間和黑洞的熱
時間是主觀的，宇宙中的時間流逝并不都是同步的。霍金利用量子力學成功證明了黑洞總是“熱”的。
他們發現，一個熱的物質并不會包含熱質，它發熱僅僅是因為其中原子運動速度更快。原子和原子團組成的分子處在不斷的運動狀态中，它們快速移動、振動、跳躍……
隻有在存在熱量的時候，過去和未來才有區别。能将過去和未來區分開來的基本現象就是熱量總是從熱的物體跑到冷的物體上。熱量與概率相關，而概率又決定了我們和周圍世界的互動無法追究到微小的細節。
像我們這樣相信物理的人都知道，過去、現在和未來之間的分别隻不過是持久而頑固的幻覺。
[尾聲] 我 們
物理課的最後，作者從空間的深層結構和已知的宇宙邊際，回到了人類自身。
正如他在自序中說的那樣，科學不僅告訴我們如何更深入地理解這個世界，也會向我們展示未知的世界有多麼廣闊。
讀完這本書，可能會更真切地認識到，在現代科學的巨幅畫卷中，我們不懂的東西太多，而其中懂得最少的問題之一就是我們自己。我們首先是觀察世界的主體，但我們隻是宇宙很小的一部分。
同時也會察覺，哲學和科學的界限是模糊的。因為我們還是無法解釋意識是什麼，世界的本原是什麼，從純粹的物理角度來看，也許真的是屈指可數的幾種基本粒子，不斷地在存在與不存在之間振動、起伏？——“它們像字母表裡的字母，以無窮盡的組合，講述星系、繁星、陽光、山川、森林、田地，以及節日裡孩子臉上的笑容和星光璀璨的夜空的漫漫長史。”萬物是受物理規律支配的某一事物狀态與另一事物狀态之間的聯系嗎？時間隻是我們的錯覺嗎？
靈魂不過是一個小小的樣本。我們的意識不過是我們自身銀河中的地球。量子是天使的足音，沒有什麼确切存在着，眼前所見的不過是一片美麗濾鏡之後的光彩。我們對這個世界了解什麼？無知，太過無知，無知中卻包含了所有的可能性。
因為概率會發生，因此愛會發生，生命也會發生。我們是唯一知道自身會滅亡的物種，那又怎麼樣？我就是你，你就是我。我們總有一天會再度相逢。
沒有過去，沒有現在，沒有未來，一切都是一個巨大的宇宙的幻夢。
我們從此刻醒來，面對着時間的另一端。那裡是天堂或是樂園嗎？這一刻，科學也許不再那麼殘酷了。群星變成一首搖籃曲，許諾着另一朵但丁的花朵。
關注“第一教育”
上一篇
水的溫度與密度對照表
下一篇
子午流注，十二時辰養生法
最新文章
-
“豫西中醫界之泰鬥喬保均”治療疑難病60年經驗賞析
23分鐘前 -
回憶、健忘和灑脫
45分鐘前 -
弘一法師：“真的不忍心告訴你，這個世界隻是一個夢。你一輩子執
58分鐘前 -
心理學，準的讓你驚叫
1小時前 -
人生，成大器者有四識，知識、見識、膽識、遠識
1小時前 -
俞和：被遺忘的書法家，以古為師，創新在手！
2小時前 -
2024屆新高考II卷語文真題答案及解析
2小時前 -
生前隻是小人物，死後震驚史學界
2小時前
熱門文章
-
每日一誦傷寒論第241條
1周前 -
老張老李侃門球之140篇
1天前 -
為什麼五點鐘要起床答案讓人吃驚！（現在知道還不晚）
1周前 -
這個穴位可以治療多種胃痛腹痛，還可以減肥
5天前 -
治療坐骨神經痛藥酒５方
1周前 -
二十四山開門放水作竈真訣開門放水作竈直訣——子山
1天前 -
門球技巧 隻需五個字讓你打好門球
1天前 -
美麗中國-2870：中國最大的内陸河，塔裡木河
1天前
有話要說...