弦，妙不可言（一）

更多文章，歡迎關注微信公眾號：【月讀記MR】

《宇宙的琴弦》是一本關於理論物理學的書，主要講弦理論，適合睡前看，看著看著就睡著了。

雖然研究理論物理不需要高大上的實驗室，但要有一顆聰明並且有想像力的大腦，這恰恰是我等普通人與天才們的差距，所以看書的過程就像爬山，前半部分還是比較容易理解的，看到一半時就成了：

字我都認識，就是不知道你在說啥

那為什麼還要看這樣的書呢？

除了預防失眠，這本書能幫我們認識這個世界的本質，顛覆過去司空見慣的常識，建立全新的認識世界的方式，認識自己的渺小，更見證人類的偉大：

一群普普通通的生命，困在一顆小小的行星上，在一個普普通通的星系邊緣，繞著一顆普普通通的恆星旋轉，卻能憑他們的頭腦和實驗，去發現和理解從最宏大浩瀚的宇宙到最極致細微的微觀世界中某些最神秘的特徵。

研究弦理論的是當代最聰明的一批人，最為悖論的是，他們自己都不知道這個理論是不是正確，或許從一開始就走在了錯誤的方向上，但這並不妨礙物理學家們為了人類精神的榮耀，前仆後繼的追逐這座「物理學的聖杯」，這難道還不夠Cool嗎？

組成你身體的最小單元是什麼？

古希臘人認為所有物質都是由一種叫原子的東西組成。現代人也有這個常識，所有的東西都是分子構成的，分子由原子組成，原子由原子核和電子組成，原子核又由質子和中子組成。這不是挺好的嘛，世界的結構簡單、清晰、明了。

但是！科學家陸續在原子內部發現了許多更小的粒子，比如夸克和中微子等，它們分別又有很多高矮胖瘦各不相同的兄弟姐妹，你肯定不想知道它們複雜難記的名字，反正我也打不出來。為什麼會這麼複雜，簡單一點不是挺好嗎？難道沒有一種最基本的原料，構築起豐富多彩的大千世界嗎？

還真有，就是弦。

按照弦理論，這種構成宇宙大廈的最基本原料就是弦，但它不是我們通常想像的那樣是一種粒子，而是一種閉合的小環，就像一根橡皮筋。叫弦是因為它像琴弦一樣不停地在振動，不同的振動的方式，產生了原子內不同的粒子，產生了元素周期表中一百多種不同的元素，產生了你、我以及這個世界。

宇宙瑰奇旖旎，時空浩渺須臾，歸根結底，都是一根根弦的振動。一直以來，物理學家們夢寐以求尋找的以最簡單的原理，解釋宇宙萬物運行規律的萬有理論（Theory of Everything），現在終於看到了希望。

我們都是閃電俠

如果有人說你正在以光速進行運動，你一定以為他瘋了吧。

但愛因斯坦腦洞夠大，他就是這麼想的。狹義相對論告訴我們，當我們運動得越快，我們經歷的時間會變得越慢，如果以光速來運動，我們經歷的時間就會停止。為什麼呢？中學物理中，為了解題方便，我們會把運動的方向分解為水平方向和垂直方向，同樣物體運動的速度也可以分解為水平方向和垂直方向。

我們生活在三維空間，所以速度也可以分解為三個維度。但你也許知道，其實還有第四個維度，就是時間。愛因斯坦認為，所有物體，包括你和我，都在時間這個維度上進行著光速運動，那是速度的極限。如果我們在另外三個空間維度上開始運動，也就是說有了速度，說明時間維上的速度被分解到了其它維度上，在時間這個維度上的速度變慢了，意味著時間也變慢了。

哈哈鏡里的世界

牛頓發現了萬有引力，但他沒有告訴我們萬有引力是怎麼來的，只是瀟洒地說了句：「都留給我的讀者去考慮。」

200多年後，回答這個問題的讀者出現了，沒錯，又是愛因斯坦，用他的廣義相對論回答了這個問題，他告訴我們兩件事。

第一件：引力和加速運動實際上是一回事。比如，你坐在加速的汽車上，感覺到把你壓在座椅靠背上的力，和引力是一樣的。

第二件：引力和加速運動，都會讓你周圍的時空產生扭曲變形。質量或加速度越大，扭曲變形越明顯。也就是說，我們實際上生活在哈哈鏡的世界裡，幾乎沒有一處是平的，我們看到的都是變形後的樣子，只是這種變形很細微而已。

想要看到明顯的空間變形嗎？宇宙中到處都是。月亮繞著地球轉，地球繞著太陽轉，都是受引力的影響，形成了固定的軌道。如果用廣義相對論來解釋，就是太陽的巨大質量導致了其周圍空間的扭曲，空間的扭曲影響了地球運動的方向。

太陽的質量有多大呢，大概占太陽系所有天體和物質質量總和的99.86%，瞬間覺得太陽好孤獨是不是？

當這樣一個龐然大物出現在空間中，就像一顆鉛球被放在平整的床單上，床單馬上就會陷下去。

這樣的比方是為了便於理解，思維時空的扭曲當然會複雜的多，習慣於通過二維視網膜觀察三維世界的我們，很難想像那種場景，我們只需要大概明白這個意思就好。

更多文章，歡迎關注微信公眾號：【月讀記MR】