財經麻辣姐:《時間簡史》你是從哪一章開始讀不懂的?
對於《時間簡史》的大多數讀者來說,最值得問的問題,不是「你讀懂了嗎?」而是「你是從哪一章開始讀不懂的?」
無論你往哪個方向觀測,遠處的星系都在急速地飛離我們而去。換言之,宇宙正在膨脹。
在目前條件下,這些理論既無法證實,也無法證偽。霍金的偉大猜想是否正確,只能留待後來者去驗證。
2018年3月14日,當代最具傳奇色彩的物理學家霍金走了。霍金的一生,似乎註定與科學結下不解之緣——他生於「現代科學之父」伽利略的300周年忌日,死於愛因斯坦誕辰139周年紀念日,享年76歲。霍金作為全世界最知名的漸凍症病人,21歲患病,能硬生生挺過55年,這本身就是一個醫學奇蹟。對於自己的遭遇,霍金這樣說:「在我 21 歲時,我的期望值變成了零。自那以後,一切都變成了額外津貼。」
只不過,可能連霍金自己都沒想到,這份「額外津貼」如此豐厚。他雖然永遠被禁錮在極度殘疾的軀體里,身不能行、口不能言,思想卻能肆意遨遊在星辰大海之間,一心想要破解宇宙的秘密。作為物理學家,他不僅想出了「黑洞輻射」「無邊界設想」這樣宏大的宇宙理論,還寫出了像《時間簡史》《果殼中的宇宙》等全球銷量在千萬級的科普讀物。業餘時間,他還閑不住地客串了多達十幾部影視劇作,而飾演的角色就是他自己——世界上這麼多演員,能自己演自己的有幾個?一輩子坐在輪椅上,霍金竟然活得比誰都精彩。關於他的傳奇一生,這兩天大家肯定也看了不少,這裡就不再展開。
「你是從哪一章開始讀不懂的?」
我在《麻辣姐的書單》第二季中,主要解讀了幾本「簡史類」暢銷書,而霍金的代表作正好叫做《時間簡史》,下面就來聊聊這本書。《時間簡史》應該是史上最暢銷的科普讀物,被翻譯成40多種文字,全球銷量達2500萬冊。這本書之所以會這麼暢銷,一方面肯定是因為霍金本人在公眾中的極高知名度,他應該是在愛因斯坦之後最有名的物理學家;另一方面,也因為《時間簡史》的主題,是探討宇宙的起源和時空的本質。
宇宙從何而來?又將要往何處去?它為何會存在?又為何是這個樣子?這些問題,其實是我們每個人在仰望星空時,都會自然而然想到的問題,也會有強烈的好奇心想要知道答案。
不過,對於絕大多數買了《時間簡史》,想一窺究竟的讀者,恐怕要大大失望了。原因只有一個:讀不懂。這本書雖然號稱是「科普讀物」,但據說它的難度相當於大學水平的宇宙學課程。非物理專業出身的讀者,很少有人能把這本書讀完,或者即使硬著頭皮讀完了,也是雲里霧裡。所以網上有個笑談,對於《時間簡史》的大多數讀者來說,最值得問的問題,不是「你讀懂了嗎?」而是「你是從哪一章開始讀不懂的?」
在業內人士看來,霍金寫作《時間簡史》真的是非常用心,已經儘可能地深入淺出了,而且全書並沒有出現任何一個公式。那這本書為什麼還這麼難呢?這是因為,要說清楚宇宙的本質,就不可能繞過量子力學、廣義相對論等非常高深的物理理論,而這些理論已經超出了普通人的理解能力。比如我們就很難理解,為什麼時間會忽快忽慢、為什麼一隻貓會既死又活。
一部見證科學家的「犯錯史」
簡單來說,《時間簡史》就是一部人類探索宇宙和時空的科學史。
公元前340年,古希臘哲學家亞里士多德在他的《天論》一書中提出證據證明,地球是一個球體而非一塊平板。同時,亞里士多德(以及後來的古羅馬天文學家托勒密)相信,地球是宇宙的中心,所有天體都在圍繞地球轉動,這就是地心說。
地心說比起之前的「平板說」已經是進步了一大步。在這之後將近2000年的時間,地心說都是宇宙模型的正統,直到1514年才受到哥白尼「日心說」的挑戰,但仍然未被真正撼動。又過了一個世紀,當時最有威望的科學家開普勒和伽利略都公開支持日心說,日心說才完全取代地心說成為當時的主流。日心說假設,太陽靜止不動,而地球和其他行星圍繞太陽轉動。
緊接著,牛頓提出了萬有引力定律。但是,牛頓發現,萬有引力定律和日心說之間有明顯的矛盾:如果太陽和其他恆星都是靜止不動的,那它們之間豈不是早就因為相互吸引而抱成一團了嗎?萬有引力定律暗示了,宇宙不可能是靜止的,它要麼正在收縮,要麼正在膨脹。雖然牛頓時代的科學家們已經多多少少意識到了這一點,但還是沒有人敢站出來,打破永恆靜止的宇宙觀。而且,犯錯的還不止是他們。
時間又過了300年,到1915年,愛因斯坦發現了廣義相對論。他遇到了和牛頓同樣的麻煩:根據廣義相對論公式,宇宙要麼正在收縮,要麼正在膨脹,但就是不可能保持靜止!天才如愛因斯坦,當時也無法接受一個正在高速演化的宇宙。為了解決這個矛盾,他不惜給公式引入一個「宇宙常量」,來抵消萬有引力的作用,讓一個靜止的宇宙模型成為可能。當然,後來愛因斯坦承認,引入宇宙常數是他「一生中最大的錯誤」。
就在愛因斯坦犯下錯誤的12年後,1929年,天文學家愛德溫·哈勃根據紅移定律證明了:無論你往哪個方向觀測,遠處的星系都在急速地飛離我們而去。換言之,宇宙正在膨脹。而如果按照膨脹的速度倒推回去,在距今137億年前,必定發生過一次宇宙大爆炸。在爆炸的那一刻,宇宙的體積無限小、密度無限大、溫度無限高,這就是後來由霍金提出的「奇點」。哈勃的發現標誌著現代宇宙學的誕生,大爆炸理論也成為當代宇宙學的主流觀點。為了紀念哈勃的貢獻,人類歷史上第一座太空望遠鏡就是以他的名字命名。
有什麼是霍金也想不明白的呢?
在大爆炸理論的背景下,那些令我們著迷的宇宙概念,像黑洞、蟲洞、時空彎曲、暗物質等等,才閃亮登場。而大爆炸理論與其說是解決了問題,不如說是提出了更多的問題。比如:大爆炸之前是什麼?是什麼原因導致了大爆炸?為什麼爆炸之後的137億年後,宇宙仍然在加速膨脹?奇點處的物質是從哪裡來的?黑洞裡面到底有什麼?
包括霍金在內的當代宇宙學家,主要就是致力於搞清楚這些問題。而到目前為止,對這些問題的所有回答都還處於假說階段。這就是為什麼霍金雖然提出了像「黑洞輻射」「無邊界設想」等開創性的理論,但並沒有獲得諾貝爾獎的原因。因為在目前條件下,這些理論既無法證實,也無法證偽。霍金的偉大猜想是否正確,只能留待後來者去驗證。也有可能,大爆炸理論和曾經被人們深信不疑的平板說、地心說、日心說一樣,被未來的其他理論所替代。
那麼,擁有一顆全人類最睿智的大腦,有沒有什麼事情是霍金一直想搞明白,卻始終無法理解的呢?有。經歷了兩次失敗的婚姻,霍金最終無奈地承認:女人才是宇宙間最大的謎團,你永遠無法搞懂她們!
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