物理看花

《平行宇宙》里讲的故事：英国天文学家爱丁顿带领科学队航行到西非海岸几内亚湾的普林西比岛，记录了下一个日食期间光线绕太阳的弯曲，由此实证了爱因斯坦理论。有记者采访爱丁顿：世界上真正了解爱因斯坦理论的不超过三个人，您应该算一个吧?爱丁顿沉默良久，然后说：我在想第三个会是谁呢？

每次看到，都会大笑。这些迥异于常人的超强大脑幽起默来也是黑洞般的高级黑。爱丁顿先生不能这么绝对，因为现在有许多物理学家投身于科普扫盲，力图让更多的对现代科学几乎一无所知的普罗大众都能了解宇宙，了解我们栖居的世界。比如，圈量子引力理论开创者之一的意大利理论物理学家卡洛·罗韦利撰写的这本小册子《七堂极简物理课》，几乎是想让每个人都能知道点爱因斯坦理论。

我读完了这本书，是因为极薄极简，全书不到100页，各方面都是一次有趣的阅读体验。因为罗韦利的初衷就是普及现代科学知识，让人们知道关于宇宙研究前沿的最新进展，这本书也可以说是近一百年来物理学的回顾和整理。不仅讲述了爱因斯坦广义相对论，还有量子、粒子、宇宙结构、空间颗粒、概率、时间和黑洞的热，包含了20世纪以来人类对宇宙探索中所有最迷人的理论和概念。

当然，这个简洁也是相对的。我可以说出这些名词，但如果真的要像模像样地讲出广义相对论，似乎还是一片茫然。这是背景知识的欠缺，这些概念根本不在我们理解的半径内，就好像拿着陌生的电话簿，看得懂姓名不代表了解其本人。在这么薄的小书里，附录的索引共有73个名词，爱因斯坦、毕达哥拉斯、高斯、哥白尼、伽利略、牛顿、霍金、电磁场、摩擦力、热力学、宇宙大爆炸，这些还有听说过的印象；而标准模型、超对称理论、大反弹、光弯曲、黎曼曲率、量子跃迁、圈量子引力、希格斯玻色子……真的就是天书了。不过，这也正是这七堂课有意思的地方，老师娓娓道来，化繁为简，该出现的概念一个不少，你只要别走小差，跟着听一样可以顺下来。

科学，首先打破的是人类的自我设限，让人类学会仰望星空。

我们都听过把大象缠着铁链从小养大，等它长大完全有力气挣脱可依然困于原地的故事，其实人类也是一样，习惯于头脑现有的认知和习惯。最早的时候，人类认为世界是方形的，天在上，地在下，人在中间，第一次伟大的科学革命就是人类想要明白为什么日月星辰都围着我们转。到了亚里士多德，成功地论证地球是圆的，天空环绕着大地旋转，对宇宙的认识已经开启了运转的模型，而哥白尼又往前走了一步，他说行星的确都在运动，但中心不是地球，地球只是运动行星的其中一员，它一边自转，一边围着太阳公转。到今天，我们每个人都确切无疑的知道即使是太阳所在的银河系也只是宇宙中浩瀚星云的一粒尘埃。宇宙还有多大，还要持续到哪里，宇宙诞生之前还有什么存在，即使现在还无法知晓，但人类已经不会自满地给出一个肯定或否定的答案，不敢再乱说大话。未来永无弗界，探索永无止境，每一次的仰望星空，都开拓了现有的视野，世界在我们面前有了令人惊异的变化，这是一场没有终点的奇妙之旅。

科学，从来没有失败的概念，每一次进步都站在前人的肩膀上。

不是每个科学家提出的观点和理论都能在当时获得认可，有些科学家甚至为此付出生命；也不是每个科学家都能在有生之年成功地验证自己的理论，也许终其一生都是错误的，但在人类的科学史，恰恰是这些失败和错误构筑了前进的阶梯，每一步都是不可或缺的砖石和支柱，缺少任何一个环节，都会影响甚至阻碍现有的技术和进展。“牛顿整合了伽利略的抛物线运动和开普勒的天体椭圆运动，发现了万有引力。麦克斯韦将电和磁的理论结合起来，提出了电磁场方程。爱因斯坦在解决电磁学和经典力学的明显冲突时，发现了相对论。”科学的进步在于总结了前人的经验，修正了前人的失误，解决了前人的困惑，从来不是自成一家，而是首尾相继，环环相扣。

科学，源自好奇，鼓励设想和试验，允许尝试和失败，甚至容纳对立和矛盾。

比如热，为什么热量是从热的物质跑到冷的物质上，而不是相反？科学家玻尔兹曼说没什么规律，完全是随机的，纯属概率。热物体的原子跑得快，撞上冷物体的原子几率大，传递给它一部分能量，大量碰撞后，能量被平均分布。反之，也是可能的，只是概率极小而已。恍然大悟，原来这样的科学解释也可以啊。其实爱因斯坦的广义相对论，最初也是源自一个大胆的预测：引力场就是空间。借由这一理论，物理学才展开了一连串梦幻般的预言。

罗韦利在讲述目前存在悖论的广义相对论和量子理论时，把大自然比喻为一位年长的拉比，两个人有争端找他解决。拉比听了第一个人的话觉得有道理；听了第二个人的话也说有道理，拉比夫人说他们俩不可能都对。长老沉思之后，点头说：“你也有道理。”

呵呵，我第一次觉得宇宙如此可敬可爱，祂应该是宠溺人类这个最调皮最多事最好奇最聪明的孩子，欣喜地看到人类在探索中的乐观和热情，任由他们各种的揣测、预估还有冒犯，甚至偶尔的胡作非为，这些统统都被祂接纳和包容了，祂有的是时间，也给了人类足够的时间和智慧。

最后，让我们表达一下对爱因斯坦这位神一般的存在滔滔不绝的的敬佩吧。

本书的第一堂课《最美的理论》，自然是爱因斯坦的相对论。“引力场不弥漫于空间，因为它本身就是空间”，他的这个惊世骇俗的理论，对宇宙做了惊人的简化，同时还写了一个方程，对宇宙进行了大胆的预测。第一，空间会弯曲；第二，时间会弯曲，比如在离太阳近的地方时间会过得快；第三，空间不是静止，而是不断膨胀；第四，空间像海平面一样起伏不定。总之，爱因斯坦奠定了20世纪物理学的理论研究基础，他为科学家描绘了一个绚丽多彩而又眼花缭乱的世界。从此之后，每一次的观测和测量都验证了爱因斯坦方程的正确。难怪有人说咱们和爱因斯坦的差距，哪里是人和人的差别，分明是物种之间的差异。

这里，倒是想起爱因斯坦的一个小八卦，这个典型的双鱼对恋人总是始乱终弃，他擅长写情书，更擅长绝情断交，他曾强迫米列娃这个为他葬送自己事业的女科学家签订婚内分居书，同时还得给他提供一日三餐和浆洗衣服。他的确是个天才，早早勘破了宇宙的天机，不过，血肉之躯的爱因斯坦也许同样会羡慕那个物种类别的爱因斯坦。

围绕着天才，总有很多话要说，还是重新返回物理课堂。曾经跟同学聊起这本书，他一看封皮疑惑地问是讲哲学吧？这也说明对物理学我们打从心里不敢求其甚解，就没指望自个能看懂。在第一章，为了表现相对论这个最美理论的简洁和优美，卡洛·罗韦利引入了全书唯一一个公式，也就是爱因斯坦场方程，然后他说要理解这个方程要先消化黎曼的数学，不但有点难，还要花些功夫，但是，“这总比感悟贝多芬晚期弦乐四重奏的神秘之美要容易得多”。真是让我们松了一口气，平等和自信都回来了，总算还有让科学家这样的异类同胞感到发怵的领域。

“无论是欣赏艺术，还是领悟科学，我们最终得到的将是美的享受和看待世界的全新视角。”我喜欢罗韦利的这句话，喜欢这七堂美妙而简洁的物理课，虽然，仍旧是物理看花，但终究是对花花世界多了一层花样了解。