第三章,宇宙的构造。人类对科学的发现,伴随着对宇宙、星空的观测和认识。几千年来,人们只知道天在上、地在下;后来人们发现应该是天在周围,把地包裹在中间;再后来,亚里士多德证明了地球是圆的,却仍以为日月星辰是绕着地球转的;然后哥白尼发现应该地球绕着太阳转;到了近代,借助科学仪器,人们发现太阳系只是银行系中千万个恒星中的一个;再之后又发现银行也只是宇宙中万亿星系中的一个而已;现在,人们则相信“这个布满星系、富有弹性(指空间受物体质量影响而扭曲)的浩瀚宇宙是大约150亿年前由一个极热极密的小星云演化而来”。科学的进步,其实就是人们学会了用新的方式“看”事物。书中有很多张图,看着这些图,能更好地领略文中的涵义,尤其是“空间像海浪一样起伏”的那段描述。
看完这一章,我想到的是,既然从地中海文明到现代为止,人类对宇宙的认识,是伴随着观测技术、计算机技术的发展,而不断改进的,那么未来人类对宇宙的认识也一定能继续进步,会跟现在有很大的不同。古人因为想不明白日出日落、斗转星移这些现象,是因为有限的仪器、有限的想象力和有限的自然科学理论,等诸多的条件限制造成的。而我们现在也同样有很多未解之谜:宇宙大爆炸之前是什么样?地球是唯一有生命的星球吗?别的星球生命长什么样?生命、智慧到底是什么,它们之间有什么联系?也许几十年、几百年或者几千年以后的人,看待我们也会像我们现在看待古人一样,觉得他们很可怜吧。
第四章,粒子。宇宙和粒子,一个无限大,一个无限小,虽然研究方向不同,却都是物理学最感兴趣的。现代物理学认为,所有东西都是由几种最基本的粒子构成的:电子、光子、夸克、胶子等四大粒子,以及中微子、希格斯波色子等一些不与四个基本粒子发生交互的、或只在对撞机里出现过的几种粒子,它们总共不到10种。夸克组成了质子和中子,胶子则在夸克组成质子和中子时把他们粘起来(感觉这个理论好粗糙)。“这些原料一般的粒子,如同乐高玩具中的小积木,靠它们建造出我们身边的整个物质世界”(现在知道乐高的伟大了)。但是粒子存在的形式跟我们通常理解的“物质存在”的形式有点不同,粒子是“量子”态的。它们不是真实可感的小颗粒,而是一种“极小的移动的波包”。它们可以是存在的也可以是消失的,始终遵循着量子力学的奇特定律。人们看不到两种状态之间的变化轨迹,所以用了一个词,叫“跃迁”。关于量子力学,在第二章里面详细讲过。其实对于寻找物质构成的真正“模型”,目前的物理学还没能做到完美和极简,也就是说,我们对自身构成的了解,并不比对辽阔的宇宙知道的多。
书中有一句话让我感到非常有意思,“量子力学和粒子实验告诉我们,世界是物体连续的、永不停歇的涌动,是稍纵即逝的实体不断的出现和消失,是一系列的震荡,是一个由事件而非物体构成的世界。”世界由事件而非物体构成,这个描述在第二章就有出现过。这是一个非常有哲学意味的描述,仿佛在说我们目所能及的所有东西都是虚幻的,是背后的某种机制使它们呈现出我们所看到的景象。这太违背我们所崇尚的唯物主义了,尽管从小被灌输的唯物主义观念,早就经不起个人成长过程中的推敲,经济学和信息论中也有过不少类似“真相隐藏在事物背后”的论述,但由基础的物理学提出这样的概念,依然让人大吃一惊。
也许人对身边事物的认知,永远都无法消除局限性。我们只有通过不断的学习科学知识,学会用逻辑推理,才能最大限度的破除局限性,多掌握到一点点“真”知。