普通人也要学点天体物理学

你好,我是Wilson。一个正在以书写的方式磨砺自己的人,这是我在网络上的第34篇复盘随笔。

前段时间,有一本科普读物《给忙碌者的天体物理学》火遍了知识圈,这本书被许多大咖传颂为冲破认知的巅峰之作。

尼尔·德格拉斯·泰森 -《  给忙碌者的天体物理学》  

以前,看到诸如此类的话题,我相信你会和我一样,直接绕道走的,而且嘴巴里还会嘟囔着:怎么的,你还想告诉我太阳系有几大行星?地球离太阳有多远?太阳由什么物质构成?我知道这些有什么用?你告诉我,我也不想听,听了也记不住。

但听完万维钢和罗振宇老师的推荐之后,我的观念彻底被颠覆了。这本书一上来就问了我们一个没有细想过的问题:科学家是怎么知道这些天体物理学知识的呢?人类的足迹最多也就到过月球,但天体物理学研究的是宇宙啊,一个那么遥远的世界,那些动不动就光年、动不动就数以亿计、动不动就10的多少次方。这么大尺度的知识,人类是怎么知道的呢?

人们是怎么知道的?

比如,太阳内核的温度是接近2000万摄氏度。你怎么知道的?人类有测量2000万摄氏度的温度计吗?再说了,谁上去测量过啊?还有,宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸。137亿年有一次大爆炸,你咋知道的啊?有记载啊?

这一连串问题问下来之后,别说罗胖了,我也直接给蒙了。对啊,这些科学家是怎么知道的?

原来答案是:间接证据。

举个例子,光谱。19世纪的时候,物理学家发现,每个化学元素的光谱都有自己唯一的特征,随便给一堆气体,物理学家拿光一照,看看吸收光谱,就能准确判断这里面都有些什么元素。

光谱

这个工具太厉害了,物理学家马上就分析了太阳的光谱,太阳的元素成分这个知识,就是这么得出来的。你看,没有人上过太阳,但是地球上的人类照样可以通过光谱这样的间接证据掌握这个知识。

这本书不光浅显易懂的把各种天体物理学常识描述给我们听,更重要的是帮助我们普通人,通过“宇宙学视角”重新看待我们的一生。

首先,就是这个世界不是因为你而存在的。

地球在太阳系中占据了一个绝佳位置,这让我们深感庆幸。一个行星要想适合生命存在,就必须得有液态水。这就意味着你的温度不能太冷也不能太热,所以你的轨道距离恒星不能太近也不能太远,而地球正好处在这样一个轨道上。地球的大小和密度也合适。如果太大,过高的重力就不允许大型动物出现,如果太小,什么东西都太轻了也不行。

太阳系

像这样难得的行星,天文学家称之为“类地行星”。宇宙中能有多少类地行星呢?答案是,有很多。现在已经找到了几千颗太阳系以外的行星,其中有几颗,看上去就跟地球有点相似。我们这几年就经常听说发现类地行星的报道。我们知道,仅仅是一个银河系里就有千亿颗,甚至可能万亿颗恒星。而天文学家估计,只是在银河系中,类地行星就至少四百亿颗。

宇宙

在太阳系里,地球的确是非常特殊,而人类这个高等生物的出现也的确是难能可贵。可是放眼宇宙,甚至仅仅是放眼银河系,我们似乎一点儿都不特殊。这个宇宙不可能是为了我们而存在的。

作者泰森说:“当我思考宇宙的膨胀的时候,有时候我会忘记地球上还有饥寒交迫的人。当我在跟踪行星和彗星运行轨道的时候,有时候我会忘记地球上有的人不顾对子孙后代的责任,恶意破坏环境。”

因为不管你怎么想象,宇宙都比你想得更大。

所以我们现在有一个矛盾:考虑到生命、甚至组成生命的每个粒子出现的概率之小,我们应该觉得自己特别幸运;可是考虑到宇宙之大,我们又觉得自己特别渺小。

那从宇宙学的视角,到底让人何以自处呢?

在纽约市某个博物馆,曾经放过一个关于宇宙的穹幕电影。观众沉浸其中,以一个假想的视角,从地球出发,飞出太阳系,再飞出银河系,镜头越拉越远,能直观感到宇宙非常非常大,而地球非常非常小。

穹幕电影

一个常青藤大学的一位心理学教授,看了这个影片深受震撼,感觉自己实在太渺小了。他就给泰森写信,说他想用这个影片搞个现场观影调查,来研究一下“渺小感”。可是泰森说:“我是专门研究天体物理学的,我整天面对宇宙,可是我并没有‘渺小感’。我的感受是我是跟宇宙是连接在一起的,我感觉我更自由了。”

如果你了解生物学,你大概不会认为人是地球的主宰者,你会认为人只是地球生物的一个成员。论数量,细菌比人多得多;论智力,人跟黑猩猩的基因只差了几个百分点而已。如果这么小的基因差异都能导致这么大的智力差距,那如果真有一种什么外星人,他们在基因上就比我们高级很多,那在他们眼里我们人类又算什么呢?

我们生命最关键的四个元素,氢、氧、碳和氮,遍布于整个宇宙。这些元素都不是本地生产的,它们来自早期的宇宙,它们产生于某个大质量恒星,是恒星爆炸才使得它们在宇宙中传播开来。

距离我们几十亿光年远的地方可能就有个外星人,你跟他永远都不可能见面。但是他身上的某个氧原子,和你身上的某个氧原子,是几十亿年以前在同一颗恒星上制造出来的。

宇宙非常非常大,但哪怕再遥远,我们每个人跟每个人都有联系。

宇宙学视角的另一个重要意义,就是让我们谦卑一点。

泰森说,如果我们观察小孩就会发现,小孩总是把身边一点小事儿当成天大的事儿。比如玩具坏了,小孩就哭闹,膝盖擦破一点皮,小孩就大喊大叫。他们以为自己是世界的中心,因为他们经验太少,不知道世界上有比眼前的事儿,大得多的事儿。

那我们作为大人,是不是也有同样幼稚的想法呢?我们是不是也会不自觉地认为世界应该绕着自己转呢?别人跟你信仰不同,你就要打击别人;别人跟你政治观点不一样,你就想控制别人。而如果你有宇宙学视角,你可能会觉得人跟人的区别不但不是坏事,反而还值得珍视。

探索宇宙可能会给我们带来一些实际的物质好处,也可能纯粹是因为探索宇宙很有趣。但是泰森说,探索宇宙还有一个功能,就是让我们保持把眼光放远的态度。如果你只看自己这一亩三分地,你慢慢总会认为世界就应该绕着你转,你一定会变得无知和自大。愿意向外探索,实在是事关谦卑的美德。

好在我们这个宇宙没有义务让我们理解。它现在还充满未知。

在最后的最后,请允许我做个检讨,今天的这篇文章是一篇9分抄1分写的复盘笔记。当初在读完这本书,并欣赏了大咖们的观点之后,我彻底被作者和大咖们给折服了,他们的观点是如此透彻精准,我竟然完全被吸引于其中不能自拔,所以今天我只想当个转述者,把大咖们的观点精髓转述给你们,希望和你们一起分享认知提升的喜悦。感谢你的阅读,下周见!


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