最近一气呵成的读完了万维钢老师的新书《高手》,对于我来说,书中有很多有意思的新概念,新观点,新理念,的确开阔了我的视野。下面,我将将书中最引人入胜的一部分内容做个摘录并梳理下逻辑,来满足我阅读之后的回味无穷。
万维钢老师在从事专栏作家职业前是一名物理学家,所以书中他对于前沿天体物理学研究的解读,的确令人信服而又惊叹。至少,截止到目前为止,他的这番解读,是通俗读物中较为优秀的版本。
每个人都对宏观做过畅想,中学时期的地理课是所有学科中我最为感兴趣的一门课程,学习的过程中可以让我无尽的联想:一村一镇,一城一国,一个星球,整个太阳系,然后是银河系,其他的统统都归结为河外星系,知识范围内,认为宇宙是最大的全集。以上这些,都是在读这本书之前,我的可怜认知。
下面,就是书中这位前物理学家给我带来的科普。
1.宇宙起源于137亿年以前的一次“大爆炸”,我们已知的物理定律只能从宇宙起源“普朗克时间”(10的负43次方秒)开始起作用。引力是从这个时点开始脱离出来,单独起作用的。
2.到10的负35次方秒的时候,强相互作用和“弱相互作用”分开了。到稍微更晚的时候,弱相互作用和电磁相互作用分开了。
3.到万分之一秒的时候,宇宙里有了粒子——夸克和轻子已经出现了。每10亿对夸克和反夸克湮灭,会留下一个正夸克作为幸存者——我们今天的世界,都是由这样的幸存者组成的。
4.到百万分之一秒的时候,整个宇宙已经膨胀到像太阳系这么大了,温度进一步下降,夸克们会被三个一组束缚在一起,形成“重子”——也就是质子和中子。但与此同时,质子和反质子,中子和反中子之间也要不停地发生碰撞湮灭变成光子,光子再生成正和反的质子和中子。正物质的质子和中子的幸存率,也是十亿分之一。
5.到一秒的时候,宇宙已经膨胀到几光年这么大了。更低的温度使得质子和中子被结合在一起形成原子核,其中90%是氢原子核,剩下的10%是氦原子核,其他元素可以忽略不计。这个时候,光子温度只够它产生电子和反电子的,但是电子和反电子之间也在不停地发生湮灭——同样的道理,因为十亿分之一的幸存率,最后剩下的全是电子。
6.到宇宙38万岁的时候,温度低到让所有电子都被原子核捕获,变成氢原子和氦原子。
7.到10亿年的时候,这些原子在引力的作用下结合在一起,就会变成恒星,然后这些恒星又组成星系。那时候,我们已经有1000亿个星系,每个星系里面会有几千亿个恒星。
8.又过了90亿年,在宇宙中某个不起眼的地方产生了一个不起眼的恒星,这个恒星就是太阳。太阳所处的位置正好有很多重元素构成的气体,这些气体在引力作用下慢慢凝聚在一起,形成了行星。其中一颗行星距离太阳不远不近,正好允许液态水的存在,这个行星就是地球。此后又经过无数机缘巧合,地球上有了生命,生命演化,最终有了人类。构成人类身体及周边环境的每一个原子身上的每一个质子、中子、电子,都是正反物质湮灭中十亿分之一的幸存者。
仅仅一个银河系里就有千亿颗,甚至可能万亿颗恒星。天文学家估计,仅在银河系中,类地行星就至少有400亿颗。这就等于说给古往今来每个曾经活过的地球人都发一颗类地行星,还绰绰有余。生命的产生可能是一系列机缘巧合的结果,这400亿颗类地行星上不可能都有生命。但这个要点是宇宙中应该有很多很多行星上有生命——只不过是距离我们太远了,动不动就几十光年甚至几十亿光年,互相之间没法交流。
宇宙并非民间哲学家所说的“空间上无边无际,时间上无始无终”。宇宙绝对不是这个永恒不变的样子,宇宙有个开始,而且还会有个终结。
目前,宇宙膨胀不但没有减速,而且还加速了。据物理学家计算,再过一万亿年,除银河系外,我们的天空中将会再也看不到其他的星星。如果我们这个文明不能把现在关于宇宙的知识流传到那个时候,如果那时候还有智慧生命的话,那时候的天文学家将会认为宇宙里就只有一个银河系。他们的宇宙观会跟我们很不一样,他们将无从知道宇宙里其实有那么多星系!
如果一万亿年以后的人缺少关键信息,那么我们这代人,是不是也缺少了某些关键信息,以至于对于这个宇宙,有些东西是我们永远都不能理解的呢?
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。
怎么样?被科普之后,是不是发觉自己特别的渺小?空间上我们居住在一个不起眼的星球上的一个不起眼的位置,我们在瞬息的时间跨度上终其一生为人生的高度,深度,宽度,温度而努力。我们不能完全知道在人类之前的久远之中,都存活过什么?我们不能知道未来之中,人类还能存活多久,文明是否可以得以延续。我们唯一能把握的是当下的彼此,互相温暖,共生共灭。