每日听书笔记-52,给忙碌者的天体物理学

今天找到这本书听书是得到刚刚上架的新书,在听完一遍之后,我觉得有必要把他介绍给各位。本书通过讲述天文学和物理学的几个重要发展节点,带领读者一同体验了人类历史上几次重要的认知大升级,帮助读者建立起一种宇宙学视角。而这个视角里包含着一种格局永远大过你想象力的设定,这和其他学科的那种想象力随着认知进步不断扩张的状态有着本质的区别。宇宙学视角给了我们一个可以无限放大的思考模型,同时它还给了我们放到这个模型的自主权,而这一切的意义就在于,它能使我们在认知上始终保持目光长远,在人格上始终保有自由。

《给忙碌者的天体物理学》

作者

尼尔·德格拉斯·泰森是一位天体物理学加,还是美国自然历史博物馆海登天文馆的馆长。他还是一位科普达人,曾经主持过系列纪录片《宇宙》。

认知摘要

物理学定律在整个宇宙都适用,物理学家能够推算出宇宙是怎么来的,我们今天所处的这个世界是一个非常幸运的存在。牛顿之前的人一般认为,天上有天上的法则,跟地球上是完全不一样的。而牛顿的万有引力定律是第一个宣传不仅适用于地球,而且适用于全宇宙的理论。天上和地下在这个定律面前是平等的,而这在当时是非常震撼的一件事。这个震憾一直保持到了19世纪,那个时候物理学家们发现,每个化学元素的光谱都有自己唯一的特征。接着物理学家们就分析了太阳的光谱,发现组成太阳的元素我们地球上都有,唯一没有的就是*氦*这种元素。不过现在人们也已经这一合成这种元素了。

这个发现破除了人们对太阳的迷信,而紧接着人们就去分析了其他星星,发现他们也和太阳一样。然后物理学家们有更具多普勒效应分析了星星的光谱,发现所有的星星都在加速离我们而去,这也就证明了宇宙是加速膨胀的。多普勒效应说的是,一辆车朝我们迎面驶来的时候,它的声音是渐渐变高的;而当一辆车驶离我们而去的时候,它的声音就会渐渐变低。经过科学家们的不断努力,今天我们知道了宇宙大约起源于137亿年前的一次*大爆炸*。

大爆炸早期产生的光子随着宇宙的膨胀,他们的能量变得越来越低,最终他们变成了宇宙*微波背景辐射*。早在1948年的时候,几个美国物理学家就用三个理论,预测了宇宙微波背景辐射的存在。到了1964年的时候,两个贝尔实验室的工程师偶然间测到了宇宙微波背景辐射,之后经过计算他们发现这个辐射的温度是2.72K,而最初那三名物理学家测算的温度是5K,这个K就是热力学温度单位开尔文。后来有个天文学家打了个比方,来形容这件事的神奇程度。他说,这就好像是你在你自己家里算了一卦,发现在某一天会有一个外星飞碟降落到你家的草坪上。而真到了哪一的时候,还真的来了个飞碟降落到了你家草坪上。不过区别就是你算到的是一个50英尺的飞碟,而来的是一个27.2英尺的飞碟。

接下来我们来说一个物理学家已经知道,但是还没有弄清楚的物质,就是暗物质。生活中如果我们想让一个小球绕着我们的手指旋转,那么我们只需要在小球上栓一根绳子,然后抓着绳子的一头用力甩就行了。只要我们用的力越大,小球就旋转的越快。而暗物质的发现,就遵源于一个类似的天文现象。在1937年的时候,天文学家弗兰茨·兹威基仔细的观察了一个叫后发座的星系团。他发现这个星系团外侧的恒星以一种非常快的速度绕着星系团中心旋转,接着他测算了一下这个星系的质量,然后他发现这个质量无法提供足够的引力来拉住这些外围的恒星,让它们以这么快的速度旋转而不脱离这个星系。他提出,星系团内部一定有什么看不见的物质,来提供额外的引力。此后天文学家们陆续研究了其他的星系团,发现每个星系团都有着类似的现象。科学家们就用*暗物质*来称呼这些提供额外引力的物质,虽然这种物质还没有被直接找到,但是科学家们还是认识到了它们的存在。在最新的一个天文学研究中,暗物质用它的不存在证明了它的存在,不过这里我们就不展开讲了。

在爱因斯坦的广义相对论中,有这么一个参数叫做引力常数,而这个参数是他后来加进去的,在广义相对论早期的版本中并没有这个参数。在没有使用引力常数的情况下求解方程,爱因斯坦得到的是一个会膨胀的宇宙,而他自己认为这样是不对的,宇宙应该是静止的,所以他加入了引力常数。引力常数存在的意义,仅仅是为了让宇宙不膨胀。后来一个苏联数学家作了计算,发现加入宇宙常数之后,宇宙确实会变得静止,但是这种静止也是非常不稳定的。今天我们已经知道了宇宙不仅有一个开端,而且还在加速膨胀。科学家给这种推动宇宙加速膨胀的力量取了一个和暗物质相似的名字,叫做暗能量。

最后作者想和我们探讨一下,学习这些知识到底有什么用。那么,对于我们普通人来说,学习天体物理学,可以帮助我们建立一个*宇宙学视角*。(宇宙社会学了解一下)

所谓视角,就是看问题的角度和方法,表达出来就是观点。宇宙社会学视角最重要的一点,就是这个世界不是因你而存在的。我们所生活的这个地球,它刚好处在一个绝佳的公转轨道上,不论你太阳太近还是太远生命都没有办法生存。它自身的质量也刚刚好,有足够的引力可以锁住水分,又不至于阻碍大型动物的出现。天文学家把类似地球这样的行星称为*类地行星*,而仅仅一个银河系,就有千亿颗最亮的星星。虽然在太阳系里,出现人类这样的高等生物是非常难能可贵的,但是放眼全宇宙,我们似乎一点也不特殊,宇宙不是为我们而存在的。

不管你怎么想象,宇宙都比你想象的要大。作者说,探索宇宙有一个功能,就是让我们始终保持把眼光放得更长远的这个态度。如果你每天只和你身边的人和物打交道,那么慢慢的,你就会认为世界是围绕着你转的,你一定会变得无知和自大。你向外探索愿望,是一种事关谦卑的美德,这会使得你认识到自身的渺小,更会使得你在人格上变得更自由。

零秒思考

通过学习今天这本听书我收获了什么

1.说清楚一件事的能力是一种重要的沟通能力,越是远离生活的事情,就越是不容易说清楚

2.要想知道一个人的沟通能力,就可以和他探讨一下宇宙学。

3.《知识大迁移》这本书里提到过一个五分之一法则,说的是不论多么荒唐的观点,总有五分之一的人相信。保持一个把眼光放得更长远的态度,在当今这个时代显得非常有必要。

4.物理学学的神奇之处就在于,人们可以仅凭理论就推导出一个接近真实的结论。

5.一个人越是自以为是,就越是反映出这个人认知尺度的狭窄,只能看到自己厉害得失的人,必然无法感受到超越自我的意义。

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