剧版细看

驾驶证特写中抹除了身份证号

 

原文：第六章，汪淼驱车沿京密路到密云县，再转至黑龙潭，又走了一段盘山路，便到达中科院国家天文观测中心的射电天文观测基地。他看到二十八面直径为九米的抛物面天线在暮色中一字排开，像一排壮观的钢铁植物，2006年建成的两台高大的五十米口径射电望远镜天线矗立在这排九米天线的尽头，车驶近后，它们令汪淼不由想起了那张杨冬母女合影的背景。

 

原文：沙瑞山指着天线说：“壮观吧？可惜都是聋子的耳朵。”

“为什么？”

“自它们建成以来，在观测频段上就干扰不断，先是上世纪八十年代末的寻呼台，到现在是疯狂发展的移动通信。这些米波综合孔径射电望远镜能做的那些项目，像米波巡天、射电变源、超新星遗迹研究等等，大部分都不能正常开展。多次找过无委会（国家无线电管理委员会），没有用，我们能玩得过中国移动、联通、网通？没有钱，宇宙奥秘算个球！好在我的项目靠卫星数据，与这些‘旅游景观’无关了。”

“近年来很多基础研究的商业运行还是很成功的，比如高能物理。把观测基地建到离城市远些的地方应该好些吧？”

“那还是钱的问题。就目前而言，只能是在技术上屏蔽干扰。唉，叶老师要在就好了，她在这方面造诣很深。”

原文中最后这句提到叶文洁，其实就是暗示了红岸基地的工作就是操作射电天线。

延伸资料：阿雷西博望远镜(1)https://www.bilibili.com/video/BV1k24y1Y7AK/?vd_source=96f47133975ff21f620c3ff7765975a1

 

剧中，这里的取景地并不是国家天文台密云观测站。中国航天科技集团发微博“认领”称，剧中的大天线取景地有数十口“大锅”引人注目，它位于北京市海淀区后厂村路的中国卫通北京地球站。这里是其员工工作的地方，“通过这些‘大锅’，我们和天上的卫星进行联络。比如卫星电视节目的传输，就离不开这些‘大锅’。简单地说，中国卫通为电视台搭建好传输电视节目数据的信道，电视台在节目制作好后把节目内容转换成一系列的电子数据，通过‘大锅’发送到卫星上，卫星接收之后再把节目发送到千家万户。”

 

原文：沙瑞山见到汪淼，立刻表现出了那种长期在寂寞之地工作的人见到来客的热情，问他想了解哪方面的观测数据。

“我想观测宇宙背景辐射的整体波动。”

“您能……说具体些吗？”沙瑞山看汪淼的眼神变得奇怪起来。

“就是，宇宙3K微波背景辐射整体上的各向同性的波动，振幅在百分之一至百分之五之间。”

演员在说这句话的时候不连续，各项-同性是一个完整词语，这个词语不用犹豫，直接说就好了。这里的各向同性是指：我们可以在宇宙的任何方向上测量宇宙微波背景辐射，发现所有方向上的光子温度几乎是一样的。

延伸资料：3K微波背景辐射(2)

 

原文：沙瑞山博士的实验室主要接收三颗卫星的观测数据：1989年11月升空、即将淘汰的微波背景探测卫星COBE，2001年发射的威尔金森微波各向异性探测卫星WMAP和2009年欧洲航天局发射的普朗克高精度宇宙微波背景探测卫星Planck。

这里出现了一个时间线上的BUG，：COBE、WMAP和Planck三颗卫星不可能同时工作。事实是，COBE卫星1993年已经不再运作，WMAP卫星一直工作到2010年，而Planck卫星2009年8月13日开始巡天扫描，与WMAP有一个重合期。如果我们将科幻小说当真事看，那么汪淼只能在2009年到2010年之间看到宇宙闪烁。李淼著.《三体》中的物理学.博集天卷.2019:53.但剧集这里的时间是2007年6月14日哦。在“宇宙闪烁之一”这一章中，刘慈欣提到了三个卫星：COBE、WMAP和Planck，尤其是Planck，直到2013年才对外释放观测数据，这是《三体Ⅰ》发表六年之后。大刘有预测能力！！！

 

原文：“足够了，”沙瑞山挥手打断了汪淼的话，“那你就应该知道，与我们观测的不同部分的微小不均匀不同，宇宙整体辐射背景波动是随着宇宙的膨胀，在宇宙时间尺度上缓慢变化的，以Planck卫星的精度，直到一百万年后都未必能测出这种变化，你却想在今天晚上发现它百分之五的波动？！知道这意味着什么吗？这意味着整个宇宙像一个坏了的日光灯管那样闪烁！”

这个屏幕做的就很准确了，首先，右上角标注了2.726±0.010K是准确的，也和原文一致，另外，左下角用了普朗克望远镜（普朗克太空望远镜）的观测图，不过这显示器偏色也太严重了吧，后面资料中我附了这张图。图中颜色的差异，是百万分之一K的波动变化。

镜头有个小细节，就是顶部的标题被模糊了，这里可以看出，整个屏幕其实显示的是一张图片，不是一个动态观测的曲线。

 

标题部分还是被模糊了

 

按照现有的数学、物理学、天文学知识，如果变化，也需要把原有刻度放大一百万倍，观测距离以“326万光年”计算，才能出现一个小刻度的波动，这个波动尺度，已经无法解释了。

 

要不要设计这么多女性的名字呀

 

原文，第十章：

三条曲线在同步波动，一模一样。

沙瑞山又搬出一台笔记本电脑，手忙脚乱地启动系统，插上宽带网线，然后打电话——汪淼听出他在联系乌鲁木齐射电观测基地——然后等待着。他没有对汪淼解释什么，两眼死盯着屏幕上的浏览器，汪淼能听到他急促的呼吸声。几分钟后，浏览器上出现了一个坐标窗口，一条红色曲线在窗口上出现，与另外三条进行着精确同步的波动。

这样，三颗卫星和一套地面观测设备同时证实了一件事：宇宙在闪烁！

 

原文：倒计时在宇宙尺度上继续，还剩1108小时?

沙瑞山焦躁地来回踱步，不时在汪淼身后停下来看看他正在写出的那一串数字。“你真的不能把实情告诉我吗？！”他耐不住大声问。

剧版，之前在第四集设计的倒计时停止在1126:05:56（原著停止在1174:20:35），这里如果接上1108:21:37，那就是中间经过了18小时，但当时汪淼给申玉菲电话时，申玉菲确实告诉汪淼，三天后整个宇宙为你闪烁，18小时=三天？这个硬伤啊，编剧老师，请你出来解释一下。

 

原文：“沙博士，相信我，一时说不清的。”汪淼推开那一堆印着波动曲线的纸，盯着那行倒计时数字，“也许，三颗卫星和一个地面观测点都出现了故障。”

“你知道这不可能！”

“如果有人故意破坏呢？”

“也不可能！同时改变三颗卫星和一个地面观测站的数据？那这破坏也有些超自然了。”

汪淼点点头，比起宇宙闪烁来，他宁愿接受这个超自然。但沙瑞山立刻抽走了他怀中这唯一的一根救命稻草。

 

原文：“你胡说什么？现在是你在违反常识了：背景辐射的波长是7厘米，比可见光大了七八个数量级，怎么能看到？”

微波背景辐射中的光子，它们也有温度，这个温度在今天看来非常非常低，只有2.7255K，这个波段相当于微波，峰值波长是1.9毫米。李淼著.《三体》中的物理学.博集天卷.2019:59.

现实中没有这种东西，这里有点小争议，字幕里的“三”不能用汉字，应该写“3K眼镜”

原文：“用3K眼镜。”

“3K眼镜？”

“是我们为首都天文馆做的一个科普小玩意儿。现在的技术，已经能将彭齐阿斯和威尔逊在四十多年前用于发现3K背景辐射的二十英尺的喇叭形天线做成眼镜大小，并且在这个眼镜中设置一个转换系统，将接收到的背景辐射的波长压缩七个数量级，将7厘米波转换成红光。这样，观众在夜里戴上这种眼镜，就能亲眼看到宇宙的3K背景辐射，现在，也能看到宇宙闪烁。”

 

挑毛病一下，这里汪淼戴上所谓的“3K眼镜”后的特效，做的不好而且太长了，有点超现实了。原文：他抬起头，看到了一个发着暗红色微光的天空，就这样，他看到了宇宙背景辐射，这红光来自于一百多亿年前，是大爆炸的延续，是创世纪的余温。看不到星星，本来，由于可见光波段已被推至不可见，星星应该是一个个黑点，但厘米波的衍射淹没了一切形状和细节。

当汪淼的眼睛适应了这一切后，他看到了天空的红光背景在微微闪动，整个太空成一个整体在同步闪烁，仿佛整个宇宙只是一盏风中的孤灯。

站在这闪烁的苍穹下，汪淼突然感到宇宙是这么小，小得仅将他一人禁锢于其中。宇宙是一个狭小的心脏或子宫，这弥漫的红光是充满于其中的半透明的血液，他悬浮于血液中，红光的闪烁周期是不规则的，像是这心脏或子宫不规则地脉动，他从中感受到了一个以人类的智慧永远无法理解的怪异、变态的巨大存在。

如果拍不出这么复杂的心理活动，可否用旁白直接念原文呢？

 

原文：汪淼拿出手机，拨通了申玉菲的电话，她很快就接了，也许她也度过一个不眠之夜。

“倒计时的尽头是什么？”汪淼无力地问。

“不知道。”说了这简短的三个字后，电话挂断了。

是什么？也许是自己的死亡，像杨冬那样；也许是一场像前几年印度洋海啸那样的大灾难，谁也不会将其与自己的纳米研究项目相联系（由此联想到，以前的每一次大灾难，包括两次世界大战，是否都是一次次幽灵倒计时的尽头？都有一个谁都想不到的像自己这样的人要负的最终责任）；也许是全世界的彻底毁灭，在这个变态的宇宙中，那倒对谁都是一种解脱……有一点可以肯定，不管幽灵倒计时的尽头是什么，在这剩下的千余个小时中，对尽头的猜测将像恶魔那样残酷地折磨他，最后在精神上彻底摧毁他。

 

原文，十一章：“邪乎到家必有鬼。”

“你这是……什么狗屁定理！”

“我说的‘有鬼’是指没有鬼，是有人在捣鬼。”

“如果你有些起码的科学常识，就无法想象是怎样的力量才能做成这两件事，特别是后一件，在整个宇宙尺度上，不但用人类现有的科学无法解释，甚至在科学之外我都无法想象。这连超自然都不是，我都不知道是超什么了……”

“还是那句话：扯淡！邪乎事儿我见多了。”

“那你给个建议，下一步我该怎么办？”

“继续喝，喝完了睡觉。”

这里剧版设计对话的时候，省略了原著中很长的解释语句，不应该的

原文：

“不过谁都有怕的东西，那个狠角色也有；越厉害的角色，它怕的东西对它就越致命。”

“那它怕什么？”

“怕你们，怕科学家。而且奇怪的是，你们研究的东西越是没有实际用处，越是天马行空不着边际，像杨冬那号的，它就越怕，比你怕宇宙眨眼更怕，所以才出手这么狠。要是杀你们有用，它早就把你们杀光了，但最有效的办法还是扰乱你们的思想，人死了还会有别人，但思想乱了，科学就完了。”

“你是说它怕基础科学？”

“是，基础科学。”

“我和杨冬的研究差别很大，纳米材料不是基础科学，只是一种高强度材料，能威胁到哪种力量？！”

“你还真是个特例，像你这种搞应用研究的，它现在一般还不打扰，也许你那材料中真有让它怕的东西。”

没了这段对话，其实是看不懂剧情的

 

意思是，汪淼，搞纳米的，很怂😄

 

现在汪淼的名字不再需要其他信息来辅助记忆了

这里有个小细节，是剧版里面，所有出现的手机号，都缩减为十位了，可能是怕观众真去拨打太麻烦了😄

 

 

虽然片尾还是莫名其妙用丁仪和杨冬的闪回（导演太喜欢这个丁仪了），但还是要表扬一下字幕的细致，特别是这些科学顾问：

 

 

这里有个感谢名单：虹猫蓝兔，第四集的叶文洁电视里的内容提供吧😄

冒昧点评

剧版第五集，把原著第六章“宇宙闪烁之一”；第十章“宇宙闪烁之二”；第十一章“大史”做了一个跳跃的连接。剧版中倒计时的改动，导致第四集结尾的时间和第五集开始的时间无法完成剧情中“三天后宇宙闪烁”的设定；另外，大幅度删除了汪淼和史强关于“邪乎到家必有鬼”的对话，让剧情理解出现困难。增加的戏份，汪淼到孩子学校讲课是有意义的；增加的角色“慕星”如果是用来连接人物关系的话，确实没看出必要性。第五集要看明白“为什么宇宙闪烁令汪淼如此恐惧”是需要一点点物理学、天文学知识背景的。

 

资料增补

(1)沉痛悼念阿雷西博望远镜，科学精神永垂不朽

 

位于波多黎各的阿雷西博天文台射电望远镜，长期勤奋工作，任劳任怨，积劳成疾。然而因为年久失修，不巧近几年又遭遇超强飓风的袭击，伤重病危。虽然经过紧急救治，但最终医治无效，于2020年12月1日逝世，享年60岁。

 在长达半个世纪的时间里，阿雷西博都是全球最大的射电望远镜。这个纪录直到2016年，才被中国的天眼望远镜打破。

 我还记得第一次见到阿雷西博的样子，是在大学一年级的专业课上。老师为我们新入门的天文系新生，介绍世界著名的重要天文台和望远镜。阿雷西博的画面在投影上一出现，我就觉得自己屏住了呼吸。实在是太大了！

 当时，我专门在照片里找到望远镜附近的一辆汽车，那辆汽车在画面里只是不起眼的一个小白点，和整个望远镜相比更是微不足道。从那一刻起，阿雷西博对我来说，一直就是人类天文学观测技术的最高峰，是工程和科学应用的奇迹。

 阿雷西博能长这么大个子，其实跟它“出生的方式”有很大关系。

 1960年，阿雷西博望远镜在波多黎各的阿雷西博山区诞生，孕育它的是美国康奈尔大学教授威廉·戈登。你如果熟悉地理，应该知道波多黎各是美国的一个自治邦，不过它距离美国本土2000多公里，是大西洋上的加勒比海中的群岛。而阿雷西博就出生在群岛的北岸。

 在阿雷西博望远镜之前，其他的望远镜都是人造的独立建筑，这种建筑的口径最大也不超过100米。但是阿雷西博不一样，它是从自然地貌改造出来的，就像孙悟空从石头缝里蹦出来一样。工程师改造了当地自然形成的碗状的石灰岩地形，利用地形的支撑，建造了一个口径305米的巨大的射电望远镜。

 射电望远镜，可不是普通的望远镜。普通的望远镜，就跟我们人眼一样，只能接收可见光。但是在可见光之外的辐射，比如说宇宙星空的射电波，普通望远镜就看不到了。观察那些信号，我们就得用特殊的金属结构的望远镜来接收，信号经过处理器处理之后，再通过计算机呈现出影像，让天文学家研究。这就是射电望远镜的原理。

 天文学家通常会用射电望远镜，研究宇宙中那些肉眼看不见的低温目标，或者比较弥漫的星际气体。

 作为全球最大的射电望远镜，阿雷西博的一生可以说战功赫赫。从少年时期，它就展现出了惊人的天赋。

 我来给你举几个例子。1964年，刚投入使用不久的阿雷西博望远镜负责观测水星。它发现水星自转一圈的时间不是过去天文学家认为的88天，而是59天。因为这个发现，当时的天文学教科书都需要被重新修改一遍。 

 紧接着，阿雷西博望远镜又发现蟹状星云的中心隐藏着一颗脉冲星，也就是旋转的中子星。这是人类发现中子星存在的第一个确凿证据。中子星是什么呢？它是大质量的恒星死亡之后的遗迹，只能通过高灵敏度的无线电望远镜探测到。确认发现中子星，让天文学对恒星的一生的演化过程的认识终于补齐了最后一块拼图，验证了恒星演化理论的正确。而中子星这种物质形态的存在，本身也颠覆了科学家对物质状态的传统理解。 

 在这个基础上，阿雷西博望远镜再次发现相互绕转的两颗中子星。而这个发现让负责这项研究的天文学家获得了诺贝尔奖。

 在我们的太阳系里作出发现之后，阿雷西博望远镜又经过了几次升级改造。 

 比如说，它最初的架构使用金属网，你可以把这个架构理解为它的骨骼。可后来阿雷西博的架构被升级成了38000块独立可调整的铝板。这让阿雷西博望远镜达了到更高的观测精度，观测无线电信号的波段范围提升到了5000兆赫。这是之前的10倍。

 升级后的阿雷西博望远镜又取得了惊人的科学发现。 

 1989年，它直接拍摄了一颗小行星的无线电波段的照片。这是人类历史上第一次拍到我们太阳系内小行星的无线电波段的照片。一年之后，也就是1990年，阿雷西博望远镜再次立功。它发现了一颗新的脉冲星，而且确认脉冲星附近有三颗环绕它的行星。要知道，这是人类第一次发现太阳系外的行星。这是一个重大意义的发现。如果像地球这样的行星在宇宙里普遍存在，就意味着生命有可能并不孤独。这个发现也让负责这项研究的天文学家获得了诺贝尔奖。 

 你看，从我们附近的太阳系小天体，到遥远的太空深处的脉冲星，阿雷西博望远镜不断地获得“人类第一次”的新发现。 

 其实，阿雷西博望远镜的贡献远远不止天文学这一个领域。阿雷西博望远镜更出名的，是它对人类探索外星文明作出的努力。 

 天文学家相信，如果宇宙中别的星球存在高等级智慧生命，它们可能会发射出可以破解的无线电信号。阿雷西博望远镜长时间检测这样的信号，试图搜寻地外生命存在的迹象。同时，它还主动出击，把人类的重要信息进行编码，然后用信号发射器向太空发射广播。

 如果你看过《三体》的小说，你可能会联想到，小说里负责联络外星人的红岸基地。没错，阿雷西博天文台就是现实世界里的红岸基地。

 在科学工作之余，阿雷西博望远镜也积极发展自己的文化兴趣爱好。它参与拍摄了《007黄金眼》《接触》和《X档案》等等热门影视作品。由于它极其专业的镜头感，阿雷西博望远镜受到科幻电影导演们的欢迎，成了科幻电影电视作品中常见的客串嘉宾。 

 但是，活力四射的天才少年，也有步入迟暮的那一天。

 到了2010年代，经过50年的连续工作，阿雷西博望远镜已经上了年纪，急需休假进行全面的身体检查。但是，体检和日常保健的经费经常落实不到位。这导致阿雷西博望远镜的身体状况每况愈下。

 雪上加霜的是，最近几年发生的几场飓风，都给阿雷西博造成了不小的危害。2017年玛丽亚飓风导致波多黎各的一条电缆折断。折断的电缆跌落到望远镜的镜面上，损坏了30块铝板。即便是这样，阿雷西博望远镜仍然坚持科学工作，在缺少一根电缆和一部分镜面的情况下，继续跟踪星空中的目标，尽可能收集数据。

 不过虽然阿雷西博勉力支撑，可江山代有才人出。来自东方的后起之秀，终究还是动摇了老一代的地位。

 2000年之后，中国开始布局建造一台500米口径的射电望远镜，这台望远镜预计会取代阿雷西博望远镜，成为世界第一。中国的资金投入丰厚，人才积累充足，很有信心成为未来射电天文学的研究中心。而且从一开始，中国就提出向全世界分享自己的观测数据和科学成果。 

 在这层影响下，阿雷西博望远镜的地位滑落得更快了，越来越得不到充足的政府拨款。人才相继流失，科学项目开始转移到其他新建成的望远镜上去了。阿雷西博望远镜在波多黎各的山谷中，和越来越多的杂草为伴。过去辉煌时代常见的天文学家们，渐渐地也不再来访。国际会议上更是越来越少见阿雷西博望远镜的发言。年迈的阿雷西博静静地衰老。

 2020年8月，阿雷西博的健康再一次受到了重击。一次热带风暴造成阿雷西博望远镜上，一根负责结构支撑的缆绳断裂，镜面上出现了长达30米的裂缝。这相当于是它的“肋骨”断了，还顺带损伤了周围的“内脏”。

 为了修补阿雷西博望远镜，美国自然科学基金委员会订购了用来替换的新缆绳。但就在准备安装之前，第二根重要缆绳又断裂了。这次断裂又砸碎了一部分镜面。美国陆军工程兵的抢修和评估发现，损坏部分太多，很难在现有资金投入的情况下简单维修，而且维修工程可能会威胁周边建筑物的安全。 

 2020年11月19日，美国自然科学基金委员会宣布，放弃阿雷西博望远镜的抢救，在接下来几周时间内逐步清理安全区域，阿雷西博望远镜正式退役。2020年12月1日，阿雷西博望远镜第三根电缆断裂，整个观测平台彻底倒塌。

 阿雷西博离去的消息传出来之后，天文学界一片哗然。科学家们万分沉痛，纷纷发文表达遗憾和悼念。

 阿雷西博望远镜的前主任、著名天文学家德雷克的女儿回忆，在她很小的时候，父亲曾经带全家到阿雷西博去旅行。听到望远镜坍塌的消息时她说，对科学，对波多黎各，对我们和这个宇宙的链接来说，这都是一个艰难的早晨。

 牛津大学天文学教授克里斯·林托特说，失去阿雷西博很难过，它对我们理解宇宙贡献太多。

 现在，阿雷西博望远镜虽然离开了我们，但是它的一生留下了众多宝贵的精神遗产。

 比如，它推进了我们对望远镜建设的工程技术。阿雷西博望远镜让人们知道，利用天然的地形可以建造更大的望远镜。这种方法既能减少挖掘的施工负担，又能帮助望远镜在雨天排水。在阿雷西博望远镜之后，和自然景观结合的设计成为天文学界工程典范。

 这样的思路也影响了我们中国的天文学家。中国天眼望远镜也用了类似的原理建造，可以说，中国天眼是站在阿雷西博望远镜的肩膀上，成为新一代世界最大的望远镜的。

 再比如，阿雷西博望远镜的地址建成了访客中心。访客中心整年接待来参观学习的天文爱好者，不仅增进公众的科学兴趣，还传播普及科学精神。 

 阿雷西博望远镜虽然不在了，但是它的科学精神永垂不朽！

 作者：天文学通识，高爽

 

(2)3K微波背景辐射

 首先界定，这里的K是开尔文（Kelvins），为热力学温标或称绝对温标，是国际单位制中的温度单位。每变化1K相当于变化1℃，计算起点不同。摄氏度以冰水混合物的温度为起点，而开尔文是以绝对零度作为计算起点，即-273.15℃=0K。开尔文过去也曾称为绝对温度。水的三相点温度为0.0076℃，也可以说开尔文是将水三相点的温度定义为273.16K后所得到的温度。2019年5月20日起，1开尔文被定义为“对应玻尔兹曼常数为1.380649×10^-23J·K^-1的热力学温度”。2018年11月16日 ，第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”决议，正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的4项基本单位定义。新国际单位体系采用物理常数重新定义质量单位“千克”、电流单位“安培”、温度单位“开尔文”和物质的量单位“摩尔”。

 第二，这个温度是怎么产生的？

数学家在19世纪已经能够想象任何弯曲的多维空间，包括三维空间，例如大数学家黎曼就开创了这样的几何学说，现在叫作黎曼几何，它可以描述任何一个有长度概念的弯曲空间。黎曼的理论为爱因斯坦的弯曲时空做好了数学准备。爱因斯坦的广义相对论中，不仅空间，连时间都是弯曲的。所以，在爱因斯坦的理论中，完全可以有一个有限无界的宇宙。爱因斯坦在建立广义相对论的两年后，就开始思考如何建立数理意义上的宇宙学，因为牛顿从来没有建立严密的宇宙学，这是因为他的理论不允许一个稳定的无限宇宙存在，而爱因斯坦一开始就假设宇宙是有限的，这对他来说一点困难都没有。

爱因斯坦很快就发现，他的理论也不允许一个静止的稳定宇宙存在，原因很简单，万有引力在他的理论中还是引力，在引力的作用下宇宙不可能保持静止。爱因斯坦这个人从来不惮于创新，广义相对论才两岁时，他就觉得这个理论不够用了，得补点“妆”，于是宇宙学常数就诞生了。这么个东西，在牛顿眼中一定是一个怪物，但它从此在物理学中盘桓不去，现在居然成了物理学中的第一难题，也就是暗能量问题。

宇宙学观测发现，我们的宇宙正在经历一个加速膨胀的过程，科学家把引起加速膨胀的因素叫作暗能量。爱因斯坦的宇宙学常数是暗能量的一个候选者。

在宇宙学家于20世纪末发现宇宙加速膨胀之前，宇宙学家一直认为宇宙在做减速膨胀，这一半对一半错，对的部分是宇宙在膨胀，错的部分是宇宙减速膨胀。但对的部分帮助宇宙学家正确地推测出了宇宙起源于一场大爆炸，这是20世纪末宇宙学的主要成就。

宇宙起源于140亿年前的一场热大爆炸，这是一个事实，而不是模型或猜测。140亿年这个数字是一个约数，可能是137亿，也可能是138亿，与我们的观测精度有关。

大约在140亿年前，由于一个未知（甚至不可知）的原因，我们所处的这部分宇宙处于一个非常小的区域，开始的时候，也就是时间只有10^-32秒或稍长的时候，这个区域只有大约1毫米大小，整个宇宙的能量以辐射的形式出现，也就是说所有粒子都以接近光速的速度在运动，这时宇宙的总能量要比现在大很多，原因是随着宇宙的膨胀，辐射的能量会变小。物质则不同，随着宇宙的膨胀，总能量保持不变，但能量密度会变小，物质和辐射在膨胀之下都会稀释，辐射的能量稀释得更快。那时，宇宙处于极高的温度，温度大约是10^30K以上。

这个原始火球在产生之后不断地膨胀。由于我们对高能物理的细节了解得还不够，我们并不知道最初的时候到底发生了什么，反正那时整个宇宙充满了以光速运动的粒子，包括所有我们已经知道的基本粒子，如光子、电子、夸克和各种“标准粒子模型”中的粒子，还有它们的反粒子（当时所有的粒子都没有质量）。而且，在温度不低于10^28K时，所有的反物质都和物质湮灭了，只存下物质。这个过程物理学家也不十分清楚，但确知是发生了。在正物质和反物质湮灭之前，正物质只比反物质稍多一些，在大约10亿个物质粒子中，物质粒子只比反物质粒子多出了一个，就是这一个物质粒子在大湮灭之后留了下来，成为我们现在这个宇宙中的物质，它们形成恒星和星际物质，甚至暗物质。当温度降到10^28K时，物理学家认为我们可以知道宇宙演化的细节了，因为那时的能量已经可以用现在的粒子物理学描述，宇宙发生了几个重要事件。第一个重要事件是希格斯场发生对称性破缺，基本粒子除了光子等少数粒子之外，都获得了质量。等宇宙再膨胀一点，温度再降低3个量级，夸克等粒子不再是自由粒子，它们抱成团，形成了质子和中子。温度再降低两个量级，质子和中子开始形成轻原子核，例如氘、氚、氦、锂和铍。宇宙中的这些轻元素基本都是那时形成的，整个核合成过程从宇宙年龄大约是三分钟开始到二十分钟结束。更重的元素要等到恒星形成之后，在恒星内部才能形成。至于我们身体中的钙和铁这些元素，还需要更加晚形成的天体，超新星。

中子含有一个上夸克和两个下夸克，质子含有两个上夸克和一个下夸克，因为下夸克比上夸克重一点，中子也比质子重一点。就是这么一点细微的差别，导致宇宙中中子比质子少。由于氢原子核通常只含有一个质子，而氦原子核既含有质子又含有中子，所以氦占宇宙质量不到四分之一，其余都是氢元素，也就是质子本身，而更重的元素就更少了。宇宙学家用大爆炸理论和核物理预言的氦的比重被天文学家的观测证实了，这是大爆炸宇宙学的重要证据之一，也是最早的证据。

在轻元素合成之后，尽管没有什么更重要的事件发生了，但有一个与我们有关的事情正在进行，就是宇宙的原始汤开始形成细小的结构，这些结构是更早发生的物理过程的结果，而它们将成为恒星、星系和星系团最早的种子。

当宇宙年龄是7万年时，物质和辐射比重一样多，此刻辐射只剩下光子和中微子，而物质是质子、电子以及轻元素（当一个基本粒子的动能远大于它的静质量对应的能量mc时，宇宙学家就称之为辐射；反之，则称为物质。宇宙温度下降时，如果粒子的动能都差不多大，那么质量小的粒子还被当作辐射时，质量大的粒子已经“变成”物质。），此时宇宙仍然是不透明的，光子不断地与其他物质粒子发生碰撞、被吸收和被辐射。7万年看上去是一个很古老的年龄，但和140亿年相比，就像一天与三分之一秒相比。当宇宙年龄是38万年时，宇宙冷却到不到3000K，几乎所有电子和质子以及轻元素都结合成了不带电的原子，这些中性原子与光子不再发生作用，光子在原始汤中开始自由行走，也就是说，宇宙变得透明了。

此后，这些光子绝大多数没有和物质再发生什么关系，它们走到今天，就是微波背景辐射中的光子，它们也有温度，这个温度在今天看来非常非常低，只有2.7255K，这个波段相当于微波，峰值波长是1.9毫米，而不是《三体Ⅰ》误说的7厘米。

微波背景辐射含有非常丰富的内容，记录着宇宙早期的信息，也就是宇宙在变得透明之前的历史，同时，由于这些光子从宇宙38万年时旅行到今天要经过很多很多天体，也记录了宇宙不同时期的结构。天文学家从微波背景辐射中得到很多关于宇宙的信息，这些实验就是《三体Ⅰ》提到的三颗卫星COBE、WMAP和Planck，另外，地面上也有很多类似的实验。

发现微波背景辐射是大爆炸宇宙学的重大事件。这事发生在20世纪60年代，是由两位与宇宙学完全无关的物理学家发现的，他们是彭齐亚斯和威尔逊。这个发现是大爆炸的第二个有力证据，两位发现者因此在1978年获得诺贝尔物理学奖。

微波背景辐射的成分就是光子。它们在宇宙只有38万年的时候与物质不再发生作用，在宇宙膨胀之下逐渐“冷却”，从大约3000K降到不到3K。辐射的降温是一个非常有趣的现象，可以用好几个直观的方式解释。其中一个是这样的，想象光子为波，即电磁波，它的波长随着宇宙膨胀被拉长。因为光波是速度最快的波，在空间中被拉长的时候，不会有其他效应（例如声波被拉长时与物质有关），所以波长的变化和宇宙尺度的变化是一样的。宇宙变得透明时的尺度是现在尺度的千分之一，现在光子的波长也是那时的1000倍。在热辐射中，光子的波长与光子的能量或辐射的温度成反比，这样，现在微波背景辐射的温度就是那时的千分之一，变成不到3K了。

光子波长的变长就是红移，这个现象又可以用多普勒效应来解释：宇宙诞生38万年时光子从远处发出，到今天才被我们接收到。发出光子的那一点距离我们非常遥远，从而相对我们有一个很大的退行速度，多普勒效应引起光子波长变长。

格式引文：李淼著.《三体》中的物理学.博集天卷.2019:59.

 

不想看这么多，就只看红色的字吧。

 

宇宙微波背景辐射就是研究宇宙学的观测基础。

宇宙微波背景辐射的地位，首先体现在它的距离上。根据对宇宙微波背景辐射的观测，它的红移大约是1100。这是什么意思呢？假如在那个地方有一颗恒星的话，我们去观测它的光谱，会发现它的光谱中的波长往红端移动了1100倍。这个位置的红移，换算成距离的话相当于在450亿光年之外。如果把宇宙的年龄当成整整一年来看，宇宙微波背景辐射所在的时间，是宇宙刚诞生不到一刻钟的时间。所以，宇宙微波背景辐射是可以观测到的最古老也是最遥远的光。它反映的就是宇宙最早期的状态。

另外，它是一切现在观测到的信息的背景。由于它是背景，所以宇宙微波背景辐射会穿越过各种天体和宇宙空间才来到地球，被我们观测到。所以观测它的时候必然还观测到了宇宙空间中整体状态的变化。

我们都知道因为宇宙膨胀，这个辐射已经被减弱了，如果还原到宇宙的早期，这个温度大约有3000K。这么热的东西在宇宙诞生38万年的时间产生，它是什么呢？物理学家和天文学家共同推测，它可能就是宇宙诞生那一瞬间的大爆炸留下的余晖。最初上亿度炙热的高密度状态，经过38万年的冷却，成为一个3000K均匀的、充满整个宇宙的辐射背景。这就是宇宙微波背景辐射中隐藏着的第一层信息，它暗示了宇宙的起源。

上个世纪60年代，两位无线电工程师威尔逊和彭齐亚斯，在检测无线电天线的时候，发现无论怎样清洗天线上的污垢，无论测量得多么精细，依然能够接收到一个遍布全天范围的背景噪音。两位工程师和天文学家讨论之后，双方都意识到，这就是宇宙大爆炸的证据，现在依然残存的这些背景辐射就是宇宙大爆炸的余晖。

1978年威尔逊和彭齐亚斯因为发现宇宙微波背景辐射而获得诺贝尔物理学奖。

但是威尔逊和彭齐亚斯的无线电天线还比较简陋，只能接收到信号的存在。顶多根据信号的强弱程度，估算一下宇宙微波背景辐射的大致温度，仅此而已。所以这个时候，宇宙微波背景辐射只是大爆炸宇宙学模型的一项证据。要想利用这项观测证据进一步研究宇宙学，就必须更精确细致地观测宇宙微波背景辐射，分析它的细节。

直到1989年利用空间望远镜重新观测宇宙微波背景辐射，才取得了突破性的进展。

1989年发射的COBE卫星，目的是用更加精确的观测技术研究宇宙微波背景辐射的分布细节。COBE卫星使人类第一次用光学望远镜的手段看到宇宙诞生最早期的面孔。

更精密的观测发现，宇宙微波背景辐射并不是绝对均匀，而是存在着十万分之一程度的微小起伏。这些微小的起伏，对应着宇宙不同地方的物质密度的微小差别，这些微小的差别在宇宙演化的未来，对应着形成的各种各样的结构，也就是今天看到的恒星和星系的种子。

这个其实很好理解。你想，如果宇宙初期是绝对的、完美的平均，那么所有物质都处在平衡状态，是不可能聚集在一起产生恒星和星系的。

上面这段话，就是宇宙学中最重要、最本质的一段话。这项发现让COBE卫星的工程师和首席科学家获得了2006年诺贝尔物理学奖。

你注意到图中不同颜色的斑点了吗？天文学家称之为“上帝脸上的皱纹”。图中颜色表示温度的高低起伏，在图中已经用不同颜色夸张了，实际的差别只有十万分之一。

简单地说，

否则就不会出现今天你看到的太阳和地球了。所以宇宙在一开始的早期阶段，就已经具备了一些微弱的、不均匀的小种子。这些种子不能太小，太小了就不会形成具体的恒星和星系。种子也不能太大，太大了就会破坏掉宇宙整体的均匀和统一。宇宙微波背景辐射就是研究这些小种子最好的工具。

这是宇宙微波背景辐射中隐藏的第二层信息，宇宙微波背景辐射中的不均匀起伏就是现在一切天体的种子。

这些信息还仅仅是关于可见物质的线索。你已经知道，宇宙中还存在着暗物质、暗能量等等不可见的物质。整个宇宙中将近70%是暗能量，其余是暗物质，常规的物质只占到4%左右。宇宙的物质密度决定了空间弯曲程度，也决定了宇宙的命运，这些信息也都隐藏在了宇宙微波背景辐射里。怎么才能挖掘出这些信息呢？

举个例子。

宇宙微波背景辐射就像一张二维的地图，上面有微小的起伏。经过分析可以发现，角度上间隔大约1度的时候，微小的起伏有比较明显的重复的特征。这其实就是恒星或星系种子的原型。

宇宙中包含的物质总量越大，密度越大，聚集的程度就越强烈。所以，在宇宙微波背景辐射的地图上测量这个特征的强度，就可以计算出宇宙早期形成物质结构的原始的种子有多少，再结合广义相对论和模型计算，就可以得到物质密度的数值。

这就有点像你在毛玻璃上哈一口气，玻璃上形成的小水滴不会无限小，也不会无限大，水滴总有一个大概率的尺寸，这个尺寸由毛玻璃的结构决定。

这些就是宇宙微波背景辐射里隐藏的更细致的第三层信息。所以宇宙微波背景辐射算得上是研究宇宙学的入门必备工具。入门必备，可不是说历史上这么做，现在就没用了。实际上，对宇宙微波背景辐射的细致观测，到今天依然是宇宙学研究中最重要的工作。

在地面无线电望远镜发现宇宙微波背景辐射存在之后，到现在只经过了70年的时间，但是已经进行了无数次的探空气球观测和三次重大的空间观测。最近的一次观测是欧洲空间局2009年到2013年期间发射的普朗克太空望远镜。为了尽可能观测得更精密，减少地面的干扰，普朗克望远镜不是绕着地球转，而是在地球的轨道上绕着太阳转。这个位置到地球的距离，比月亮还要远4倍，干扰会大大减少。

普朗克望远镜针对宇宙微波背景辐射进行了长达5年的持续观测。发布的数据成为天文学目前为止最精密的宇宙微波背景辐射资料。普朗克的观测精密到什么程度呢？

最新的宇宙微波背景辐射的观测图

和最初的COBE卫星的观测结果相比，已经有了更加丰富的细节。

它可以在空间上，分别出只有几个角分的距离的两个相邻位置，这个能力让它比过去的宇宙微波背景辐射观测的精细程度提高了一个数量级。也就是说，普朗克望远镜擅长更细致地分辨宇宙的小尺度的起伏，帮助天文学研究物质和暗物质的分布。它的敏感度也是空前地高，可以分辨出百万分之几的起伏程度，这个程度就可以直接看到前面说的恒星和星系形成的种子。

就在几年之前，天文学界统一把宇宙的年龄从137亿年修改为138亿年，就是因为普朗克望远镜获得的数据是更精确的计算结果。最新一次的数据刷新了关于哈勃常数、宇宙的物质组成比、宇宙年龄等等十几个重要的宇宙学参数。

现在，根据宇宙微波背景辐射的观测得到的最新的宇宙参数是：宇宙年龄为137.98亿年，宇宙现在含有4.9％的普通物质，26.8％的暗物质和68.3％的暗能量。此外，哈勃常数测定为67.15。这个数字的意思代表了，距离每增加一百万秒差距，膨胀的速度就增加67.15公里每秒。这里的秒差距是距离单位的一种，一百万秒差距等于326万光年。这就是天文学今天对宇宙的最新认识。

所以目前为止，宇宙学中的最主流的认知，绝大部分观测基础都是天文学家对宇宙微波背景辐射的观测所贡献的。

资料引自：高爽·天文学通识30讲

 

 

05剧情简述

史强被一辆摩托车撞到了，车主叫做慕星，是一个媒体人，前两天注意到了史强被停职的事情，而且她也在调查科学家自杀的事情，希望和他合作。史强没有理会，关掉了她随身携带的录音笔就离开了。汪淼去了基地，见到了叶文洁的学生沙瑞山。申玉菲所说的“整个宇宙将为你闪烁”，沙瑞山认为这是一个玩笑，就算世界末日也不会发生。但如果真的出现什么波动，也确实值得记录下来。

 汪淼静静地等待凌晨一点，时间越来越近，只剩下不到一分钟。凌晨一点整，沙瑞山所说的绿色波动变成了红色，沙瑞山一开始以为是机器故障，直到他发现另外两台也是如此。沙瑞山不愿相信彻底疯狂起来，但他和汪淼不得不相信，是宇宙在闪烁！汪淼让沙瑞山把那些红色曲线打印出来，根据摩斯密码破解出的数字告诉他，还剩一千一百零八个小时。四十七分钟过去宇宙已经在闪烁，沙瑞山告诉汪淼可以用三K眼镜看到这一切。沙瑞山知道汪淼一定知道自己很多不知道的事情，也希望他能把知道的告诉自己，但汪淼告诉他宇宙闪烁在凌晨五点就会结束，他不必深究。

 汪淼一路飙车去了天文馆，拿到了沙瑞山让人送来的三K眼镜。打开开关那一刻，汪淼清清楚楚地看到眼前的一切散发着红色的光，最后汇聚成了一串倒计时向他逼近。汪淼崩溃地摘掉了眼镜，即便眼前的一切恢复正常也始终无法冷静下来，他拨通了申玉菲的电话一次次歇斯底里地问着：倒计时的尽头是什么！申玉菲的回答只有三个字，不知道。

 史强再次出现了，看到他瑟瑟发抖的场景说要带他去吃饭，他和杨冬不一样，汪淼不敢去自杀。来到早餐的，汪淼喝了几杯酒便开口把真相告诉了史强，他眼睛里的倒计时，还有申玉菲让整个宇宙闪烁的事情。史强只觉得扯淡，他是个直肠子，也考虑不到汪淼所说的哲学。他知道这背后一定有人捣鬼，但汪淼却说这无法用科学解释，他真的很想知道倒计时的尽头是什么。史强很粗俗地说大不了回到农耕社会，老祖宗能那么过我们也能。史强说汪淼应该站直了别趴下，他们越是让你害怕什么，越不能让他们如愿以偿。他们针对汪淼，史强就越不能让他轻易的死掉。

 史强的话对汪淼的确像是救命稻草一般，按照史强说的，他吃了早饭回去睡了一觉，还把那些照片给了他。豆豆拉着汪淼讲笑话，汪淼露出了久违的笑容。汪淼是被豆豆叫醒的，问他到底去不去学校的讲座，期盼着让他答应。汪淼去了学校，把简单的物理知识告诉孩子们，之后回到实验室重启了实验。寻找真理的路上一定不是一帆风顺，但历史证明，对真理的追求一定是正确的，让我们保持追求真理的心，永不放弃。

 实验重启，倒计时重启，但这一刻汪淼的眼中不再害怕。