无与伦比的美丽：《七堂极简物理课》

昨天看了这位理论物理学家的科普书：《时间的秩序》，他同时还有两部《七堂极简物理课》以及《现实不似你所见》。其中物理课仅2.8万字，先睹为快。

第一课：广义相对论

伟大的天才物理学家爱因斯坦的著名理论。

牛顿提出空间是一个巨大的容器，而爱因斯坦有另外的看法，他觉得空间和引力场是一回事儿。

1915年11月，爱因斯坦发表了一篇全新的引力理论，他称之为“广义相对论”。

这个惊世骇俗的理论认为：空间不再是一种有别于物质的东西，而是构成世界的“物质”之一，一种可以波动、弯曲、变形的实体。而引力是因为空间弯曲变形导致的物体下落。请想象一个漏斗的曲面。

所以，空间在有物质的地方会发生弯曲（时间也会）。

正是因为这个推导，我们才有了后续的宇宙大爆炸、由于老去恒星坍缩成为的强大吸力的黑洞、像大海扬波一样无边延展的星际空间...

第二课：量子

量子力学的发展史可以扣之前发过的这篇读书笔记：

量子力学让人印象很深的几个点。

首先是物质是不连续的，比如，光子是一份一份的，电子只有积累到一定的能量程度才会跃迁。与我们以为的物质是连续的，可以无限分下去的想法是相悖的。

其次，测不准。比如说电子吧，想要同时测它的位置和它的速度，是不可能的。但是先测位置再测速度以及先测速度再测位置，得到的答案却并不相同。世界怎么可能是不确定的呢？怎么可能没有一个客观存在永恒不变的世界呢？

可是微观的量子世界就是这样的。

再来说说恐怖的双缝干涉实验。我们都知道光具有波粒二象性，如果我们让光子一个个的通过双缝，在没有人观察的时候，光子就会展示波的特质，出现干涉条纹；但是关键点来了，当出现一个观察者，干涉条纹消失了，只剩下两条条纹，光显示出了粒子的特性，波的特性不见了。

诡异的世界啊。

第三课：宇宙的构造

这一节课很容易理解，作者想表达的是，宇宙很大，我们是其中很渺小的一颗。而我自己，大概只是一粒渺小的微尘，或许连微尘都不如。世界之大，诚如如来所说：恒河沙数三千大千世界。

古时候以为地球是世界的中心，后来以为太阳是中心，后来才发现宇宙是这样的浩渺，繁星无数。

而且如上述广义相对论所述，空间也是物质，而在无数星辰中充斥的空间如同一圈一圈的波纹，高低起伏。那些确实存在的电磁场、引力场，是因为人的身体构造受限而看不到的吗？就如同人眼无法捕捉紫外线，也无法捕捉超声波和低声波，在我们无法感知的领域，宇宙又是怎样的存在呢？

第四课：粒子

我们在高中物理中已经学过，夸克大概是那会我们学过的最小粒子，它构成了质子和中子。夸克之所以能够黏在一起，是因为一种“胶子”的粒子。

那么，世界上最基本的粒子，就是电子、夸克、光子和胶子。

此外还有一些不跟我们发生交互作用的粒子，比如：中微子、希格斯玻色粒子（这个名字看起来好高级）。

正是这些最基本的粒子构成了我们这个五彩斑斓的世界。

而这些粒子并不是我们想象的那样，永远永恒不变的在某个地方，相反它们飘忽不定，它们涌动、震荡，充满了不确定性。但正是这些微小的粒子组成了人体、组成了森林、组成了大海、组成了那些遥远的星辰。

第五课：空间的颗粒

这一课再次刷新了我的认知，不过这个理论大概率还是推论，因为我并没有看到预测实验的验证。

为了统一经典的“广义相对论”的世界以及疯狂的“量子”直接，这一宏观以及微观的世界，现在出现了一个新的理论，叫做“圈量子引力”。

它的中心思想很简单。广义相对论告诉我们空间不是一个静止的盒子，而是在不断运动，像一个移动中的巨大软体动物，可以压缩和扭曲，而我们被包在里面。另一方面，量子力学告诉我们，所有这样的场都“由量子构成”，具有精细的颗粒状结构。于是物理空间当然也是“由量子构成的”。

简单来说，空间也是由一种量子粒子构成的，他们叫做“空间原子。”

这个理论用于解释黑洞，当一颗恒星因为燃烧殆尽开始坍缩之后，它变成了一颗“普朗克恒星”，就是超级小的一个星球，但是它的质量无比大，这样你可以理解这种空间原子就会产生一个反抗力，产生一个瞬间的爆炸。

当然由于时间的流逝速度对于黑洞内外的人是不一样的，我们观察到的黑洞演化时间无比漫长，但是黑洞内的人感受到的爆炸只是一瞬间。

想起《星际穿越》里面的主人公只是做了很少的事儿，但是地球上已经过了那么多年，是因为时间流逝的速度不一样啊。

第六课：概率、时间和黑洞的热

什么是热？

直到19世纪中叶，人们还以为热是一种流体的物质。

后来我们当然知道是由于原子的剧烈运动产生了热。

接下来就有一个问题，为什么热的水和冷的水碰撞到一起，总是热水变冷，由热传递到冷呢？

奥地利物理学家玻尔兹曼给出的答案是：概率。

就是也有可能运动不剧烈的粒子碰到运动剧烈的粒子，被吸收走能量，但是这种概率超低。但是由热到冷是非常大的概率。

后面的长长的一段，我没太理解作者的描述。但是我感觉还是说热力学第二定律，熵低到熵增，有序到无序，时间的流逝。

而在这个问题上，引力、量子力学以及热力学三者交叉，是一个非常好的课题，相信攻破的一天，人类将获得巨大的进步吧。

第七课：我们

人类，同样由基本粒子构成，我们由原子和光信号构成，同山上的青松和星系中的群星交换的原子和光信号并无区别。

再来从科学家的口中看看自由意志与宿命论。

当我们认为自己很自由的时候，我们确实做得到，因为我们的行为由身体内部的大脑决定，不受外部因素左右。但是自由并不意味着我们的行为不受自然规律的支配，而是说明自然规律通过大脑的运作来决定我们的行为。我们的自由决定，是我们大脑中数十亿个神经元相互作用的结果，其交互极为丰富，无比迅速。我们的抉择固然自由，但却不可能超出神经元的相互作用。

对于这段的认知，随着看更多的科学著作有了更新的认识。我们以为的情绪，以为的快乐，其实都是化学物质的分泌，我们以为的人类的万物之灵，其实只是遵循自然存在的一种普通的物种。

我们受到身体的限制，拥有狭隘的世界观，但是并不妨碍我们仍旧拥有无穷无尽的好奇心，不停的往前，不停的探索。

看到作者写的这一段，瞬间泪目：我们的爱与真诚与生俱来，我们天生就渴望懂得更多，渴望不断学习。我们对世界的认知在不断增长。在知识的边界，我们的求知欲在燃烧。我们渴望探索空间纹理的细微之处，探索宇宙的起源，时间的本质，黑洞的现象，以及我们思维的运行。

我们是普通的我们，但我们又是天才的我们。