窥探爱因斯坦的宇宙

周正
2013-12-04 看过
引力是学生学物理时最先接触的。经典引力发展到广义相对论到达了顶峰。但引力和量子物理的结合(量子引力)至今仍未完成。宇宙演化是各方人士关注的问题,它和引力间的关系至为密切,两个方面的物理交织在一起。引力的秘密和宇宙的演化仍存在一些深刻的悬念。本书不仅是用通俗的语言给读者解释内容,而是力图讲解深入,使人们了解为什么物理认识是如此发展过来的。他致力于告诉读者,科学家特别是大师们是怎样思考的。因此本书特别具有启发性。
上下四方为之宇,古往今来为之宙。《爱因斯坦的玩具》讲述的是爱因斯坦相对论的时空观。在序言“苹果与月亮”中首先讲述了牛顿的引力时空,物理学可以说是从牛顿的万有引力定律开始的,但该定律只讲述了引力怎样作用,却没有办法解释这个世界怎样产生。
在爱因斯坦的第76个,也是他最后一个生日那一天,一位朋友送给他一个简单的玩具。这个玩具是由一个扫帚柄,一个黄铜球,一段绳子和一个软弹簧构成的。爱因斯坦高兴了:玩具的原理是他在五十年前研究引力理论时所创造的。这个应用了爱因斯坦所发现的等价原理而设计的玩具将我们引入了一个神奇的世界,从这个著名的轶事出发,开始了从星系的产生到时空曲率,引力波存在的证据,宇宙在存在的第一纳秒直到今天的形态等一系列现象的精彩讨论。
“如果一个人自由落下,他将感觉不到自己的重量。”这个突然升起的念头令爱因斯坦吃了一惊,并由此而得出了一个引力理论,就是等价原理。引力场的物理效应和无引力情况下做匀加速运动的物理效应等价,就是这样一个简单的原理,几乎立刻能引申到空间和时间的弯曲。不可思议吧,引力就等同于弯曲的时空。
本书不仅仅是讲物理上通俗的概念,而是尽量深入地引起我们的思考。
无所不能的必定是弱的,这样弱的引力,你能够想象黑洞是怎样形成的吗?
因为外围空间没有引力所以宇宙飞船可以漂浮?曾经的自己会真的这样以为,而飞船却只是通过自由下落而留在空中。
我们生活在一个膨胀的宇宙,到底星系为什么而互相远离呢?所有的星系离我们远去,宇宙却没有中心,在这个有限但无边的宇宙中,宇宙一直在向更高维的空间膨胀。
为什么一夜又一夜,黑暗总是会降临大地,除了太阳和月亮,宇宙中有无限多的星星,难道不能提供足够的光亮?是有限空间的宇宙,还有有限时间的宇宙能够解释这一个现象?如果是前者,可否计算宇宙的大小;如果是后者,怎么来推测宇宙的年龄?
读本书时的我是第一次,第一次被问到为什么一夜又一夜都是黑暗,夜空的佯谬,如作者所述的自己,我也一样呆在当地,哑口无言,心中默默的想着问题出在哪里。压制自己继续读下去的欲望,可是却终于百思不得其解,还是一睹为快。
遇到许多的问题,也引发了许多思考,本书就是那么流畅,一个问题的解决却又套着另一个问题的引出。而后来,我终于知道一个有结构的世界该怎样从虚无中产生。也许,这个了解并不深刻,但是它是那么明白清晰。
从本书我还读到了很多有趣的天文学者和物理学家的逸闻,感动于为了测量高空大体积大气的物理特性而架气球升空,却因受凉而得肺炎死去的亚历山大;作为清洁工在天文台工作的胡马森,由于自己的好奇和智慧而成为天文学家助理,进而成为一个著名的天文学家,读到这里禁不住为了胡马森的经历而神采飞扬;还有传奇的伽莫夫,甚至我们很熟悉的两个聪明人牛顿和爱因斯坦,为了对他们了解地更多而激动不已。
全书中充满了智慧的语言,这样的语言是那么的简捷有力又充满了深意,能够拨动您心中的某一根弦,使人心中一颤,产生一种强烈的共鸣,哪怕有时候并没有想到什么,仅仅是震颤。全书哲理的语言,有趣的情节,清晰的脉络,等等的这些使我在阅读中体会着作者轻松幽默、层层深入的写作风格。阅读这样一本书,是一种享受,不但可以学习到物理学中重要的新课题,也可以了解到很多作为一般的读者不是很熟悉的一些科学家的逸闻趣事,并且可以随时感受到作者思想的火花,就是这些火花,调动我们的情绪,引发我们思考。
无论如何,我知道,我从这本书中体会到了的物理学的乐趣和美丽。非常高兴作者写了这样一本书,也感谢译者将它译成中文,使我有幸能读到它。
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