我们围坐篝火,仰望满天星斗

晓林子悦
2018-03-26 09:58:45

英国皇家科学院有个传统,每年圣诞期间都会举办科普讲座。这项活动从迈克尔·法拉第于1825年倡议举办以来,除了1939~1942年因战争被迫中断,迄今已近200年。嘉宾皆为当世知名科学家,旨在以寓教于乐的方式激发公众(尤其是年轻人)的科学兴趣。

《13次时空穿梭之旅》撷取那些主题与太空和时间相关的讲座,结集而成。编选者科林•斯图尔特,本人就是英国皇家天文学会的成员。

13次讲座,最早是1881年,罗伯特·斯塔威尔·鲍尔爵士讲述的《太阳、月亮以及那些行星》,最晚是2015年,凯文·方讲述的《如何在太空中生存》。编者以时间为序,还原讲座原来的面貌,配以相关图片与嘉宾成就简介。通过清晰扼要的梳理,近现代宇宙学的发展轨迹,就这样铺展在我们面前。

初始围绕地球及其近邻,探讨银河系行星运转规律和“天外飞客”现象;渐渐向着更远的深处,《太空遨游》、《穿越时间与空间》等主题兴起;随之思考飞行器具,比如《时光机》;需要了解宇

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英国皇家科学院有个传统,每年圣诞期间都会举办科普讲座。这项活动从迈克尔·法拉第于1825年倡议举办以来,除了1939~1942年因战争被迫中断,迄今已近200年。嘉宾皆为当世知名科学家,旨在以寓教于乐的方式激发公众(尤其是年轻人)的科学兴趣。

《13次时空穿梭之旅》撷取那些主题与太空和时间相关的讲座,结集而成。编选者科林•斯图尔特,本人就是英国皇家天文学会的成员。

13次讲座,最早是1881年,罗伯特·斯塔威尔·鲍尔爵士讲述的《太阳、月亮以及那些行星》,最晚是2015年,凯文·方讲述的《如何在太空中生存》。编者以时间为序,还原讲座原来的面貌,配以相关图片与嘉宾成就简介。通过清晰扼要的梳理,近现代宇宙学的发展轨迹,就这样铺展在我们面前。

初始围绕地球及其近邻,探讨银河系行星运转规律和“天外飞客”现象;渐渐向着更远的深处,《太空遨游》、《穿越时间与空间》等主题兴起;随之思考飞行器具,比如《时光机》;需要了解宇宙结构,比如《宇宙洋葱》;21世纪的人类有了更大的信心,于是研究《在空间和时间中漫游》的方式,还有《如何在太空生存》。

宇宙学的百年成就是全书的主体,不过,更吸引我的却是穿插在行文中的编者注释。

1885年,杜瓦爵士兴致勃勃地讲述《一颗陨星的故事》,讲述矿物成分、发射光谱等内容时,一点都没有意识到自己正暴露在放射性的环境里,放射性现象要到10年后才被发现;1933年,在讨论行星可居住问题时,詹姆斯•金斯说金星是地球的“孪生”行星,有希望看到和地球类似的水域,今天的科学证明金星的平均温度超过了450℃;1977年,卡尔•萨根预言“系外行星”的存在方式,他言中了,第一颗绕着类日恒星旋转的行星在1995年被发现;1990年,马尔科姆•朗盖尔在描述宇宙的起源时,强调了宇宙中一定还存在着一类不可见的物质——暗物质,编者补充“暗物质”目前还没有可靠的证据。

从以上举例可得,编者注释的目的是为了纠正早先的讹误或偏差,为了突出科学家的预见,为了说明某些观点目前还存在争议。站在21世纪的科学高地,回顾往昔,我们都会意识到科学进展的速度,一浪高过一浪。科普工作普遍面临着时效的挑战,没有人可以例外。

在编者没有列出注释的部分,这种情况同样存在。比如,有个流行的说法:“大爆炸是时间的开始。”1965年,以马丁•赖尔为代表的四位科学家在讲座中就主张这个观点。但是,如果时间有起点,大爆炸为什么要在138亿年前的那个点发生呢?加拿大物理学家李•斯莫林在他的著作《时间重生》中提出一个挑战性的观点,他认为时间之河在大爆炸之前仍然流动,只是流向过去而已。同样类似的,我看到尼尔·约翰逊在1999年的讲座《时间究竟是什么》里,作了有关时间旅行的“祖父悖论”的现场模拟。如果回到过去杀了祖父,那么自己就会消失;如果自己已经消失,那么是谁杀了祖父?这个有名的科学悖论,逻辑相互矛盾,非常混乱。约翰逊以此为据反对时空倒流。但是,如果放弃线性的时间观念,跳出因果律的桎梏,在我们看不见的额外维度,在弯曲的时空里,我们会不会遇见另一个自己呢?

有关“暗物质”的检测,如今其实也取得了突破性的进展。虽然不知道暗物质是什么,但我们知道它们就在那里,占据着宇宙中绝大部分的质量。2008~2013年,欧洲大型强子对撞机实验运行,美国天体物理学家丽莎•兰道尔在她的“宇宙三部曲”著作中,结合实验的最新进展,从对撞机相互作用着的粒子的有趣迹象之中,观察它们能否为隐藏其中的引力与其他相互作用力的潜在本质提供重要的线索。粒子物理学家们在微观世界里有了新的发现,隐形的暗物质可能正是具有合适属性的新型粒子。2015年12月17日,中国成功发射“悟空”号暗物质粒子探测卫星,表明我们向着宇宙探索之旅跨出了重要的一步。

自从亚里士多德倡导“地心说”,直到文艺复兴时期,“地心说”才被更加科学的“日心说”代替。那么,亚里士多德“落伍”了,是否就可以否定他的伟大呢?前沿科学日新月异,时间终会做出正确的筛选。我们的祖先坐在篝火旁,仰望满天星斗。从那时起,人类就产生了对浩淼穹苍的向往。每一代人的努力都是给这堆篝火增加燃料,映照更加辽阔壮美的夜空。


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大型强子对撞机:开启宇宙之门的钥匙?

丽莎•兰道尔:以科学的诗意展现宇宙的壮美

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