转述《七堂极简物理课》1、浪漫如诗的物理学

时间:2022-12-31 17:50 作者:爱游戏全站app
本文摘要:能够聆听何需阅读点击上方蓝色标识让晓书童说给您听为什么不是解读,而叫转述?今天开始要与您分享的这本书叫做《七堂极简物理课》。肯定有不少的同学看到物理这两个字就眉头一紧,因为这两个字背后就是枯燥乏味和庞大难明。可是你应该对我有信心啊,我做的所有节目,什么时候让你发生过烧脑、听不懂的感受?固然了,面临这本书,并不是我有什么超常的自信,我也是个物理小白。 那我之所以敢这么说,是因为这本书它自己就是一本给文科生的科普书,它能彻底改变我们原来对于物理的刻板印象。

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能够聆听何需阅读点击上方蓝色标识让晓书童说给您听为什么不是解读,而叫转述?今天开始要与您分享的这本书叫做《七堂极简物理课》。肯定有不少的同学看到物理这两个字就眉头一紧,因为这两个字背后就是枯燥乏味和庞大难明。可是你应该对我有信心啊,我做的所有节目,什么时候让你发生过烧脑、听不懂的感受?固然了,面临这本书,并不是我有什么超常的自信,我也是个物理小白。

那我之所以敢这么说,是因为这本书它自己就是一本给文科生的科普书,它能彻底改变我们原来对于物理的刻板印象。那些高深的科学理论,在作者的讲述中,变得浪漫迷人,那些过于庞大,令人头疼的知识在他的笔下,竟然充满了诗意。这本书仅仅就只有98页,已经写得很是的精简了,可以说多一句的空话都没有。

而且他自己就是用叙述性的语言,把20世纪物理科学的精髓浓缩到了七堂课当中,其中包罗了相对论、量子力学和热力学等等,而出人意料的是它们被作者写得极其易懂,已经不需要我再做过多的人话翻译了。这也是为什么市面上没有这本书的解读版本的原因。

可是即便如此,我还是不愿意放过他。因为它展现给我的物理世界是如此的精妙至极和如此无与伦比的竹苞松茂,我终究还是不忍心让您与它失之交臂。纵然不需要我对他举行大刀阔斧的解读,我也心甘情愿用我自己的转述方式把它分享给你。

所以这就是为什么这本书的标题没有叫解读,而是叫转述的原因。只要你对我们所处世界的真相,还抱有一丝的好奇,只要你对头顶的璀璨星空,还抱有一丝的憧憬,那么你一定会爱上他的。卡洛.罗韦利本书的作者,这位在我眼前,轻轻挥舞下手指就能拉开一个迷人星河的邪术师,叫做卡洛罗韦利,今年61岁。

他是一名意大利理论物理学家,在美国和法国都生活过。罗韦利还特意为我们中国的读者写了一段话,在这本惜字如金的书中,能有一段专门给我们中国读者的文字,我还真有点小感动。

罗韦利说在他小时候,我们中国对于西方来说是个遥不行及的存在。他读过老子、李白、曹雪芹和毛泽东的作品,深深的痴迷于我们遥远而又富厚神秘的东方文化。

厥后随着他结识了许多的中国朋侪,才徐徐的意识到,中西方的差距远没有他想象中的那么庞大。在两种文化中,人们对于美、对于知识、对于探索的痴迷都是一样的。我们处在一个幸福的时代,世界上差别的文化正相互融合,成为越发富厚多彩的全球文明。

他说:这本小书正是我对这种融合的微小努力:一个科学家眼中的宇宙,它的广袤无垠,它的奇妙绚丽,它的神秘莫测。我很自满地将这些想法分享给你们,我的中国朋侪们!《七堂极简物理课》被誉为是继《时间简史》之后最乐成的公共科普读物。

作者之所以会萌发写这本书的念头,是因为在他看来。我们绝大多数人都处在一个比力尴尬的田地,这就有点像是哥白尼提出日心说之后,绝大多数人仍然相信着“地心说”一样。

同样的原理,在20世纪,随着相对论、量子力学、量子理论的提出,其实人类对整个世界的认知已经发生了戏剧性的颠覆。可是这些颠覆性的认知并没有渗透下来,让每小我私家都能有所相识。我们对于空间、时间这些观点都有者自己最直接和最感性的认识,这就像我们站在地球上看到的明白就是太阳和星星在围绕着我们旋转一样。

而随着我们对物理知识的相识,会发现现实中的真相,其实与我们日常生活中的那些明白相去甚远。我们的那些知识和履历,就像是现实中的模糊视角,因为它不够细致清晰,思量的不够周全。而物理就是拿走了中间的这层隔膜。

让我们能看的更清楚。这就像是我们需要跨过高山,才气看到山的那里的风物一样。所以作者就是想用一种简朴的方式,一种强调物理之美的方式告诉更多的人这些知识。

这是一本写给像我这样对现代科学知之甚少的人的书。当我们一起看之后你就会发现,自己的心田已经发生了某种质的变化,书中如同故事一般的理论和学说,将引领我们打破意识的局限,去重新思考那些原本看似天经地义的自然现象。诗一般的推荐语我曾经在网上看到这样一段很美的推荐语:我们好奇生命的起源,于是追溯物种进化的历程。我们好奇植物的容貌,于是记载花着花落的瞬间。

我们好奇风雨的偏向,于是飞上天空去寻找远方。我们好奇脚下的土壤,于是我们漂洋过海追随板块的踪迹。

我们好奇海洋的神秘,于是追寻他的广袤,探究他的深邃。我们好奇空气、我们好奇水,好奇一切固有的存在为什么天经地义。我们永远年轻,永远热泪盈眶。

我们永远好奇,永远充满诗意。我们对这个世界的好奇心,让我们源源不停地表达着自己炽烈的热爱。我们好奇时间为什么会流逝?我们好奇宇宙究竟是什么?好奇相对论和爱因斯坦,好奇空间和时间有着怎样的关系,而这一切的好奇心都值得被尊重,都可以通过这样一本书获得满足。

这本书就是《七堂极简物理课》。后面的时间里就让我把这本书转述分享给您。

这将是一场新奇的冒险,一次难忘的旅行。给自己仰望星空的脸庞,一次彻底的满足。那我们开始吧。第一课,最美的理论少年时代的爱因斯坦曾渡过一年无所事事的时光。

可是很惋惜,现在许多青少年的怙恃经常会忘记这样一个原理:一个没有“浪费”过时间的人终将一事无成。那时候,爱因斯坦他因为受不了德国高中的严苛的教育制度而中途辍学,回到了他位于意大利帕维亚的家中。谁人时候正是20世纪初,意大利工业革命刚刚开始,他的工程师父亲正在波河平原上制作第一批发电站。

而爱因斯坦则在阅读大哲学家康德的著作,偶然去旁听大学的的课程,可是他听课只是为了好玩,既没有注册学籍,也不会去到场考试。但正是这看似儿戏的行为使他成为真正的科学家。厥后,他去了苏黎世大学念书,开始全身心地投入到物理学的研究中。

几年后的1905年,他向其时最负盛名的科学期刊《物理学年鉴》投寄了三篇文章,这三篇文章中的任何一篇都足以让他获得诺贝尔奖。其中第一篇指出了原子的存在,第二篇则奠基了量子力学的基础,这个我们在下一课会细说,而在第三篇中他提出了第一个相对论,也就是我们今天所说的“狭义相对论”。这个理论说明晰对每小我私家来说,时间的流逝速度可以纷歧样——如果一对双胞胎中的一小我私家以高速运动,那么两人的年事将不再相同。

爱因斯坦很快成为著名的科学家,收到了许多大学的聘书。但即即是这样,仍然有些事让他心绪不宁,只管他提出的相对论连忙获得了一片赞誉,但它与我们对引力的相识,也就是自由落体的认知发生了矛盾。他在写一篇总结相对论的论文时发现了这个问题,于是对伟大的物理学之父牛顿那著名的“万有引力”学说提出了质疑。他说,我们能否修正一下这个理论,让它不再与新生的相对论水火不容?为此他陷入了深思,并花了十年时间来解决这个问题。

在这十年里,他疯狂研究,重复实验,不停犯错,陷入了混沌。他揭晓过错误的论文,有过种种灵光乍现的想法,也曾误入歧途。终于,在1915年11月,他揭晓了一篇论文,给出了完整的解答——这是一个全新的引力理论,他称之为“广义相对论”,这是他的杰作。伟大的苏联物理学家列夫·朗道称之为“最美的理论”。

世界上有许多感人至深、无与伦比的伟大作品,好比莫扎特的《安魂曲》、荷马的《奥德赛》、西斯廷星期堂的穹顶画、莎士比亚的《李尔王》……想要意会这些作品的妙处,都要履历一个重新学起的历程,但最终获得的回报将是百分之百美的享受。其实,除了美感之外,这些作品还能为我们提供一个视察世界的全新视角。而广义相对论,这颗爱因斯坦的明珠,正是这样一件杰作。

我还记得自己对这个理论初有心得时的激动心情。那是大学最后一年的夏天,我在一片海滩上,沐浴在希腊风情的地中海艳阳下。

因为没有学校课业的打扰,学生在假期里往往能更专注地学习。我其时正在研读一本书,书页的边缘都被老鼠咬烂了。

每当我忍受不了大学里那些无聊的课程时,就会跑回位于山区的家中。我的家不成样子,有点嬉皮气势派头,我天天晚上都市用这本书堵住那些可怜的小动物的洞口。

现在,我时不时地从书页中抬起头来,看看眼前波光粼粼的大海,我好像看到了爱因斯坦想象中谁人弯曲的时空。这简直就像邪术一样:宛如一位朋侪在我耳边低声细语,告诉我一个差别凡响却又不为人知的真相,瞬间揭开了遮蔽真实的面纱,展现出一个更简练、更深刻的秩序。自从得知地球是圆的,像疯狂的陀螺一样旋转之后,我们就认识到事实并非如外貌所见。每当我们瞥见事实新的一面时,都市激动不已,这意味着又有一层面纱要被揭开了。

在历史的长河中,我们的知识领域里先后泛起过许多次飞跃,但爱因斯坦完成的这次飞跃或许是无与伦比的。这是为什么呢?首先是因为一旦我们掌握了其精髓,这个理论便简练得惊人。下面我来简要地叙述一下:牛顿试图解释物体下落和行星运转的原因。

他假设在万物之间存在一种相互吸引的“气力”,他称之为“引力”。那么这个力是如何牵引两个相距甚远,中间又空无一物的物体的呢?这位伟大的现代科学之父对此显得审慎小心,都没敢斗胆提出假设。

牛顿想象物体是在空间中运动的,他认为空间是一个庞大的空容器,一个能装下宇宙的大盒子,也是一个硕大无朋的框架,所有物体都在其中做直线运动,直到有一个力使它们的轨道发生弯曲。至于“空间”,或者说牛顿想象的这个可以容纳世界的容器是由什么做成的,牛顿也没有给出谜底。

就在爱因斯坦出生前的几年,英国的两位大物理学家为牛顿酷寒的世界添加了新鲜的内容:电磁场。所谓“电磁场”,是一种无处不在的真实存在,它可以通报无线电波,可以充满整个空间;它可以振动,也可以颠簸,就像起伏的湖面一样;它还可以将电力“四处流传”。

爱因斯坦从小就对电磁场十分着迷,这种工具可以让爸爸修建的发电厂里的发电机运转起来。很快他想到,就像电力一样,引力一定也是由一种场来流传的,一定存在一种类似于“电场”的“引力场”。

他想弄明确这个“引力场”是如何运作的,以及怎样用方程对其举行形貌。就在这时,他灵光一闪,想到了一个非同凡响的点子,一个百分百天才的想法:引力场不“弥漫”于空间,因为它自己就是空间。

这就是广义相对论的思想。其实,牛顿的谁人承载物体运动的“空间”与“引力场”是同一个工具。

这是一个惊世骇俗的理论,对宇宙做了惊人的简化:空间不再是一种有别于物质的工具,而是组成世界的“物质”身分之一,一种可以颠簸、弯曲、变形的实体。我们不再身处一个看不见的坚硬框架里,而更像是深陷在一个庞大的容易形变的软体动物中。

太阳会使其周围的空间发生弯曲,所以地球并不是在某种神秘气力的牵引下绕着太阳旋转,而是在一个倾斜的空间中行进,就似乎弹珠在漏斗中转动一样:漏斗中心并不会发生什么神秘的“气力”,是弯曲的漏斗壁使弹珠转动的。所以无论是行星绕着太阳转,还是物体下落,都是因为空间发生了弯曲。

那么我们该如何形貌这种空间的弯曲呢?19世纪一位伟大的数学家已经写出了形貌二维曲面的公式。他还让自己的自得门生将这一理论推广到三维以致更高维的曲面。这位学生名为黎曼,他就此问题写了一篇重量级的博士论文,但其时看起来全然无用。

论文的结论是,任何一个弯曲空间的特征都可以用一个数学量来形貌,如今我们称之为“黎曼曲率”,用大写的“R”来表现。厥后爱因斯坦也写了一个方程,将这个R与物质的能量等价起来,也就是说:空间在有物质的地方会发生弯曲。就这么简朴。

这个方程只有半行的长度,仅此而已。空间弯曲这个看法,现在酿成了一个方程。然而,这个方程中却蕴含着一个色泽醒目的宇宙。

今后,广义相对论这一神奇的宝藏向人们展示了一连串梦幻般的预言。它们看上去像疯子的胡言乱语,但最终都获得了证实。

首先,这个方程形貌了空间如何在恒星周围发生弯曲。由于这个弯曲,不仅行星要在轨道上绕着恒星旋转,就连光也都发生了偏折,不再走直线。爱因斯坦预测,太阳会使光线偏折。

在1919年,这个偏折被丈量出来,从而证实了他的这一预测。其实不仅是空间,时间也同样会发生弯曲。爱因斯坦曾预言,在地球的高空中,在离太阳更近的地方,时间会过得比力快,而在低的地方,离地球近的地方时间则过得比力慢。这一预测厥后也经丈量获得了证实。

如果一对双胞胎,一个住在海边,一个住在山上,只要经由一段时间,住在海边的谁人就会发现,住在山上的兄弟要比自己老得快一些。然而好戏才刚刚开始。当一个大恒星燃烧完自己所有的燃料的时候,也就是燃烧完氢的时候,它就会熄灭。残留的部门因为没有燃烧发生热量的支撑,会因为自身的重量而坍塌,导致空间强烈弯曲,最终塌陷成一个真真正正的洞。

这就是著名的“黑洞”。在我上大学那会儿,世人还不大相信这个神秘理论的预言。

如今,天文学家已观察到宇宙中大量的黑洞,并对它们举行了详尽的研究。但另有更精彩的。

整个宇宙空间都是可以膨胀和收缩的。爱因斯坦的方程还指出,空间不行能一直保持静止,它一定是在不停膨胀的。1930年,人们确确实实观察到了宇宙的膨胀。

这个方程还预测,这个膨胀是由一个极小、极热的年轻宇宙的爆炸引发的:这就是我们所说的“宇宙大爆炸”。人类再一次履历了这样的事:起初没有一小我私家相信这个理论,但大量证据纷纷泛起在我们眼前,直至在太空中观察到了“宇宙配景辐射”,也就是原始爆炸的余热里弥漫的光。事实证明,爱因斯坦方程的预言是正确的。此外,这个理论还说,空间会像海平面一样起伏,现在人们已经在宇宙中的双星上观察到了“引力波”的这种效应,与爱因斯坦理论的预言惊人一致,准确到了千亿分之一。

另有许多其他的例子,这里就不再细说了。总之,爱因斯坦的理论为我们描绘了一个绚丽多彩而又令人惊讶的世界,在这个世界里有发生爆炸的宇宙,有坍塌成无底深洞的空间,有在某个行星四周放慢速度的时间,另有像大海扬波一般无边无际延展的星际空间……我那本被老鼠咬破的书把这一切一一出现在我眼前,这并非痴人在犯傻时随口编的故事,也不是那地中海的烈日让我晕头转向,更不是那粼粼的海水让我发生幻觉。

这些都是事实,或者更确切地说,是对事实的惊鸿一瞥,比我们平日里模糊庸常的看法要高明一点。这样的事实看似和我们的梦乡由同样的材质组成,但无论如何简直比我们平日那些云雾般的梦乡更为真实。所有这一切都源自一个朴素的直觉,那就是,空间和引力场本是一回事。这一切也可以归结为一个简练的方程。

固然了,要先学习和消化黎曼的数学才气解读和使用这个方程,要花些光阴、支付些辛苦才做获得。但这总比感悟贝多芬晚期弦乐四重奏的神秘之美要容易得多。无论是浏览艺术,还是意会科学,我们最终获得的将是美的享受和看待世界的全新视角。好了,今天的分享就到这里,后面的转述我会很快更新。


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