
[日]村山齊
宇宙由什麼構成?我們以及我們的世界爲何會存在? 本書爲著名物理學家村山齊教授關於“宇宙是什麼”的長銷科普名作。書中以破解“宇宙的本原與法則”爲線索,結合基本粒子物理學與宇宙學的研究,用推理小說般的行文呈現了宇宙的起源、可能結局以及底層構造,細緻描繪了人類追尋宇宙之謎的壯闊歷程。此外,作者帶領讀者探索了“額外維度”“暗物質”“反物質”“暗能量”等宇宙謎題,不僅描繪出了宇宙的整體圖景, 還探討了當前宇宙研究中待解決的關鍵問題,是瞭解宇宙的科普佳作。
我們的探索就是不斷擴大着我們時間和空間尺度,因爲自然之後存在的邊界,光速來定義了我們宇宙學若干物理認識過程,但是對於我們金錢以及所能夠達到能量來限制了我們到認知範圍,如同韋伯望遠鏡花費超過一百億美元,也許只能把我們在大爆炸 38 萬年前後稍微拓展一些,達到了了認知的邊界,儘管我們宇宙還是無限之多,因爲我們只能觀察到我們可以看到的宇宙,可能在我們可以觀察的宇宙之外,還是可能存在若干類似於我們宇宙,只是我們不知道其中存在的可能性,因爲光速限制了我們想象力,其中的漏洞就是我們現在可以觀察到的黑洞,也許就是控制光速的一部分,而且這種存在我們逐漸形成了認識,最爲經典的認識就是巨型射電望遠鏡形成了行星尺寸,所以我們形成我們對於黑洞的成像,從另外一個方面就是對於引力波的探測,改變我們僅僅利用引力來進行探測,使得我們測量精度達到了全新的尺度。從另外一個方面在發現上帝粒子之後,我們對於更小尺寸的認識達到了邊界,甚至是處於停滯狀態,本來還是更加深入一些,但是我們可能不能深入了更小的尺度了,儘管我們知道我們所可能達到邊界就是普朗克長度和時間算是理論的邊界,但是對於未來可能存在的新認知也許需要 ai 來突破我們認知的框架。從另外一個方面,我們還是需要暗物質和暗能量來獲得我們穩定的宇宙,當然對於我們到基礎理論來說,還是在以前的構架之中,新的體系還是沒有被看到。空間的維度表達非常類似於我們採用薛定諤方程來表達電子的存在狀態,對於其中維度來進行簡化的方式來進行表達,所謂維度在微小尺度完全不是我們所說空間的概念,而是描述一個存在需要確定的參數,三維就是三個參數,而更高的維度就是需要更多的參數,而且這些參數本身是相互獨立的。
這是講述基本粒子的科普書,非常值得一讀。淺顯易懂,沒有複雜的公式和理論,普通人都能讀懂。
讀《宇宙是什麼:探索宇宙的起源、法則與深層奧祕》 這本書是一本面向普通讀者的宇宙學科普讀物。作者村山齊在開頭就聲明不會涉及高等數學,讓我鬆了口氣。我當年爲了彌補大學沒學高等數學的遺憾,在大四畢業時買了四大本教材打算自學,最後硬是一頁沒翻。所以讀到“本書中不會涉及高等數學的內容,請大家放心”這句話,確實覺得挺友好的。 整本書讀下來,我最大的感受是:研究宇宙這件事,很有趣。之前也讀過好幾本有關物理、數學或是宇宙科普類的書(比如《七堂極簡物理課》《現實不似你所見》《上帝擲骰子嗎:量子物理史話》《從一到無窮大》《別逗了,費曼先生!》),都覺得挺有意思的! 首先是宇宙尺度帶來的那種陌生感。書中說地球公轉軌道直徑是富士山高度的“1萬倍的1萬倍”,也就是10¹¹米。這個數字在日常生活中幾乎不會出現,讓人感覺有些陌生。但作者用富士山這種具體事物做參照,一下就讓人能夠想象那種巨大了。 其次是一些研究過程中的趣事。神岡探測器捕捉到中微子時,恰好有一名平時被認爲“實驗不順利”的研究生不在現場,這一重大發現似乎受到了幸運女神的眷顧。讀到這種細節,第一反應是離譜,再仔細一想就覺得科學探索不完全是一板一眼的推導,也有運氣的成分。書中用“物理量連續變化”的例子來說明連續性——水溫從50℃逐步升到53℃,車速從95km/h漸至100km/h,他這個描述讓我不得不佩服各行業中的“科普學者”,言簡意賅又通俗易懂。 閱讀的時候我也會聯想到一些別的東西。比如作者提出是否可以說“世界是由電子、上夸克和下夸克這三種基本粒子構成的”這一猜想時我無厘頭地想到日劇《四重奏》裏的一個笑點:人生有三個坡道,上坡道、下坡道和沒想到。還有時下流行語“讓萬物穿過自己”這句話,意思是允許它來,允許它離開。它可以是情緒、可以是經歷、可以是人,也可以是創意。這種通透的生活態度是一種被稱之爲高級的”在場“狀態。正好對應每分鐘約有1000個μ子穿過我們身體這一科學事實——原來我們每天都在被宇宙粒子穿過,這種“通透”的生活態度在物理學裏找到了一種直觀的對應。 最後,全書以一句關於預算的趣聞收尾:由於發現宇宙正在加速膨脹,從事天體觀測的研究者開始說“快點趁現在給我們研究預算”。這種自嘲的說法,讓人看到科學家也是普通人,也需要爲自己的研究爭取經費。 整本書讀下來,並沒有讓人感到宇宙學的枯燥和遙遠。物理學家在最嚴肅的底層法則探索中,依然保留着一種頑皮和幽默感——無論是我理解的“薛定諤的冰淇淋”,還是“夸克減肥法”,都讓人意識到,科學不僅是公式和理論,也是人類好奇心和想象力的產物。 2026年8月6日(暑假中) 於江西新殿老家
寫得非常好,能夠激發興趣,讓人突破原有認知的框架,意識物理學也是不斷發展不斷變化的。