想要从头开始做一个苹果派,你必须先创造宇宙。
这两天有一则大新闻。NASA公布了韦布空间望远镜拍摄到的首批彩色图像,每一张都非常震撼。
这是我最喜欢的一张,被称作“宇宙悬崖”,这些“山”其实是恒星辐射“雕琢”出的气体。它给我留下的印象最深,不仅是因为真的真的太漂亮了,更吸引人的是,这里其实是船底星云的一个“恒星育儿所”,顾名思义,就是恒星诞生的地方。
这张照片很容易让人想起,我们的太阳、地球,甚至我们自己,最初其实同样源自这样壮阔的宇宙风景。天文学家卡尔·萨根所说的“你我皆星尘”不仅是一句听上去非常浪漫的话,它更是一则科学事实。
我们其实都来自宇宙,你我彼此相连,世间万物在最基本的层面上其实就是一体的。在我看来这就是科学最浪漫之处了,这也正是这本书体现的一点。
我第一次接触这本书的时候,一下就被它的话题吸引了。“想要从头开始做一个苹果派,你必须先创造宇宙。”也是卡尔·萨根的一句经典名言。
我们平时想到物理化学这些学科,或者很多科学的话题,可能总会觉得它离我们的生活非常遥远。但作者正是从生活中“平平无奇”的苹果派入手,把它分解成更基本的成分,开始探寻隐藏在宇宙中的“终极配方”,一路回溯到了宇宙起源之时,来到最基本的粒子世界。这种思路非常特别,也充满了趣味。
当我真正开始认真阅读、翻译这本书的时候,更惊讶于作者的写作和科普“功力”。
作者哈里·克利夫是顶尖学府剑桥大学的物理学家,也是目前全世界最大的科研项目之一大型粒子对撞机实验中的科学家,科学的专业水平自然毋庸置疑。
但他的科普履历同样精彩。他同时在伦敦科学博物馆工作,2015年在TED的演讲《我们走到了物理学的尽头吗?》官网播放量就已经接近300万次。(我也非常推荐看一看这场演讲的视频。)在书中,他把自己的科普功力发挥得淋漓尽致。
我本人也是从事科学传播工作的。作为作者的“半个同行”,深知有关粒子物理学的科普的难度。这本身是一个非常前沿的领域,研究中往往涉及大量数学和物理,难免会给人一种“难上加难”的感觉。
但在阅读这本书的过程中,我非常惊讶,写作巧妙地规避了大量繁复的数理细节,却丝毫不会影响我们的理解,因为他用各种易懂的方式向我们介绍了各种基础知识,甚至前沿突破。
比如在这本书里,你只能找到一条方程,是著名的狄拉克方程,因为作者觉得这个方程太简洁、太精巧了、太美妙了,他“忍不住要分享”!这条方程不仅不会让我们“头晕目眩”,反而更完美地展示了科学家如何用最简洁的语言描绘我们这个世界。
毫不夸张地说,我个人觉得这本书绝对可以说是科普写作的典范。
说回到这本书涉及的主题,作者其实是从苹果派入手,把它不断拆分,到元素 粒子 最终再讲到我们这个世界的最根本的构成部分“场”,一步步回溯到物质的本质、宇宙的起源。
如果对粒子物理学、宇宙起源这类话题有一些了解,可能会知道,哪怕是我们目前所说的“最成功的理论”(也就是这本书里的“重头戏”粒子物理学标准模型),也是极不完备的,还有太多太多的未解之谜有待揭开。
只举个最简单的例子,我们宇宙中有一种无处不在的场,被称为希格斯场,它产生的粒子就是著名的“上帝粒子”(希格斯玻色子)。我们可以把这个场简单想象成一个遥控器,因为它的值其实决定了宇宙的样子。但是理论告诉我们,这个值要么是0,要么非常非常非常大(10¹⁹GeV),也就是说,这个遥控器要么让宇宙“关上”,要么“打开”。
但实际情况呢?这个场是实际值是246(GeV),换句话说,这个遥控器让宇宙“微微打开”了,才产生了我们如今所见的这个美丽的宇宙,才有了我们人类。它仿佛就这么恰到好处地“微调”到了这个不大的数值上。
但为什么是这个理想的完美值?又为什么是246这个数字?没有人知道。
这个谜团正是推动物理学家继续探索的最大动力之一。书中谈到了许多类似的话题。科学已经知道了很多,也还有很多不知道的,甚至还有很多“不知道的不知道”,就是我们可能连自己不知道什么都不知道。
从书里的故事也可以看到,科学的历程也是不断试错、纠正错误的过程。即使是名留青史的大科学家,在探索中一定免不了经历大量失败和挫折。这么说来,科学探索的故事也就是人生的故事。读到这些科学家的故事,就仿佛回到了他们的时代,经历了他们的人生。
作者为了完成这本书,花了很长时间采访到了全球各地许多科学家,亲身拜访了大量科研机构。就像他自己所说,这也是一场不折不扣的环球旅行。
他用优美的文笔带领我们穿越时空,跨越各大洲。摘录我最喜欢的一小段和大家分享:
我们将深入意大利山脉下1000米深的地方窥视太阳的中心,我们会登上新墨西哥的高峰之巅,天文学家在那里解码隐藏在星光中的信号。我们将在路易斯安那州南部潮湿的松林中聆听时空的涟漪,我们也会探究位于纽约的实验室,在那里,一台巨大的粒子对撞机重新创造出了大爆炸以来前所未见的温度。一路上,我们将与过去和现在的化学家、天文学家、物理学家和宇宙学家不期而遇,探索物质的基本成分,揭示它们背后的历史。我们将直面那些悬而未决的谜团,追寻是否有我们永远无法回答的问题。
我也真诚地推荐这本书。