深入浅出的科普,兼谈读书的选择
断断续续花了差不多进一个月的时间,读完了这本《宇宙的琴弦》。目睹着app里大家的在线笔记从第一章的几十条,迅速锐减到第十章的零星几条,深感大多数人确实很难耐下心来读完这太过抽象的理论物理前沿科普。
对于弦论,我仅有的肤浅的理解来自于几位做理论物理研究的朋友,以及一些纪录片或者电视剧里的简要描述。确实,大多数人的理论物理知识基本停留在牛顿经典时代,大学选修物理课程的朋友可能会了解一些近代物理(包括相对论和量子力学)。弦论对于社会的普罗大众来说,是太过陌生的东西。
要把一个非常前沿的、甚至是研究物理的专业人士都未必精通的问题,深入浅出的讲解给对物理仅有粗浅了解的大众听,是一件很不容易的事。要知道,在还不能为超弦理论提供完备的实验证明的今天,前沿理论的发展几乎完全依赖于数学推演——概率论、测度论、拓扑学、几何学——都不是容易解释的内容。
另外,超弦理论是在广义相对论和量子力学的矛盾之中发展起来的(正是因为它可以将广义相对论和量子力学结合在一起,才让人们看到了大一统理论的希望)。因此,想要介绍超弦理论,作者就必须先向大众科普什么是相对论和量子力学。这亦绝不是简单的任务。
本书的作者为此做了很多努力,也确实是尽力了。他循循善诱地将高维情形类比作低维的情形,甚至使用日常生活中的东西来打比方,帮助大众从最直观的角度感受物理理论;他画了大量的图表,将语言解释不清的场景用几何图形表示出来;他精心安排了每一章的内容,通读完整本书,相对论,量子力学,弦论基础,两次超限革命的发展,弦论基础上的宇宙学……从善如流地让读者有了一个较为清晰的逻辑认识。
当然,读好这本书,还是需要读者付出相当大的努力。毕竟弦论是太过前沿的东西,而且由于讨论的范围几乎都在普朗克尺及以下,以现实加速器的能力,几乎没有办法去做直接的实验验证,就连间接实验验证也很受限——这个只能是在数学和理论上次自洽的理论,想要理解真的很难。
我还算是有一定数学基础的读者,但读这本书时仍然做了差不多几十条笔记,写下的内容也都是这个风格——
“按照万有引力定律,引力的作用取决于两个物体的质量,光子质量为零,就不会被引力影响。而按照广义相对论,引力来自空间扭曲的引力波作用,即使光子没有质量,也会被太阳扭曲空间的引力波影响它的空间轨道。”
“两个被翻转的卡丘空间互为镜面。物理学家们希望这两个空间的翻转过程是完全等价的,如何证明呢?证明整个翻转过程在数学上很难,那么物理学家可以点证明起点和终点两个状态。已知起点处(未翻转)的两个卡丘空间是等价的,那么只要再证明终点处(完全翻转后)的两个卡丘空间等价即可。怎们证明两个空间在物理学意义上等价呢?只要证明两个空间里同样的粒子的性质(弦的某种振动模式)完全相同即可。质量就是粒子的性质,只要比较两个空间下的粒子质量,如果相同,则两个空间在完全翻转后仍然等价。至于为什么是3.00000001或者2.9999999,是因为物理学家们采用的是计算机程序求解,即数值求解法,而非方程解析解,在数值求解下,得到的都是理论上的最佳近似值,但只要误差足够小,这个值仍然有效。”
“因为即使圈数增加,由于弦耦合常数>1,再多圈数中生成虚弦对的概率仍然大到不能忽略,此时就不能忽略这样的“高阶”影相,转而只看少圈数的情况了。”
………
看着自己写下的文字,心想我也是拼了的。
其实,当我读完这本书之后,再回头看,又很庆幸自己选了这样一本十分艰深的科普来看。尽管读的过程有点痛苦,读完了却觉得神清气爽。就像是做运动,运动的过程中很累,但运动完后觉得整个人都容光焕发。
尽管阅读是私人的体验,我还是认为,人应该适当地跳出自己的舒适阅读圈,去读一些在专业领域之外的,内容有深度的,能够刺激甚至迫使自己去思考去动脑的书籍。
在我们的日常生活中,真正能够动脑子的时间太少了。绝大多数的工作是日复一日的重复劳动,或者相对高级一些的重复劳动。虽然人人都在鼓励创造性,真正能够将创造性、将动脑应用到实际生活和工作中的人并不多。
当你不再思索,当你久久未曾体验过烧脑的感觉,当你的记忆力随着年纪的增长而逐渐衰退,你的思维就会僵化。说白了,你会变愚蠢。
If you are not growing, you are dying.
如果永远只是把阅读当作一种消遣,从不主动去思考,去学习(我是说,为之付出时间和脑细胞的真正的学习),那么阅读和煲剧、打游戏其实也没什么分别。看过就忘,无所收获。
所以,读一些“天书”,何尝不是好事呢?老话说得好,no pain no gain:)
最后我给这本书打了四星,扣掉的一星是翻译。译者行文还是有些晦涩和译制腔调,某些地方读起来有点不太顺畅,我甚至都能想象到英文原文使用什么样的句式在写,比中文的译本要好懂一些。
当然,这也跟本书的主题太过高深有关,译者在后记中也表达了翻译的艰难。看来,优秀的科学读物翻译还是远远供少于求。
无论如何,这是一部优秀的理论物理前沿科普作品,我把它推荐给所有对理论物理,尤其是弦论感兴趣的朋友。