宇宙的琴弦

然而，美学的认识并不是科学进程的裁判。理论的最终判决是看它们如何经历和面对冷酷、严峻的实验事实。不过，这话必须满足非常重要的一个条件。一个理论在形成之初总是不完全的，很难评价实验结果。但物理学家还是必须判断和抉择应该往那些方向发展那个不完全的理论。有些抉择是靠内在的逻辑一贯性；我们自然不想一个合理的理论在逻辑上是模糊的。另一些抉择依靠我们对定性实验结果的感觉，看它对不同的理论概念有什么意义；我们感兴趣的理论总该与现实世界的某些事物发生联系。不过，当然，还有一种情况，理论物理学家的抉择是依据美学趣味做出的——那样的理论有跟我们经历的世界一样精妙美丽的结构。当然，美的不一定是真的。也许，我们会发现今天的美学标准在我们感到陌生的地方需要更精确的认识。但不管怎么说，当我们走进这个陌生的时代，理论描写的那片天地越来越难以靠实验去探索时，物理学家更是特别需要依靠美学来帮助他们避免可能走进的死胡同。现在看来，美学的方法确实带来了力量和光明。

目前见过的，最深刻精辟的关于“对”和“美”的论述

爱因斯坦描绘了一个清晰的引力作用图景，空间和时间在那里也成了动力学的参与者。不过，关键的问题是，这个新建的引力理论的框架能不能解决困扰着牛顿引力理论与狭义相对论的矛盾？回答是，它真解决了这个矛盾。我们在前面曾讨论过一个假想的例子，太阳熄灭了，通过引力的改变影响地球——现在我们知道，那影响不会瞬间传到地球。实际上，当物体改变位置或甚至被风吹动时，都会使时空结构的扭曲形态产生扰动，扰动以光速向外扩张，这满足了狭义相对论以光速为宇宙极限速度的要求。所以，在太阳爆炸8分钟以后，地球上的我们才知道太阳熄灭了，而在这同一时刻我们也感到太阳的引力消失了。爱因斯坦的新理论就这样解决了矛盾；引力扰动与光同步，却总也超不过它。

光的波粒二象性：光电效应证明光具有粒子特性，双缝实验证明光能表现波的干涉特性。两个事实结合起来证明了光同时具有粒子和波的特性。在微观世界里，我们必须摆脱在宏观世界形成的直觉——事物要么是粒子，要么是波；我们应该接受这样的事实，它可能既是波，也是粒子。

复盘后，梳理了全书的逻辑架构，整理读书笔记如下：

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相对运动的观察者将感觉不同的距离和时间。我们会看到，这就是说，戴在两个相对运动着的人手上的相同的手表会有不同的节律，从而对任意两个事件之间的时间间隔，也有不同的结果。狭义相对论指出，这个结论并不是说表的精度有问题，它说的是时间本身。·····世界上最精确的测量仪器也证明，每个人所经历的空间距离和时间间隔是不同的。相对性原理基于一个简单的事实：不论我们讨论速度的大小还是方向，都必须明确是谁或者什么在测量。·····只有在与其他对象比较时，不受力的运动才有意义。···常速的运动是相对的，而非常速的运动（或者说，加速运动）却不是。无论什么物理学定律，对所有匀速运动的观察者来说都是完全相同的。····光速是一个常数。不变的光速意味着牛顿物理学的崩溃。速度最终是与我们的空间和时间概念联系着的。这样我们看到，挑战我们寻常速度概念的那些实验事实，如光速的不变性，实际上也在挑战我们寻常的空间和时间概念本身。·······相对于我们运动的物体的时间变慢的原因，是它在时间里的部分运动转移为空间运动了。这样，物体在空间的运动 只不过反映了有多少时间里的运动发生了转移。···物体的空间速度有一定的极限。·····以光速在空间里运动的事物，同样也没有留一点在时间里的运动。因此，光不会变老；从大爆炸出来的光子在今天仍然是过去的样子。在光速下，没有时间的流逝。E=MC2 不变性在过去似乎分离、绝对的空间和时间的概念，实际上是相互交织的，是相对的。没有什么东西能比光快，物体运动越快，它的能量越大；而根据公式我们看到，物体能量越多，它的质量越大。····在速度逼近光速的过程中，质量的增加是没有极限的，因此需要无限的能量才可能使它达到或超过光速壁垒。这当然是不可能的。

《宇宙的琴弦》的结束语，B格林的文笔实在优美，科普读物亦能读得热血沸腾。　　我们一直在放眼未来，期待着潜藏的奇迹；我们也应该回顾过去，走到今天的那段历程同样令人惊讶。追寻宇宙的基本定律是人类的一出独特的戏剧，它解放了思想，丰富了精神。爱因斯坦曾主动描述过他本人对引力的追求经历——“那是在黑暗中焦虑地摸索的年月，满怀着强烈的渴望，有过信心，也有过动摇和疲惫，但最后终于看见了光明。”——这当然也是一切人类奋斗的写照。我们每一个人都在以自己的方式追求真理，渴望知道我们为什么是这样。我们在攀登中发现和解释堆起的大山，每一代人都稳稳站在前辈的肩头，勇敢地走向顶峰。我们的子孙后代会不会有一天站在峰顶上无限清晰地俯看苍茫壮丽的宇宙，我们不得而知；但每一代人总会向上爬得更高，令人想起布朗诺夫斯基的话：“每个时代都有一个转折点，都有一种新的认识和判断世界秩序的方法。”我们这一代人也在惊讶我们自己的新宇宙观——我们认识世界秩序的新方法——实际上也在实现我们自己的价值，把我们搭成人类的阶梯，通向遥远的星辰。