理科生情话

作者: 揽小胜 | 来源:发表于2020-11-28 13:51 被阅读0次

我想把最冷僻的知识,浪漫的说给你听

自人类有记录以来,第一次注意到仙女座星系是一千多年前的波斯天文学家阿卜杜勒-拉赫曼·苏菲,并形容它为夜空中的“一朵小云”。当时世界上绝大多数人都将自己短暂的一生投入到相互征战、发明各种折磨人的精巧刑具,以及对于即将来临的公元世界末日的巨大恐惧之中,而他却坚持观察星空。

现代科学的基础是拉丁文前“ingnoramus”,意为“我们不知道”(来自《人类简史》)——这也是科学和宗教的最大差别。科学主义坦然承认自己的无知、可能是错的,从来不会假装自己知道未来“一定”会有什么,与此同时,哲学和意识形态会声称自己知道所有问题的答案。 科学从来就不是一场关于“知识的革命”,而是“无知的革命”。

因为我们不知道,所以我们努力地去看向远方,努力阅读、学习和思考,努力探寻答案。想成为那个永远充满好奇心,并且虚心学习的人——毕竟我们不知道的,还太多太多。

第一次了解到超时空理论时,被这个观点的简洁优美深深震撼了,或许初读这句话的你无法一下子理解它的惊艳,请再读一次:“力是时空褶皱的结果,光可以被理解为第五维中的振动。”

首次将光和第五维空间联系起来,即试图统一重力与电磁,是于 1921 年发表的 Kaluza-Klein 理论,它在当时十分不成熟,而近几年的超引力理论和超弦理论已经基本消除了其不自洽性;另外,关于「力是时空的褶皱」则来自黎曼几何的推导。

让我们先把那些复杂的物理公式放在一边,思考一个你或许自初中之后再也没有想过的问题——我们将“光可以在没有介质的真空中传播”作为一个事实来接受,但你有没有想过,这到底是为什么?为什么像魔法一样?

因为波粒二象性?因为“场”?或许真空中并不是全无介质?这些都是我们根据观察去试图做出的解释,却始终无法自信地说出“我们洞悉真相”了。

事实上,关于这个问题的答案,科学界几乎每一百年就翻新一次答案。

现在我们再回头看那句简洁优美的话,并试图理解一下 KK 理论给出的答案:“如果光能通过真空传播,那是因为真空本身在振动。”

从光到力,从你我、自然到宇宙的底层逻辑,简洁、优雅、震撼,大道至简的科学之美。

又一个试图让你能理解高维空间的比喻——扭结理论,代数拓扑问题,其特别之处是它研究的对象必须处在三维空间之中。在两维空间里我们不可能把让一根曲线自己和自己缠绕在一起打成结;而在四维或以上的空间中,由于维数太多,无论怎么样的纽结都能够很方便地被解开成没有结的曲线。

如果有人说我虚度光阴,我会理直气壮地告诉他:“根据爱因斯坦的相对论,我正在四维空间中画一条时间线。”时间轴上的每一个点都是三维世界的我。

“有时候人们会说,科学家不懂浪漫,他们的寻根究底破坏了世界的美丽与神秘。”

卡尔·萨根说起这件事,然后接着说,

“但是... 多了解一点真相,并不会让落日的浪漫减少一点啊。”

@MorningRocks


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