[每天读本书] 了解世界的样子《七堂极简物理课》

爱因斯坦年轻时无所事事。不幸的是，现在许多年轻的父母经常忘记这样一个事实：一个没有浪费时间的人最终会一事无成。当时，爱因斯坦因无法忍受德国高中的严格教育而辍学，回到了意大利帕维亚的家。

当时是 20 世纪初，意大利工业革命刚刚开始，他的工程师父亲正在波河平原上建造第一批发电站。爱因斯坦正在阅读康德的作品，偶尔去帕维亚大学——他只是为了好玩，既不注册学校地位，也不参加考试。但正是这种看似儿童游戏的行为使他成为了一名真正的科学家。

后来，他去了苏黎世大学读书，开始全身心地投入到物理学的研究中。几年后的 1905 年，他向当时最负盛名的科学期刊《物理学年鉴》投寄了三篇文章，这三篇文章中的任何一篇都足以让他获得诺贝尔奖。其中第一篇指出了原子的存在，第二篇则奠定了量子力学的基础——我在下一课里会细说，而在第三篇中他提出了第一个相对论，也就是我们今天所说的“狭义相对论”。这个理论说明了对每个人来说，时间的流逝速度可以不一样——如果一对双胞胎中的一个人以高速运动，那么两人的年龄将不再相同。

爱因斯坦很快成为一名著名的科学家，并收到了许多大学的聘书。即便如此，仍然有一些事情让他感到不安——尽管他的相对论立即得到了赞扬，但它与我们对引力的理解，即自由落体的认知相矛盾。他在写一篇总结相对论的论文时发现了这个问题，所以他质疑了伟大的物理之父牛顿著名的万有引力理论：我们能纠正这个理论，让它不再与新的相对论相容吗？

为此，他深思熟虑，花了十年时间解决这个问题。在过去的十年里，他疯狂地学习，反复尝试，不断地犯错误，陷入混乱。他发表了错误的论文，有各种各样的想法，误入歧途。最后，在 1915年 11月，他发表了一篇论文，给出了一个完整的答案——这是一个新的引力理论，他称之为广义相对论，这是他的杰作。伟大的苏联物理学家列夫·朗道（Lev Landau）被称为最美理论。

世界上有许多感人至深、无与伦比的伟大作品，比如莫扎特的《安魂曲》、荷马的《奥德赛》、西斯廷礼拜堂的穹顶画、莎士比亚的《李尔王》……要理解这些作品的美，你必须经历一个从零开始学习的过程，但最终的回报将是100%美丽的享受。事实上，除了美，这些作品还可以为我们提供一个观察世界的新视角。广义相对论，这颗爱因斯坦的珍珠，就是这样一部杰作。

我还记得当我第一次有这个理论经验时，我很兴奋。那是大学的最后一个夏天。在卡拉布里亚孔多弗里城的一片海滩上，我沐浴在希腊风格的地中海阳光下。因为没有学校作业的干扰，学生们经常可以在假期里更加专注地学习。我在读一本书，页面的边缘被老鼠咬了。每当我无法忍受博洛尼亚大学无聊的课程时，我就会跑回翁布里亚山区的家。我的家看起来不像，有点嬉皮士。我每天晚上都用这本书堵住那些可怜的小动物的洞。此刻，我不时地从页面上抬起头来，看着面前闪闪发光的大海。我似乎看到了爱因斯坦想象中弯曲的时空。

这就像魔法：就像一个朋友在我耳边低声说话，告诉我一个非凡但未知的真相，立刻揭开了屏蔽真实的面纱，展示了一个更简单、更深刻的秩序。自从我们得知地球是圆的，像疯狂的陀螺一样旋转以来，我们意识到事实并不像表面上看到的那样。每当我们瞥见事实的新一面时，我们都会兴奋，这意味着另一层面纱将被揭开。

在漫长的历史河流中，我们的知识领域有许多飞跃，但爱因斯坦完成的飞跃可能是无与伦比的。为什么是这样？首先，一旦我们掌握了它的本质，这个理论就会简洁而惊人。让我简要地描述一下……

注：上文节选自本书章节“第一课　最美的理论”。

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本书书摘：

   
• 只有当有热量存在时，过去和未来才会有所不同。区分过去和未来的基本现象是热量总是从热物体跑到冷物体。

   

• 一个没有浪费时间的人最终会一事无成。

   

• 重力场不弥漫在空间中，因为它本身就是空间。这就是广义相对论的思想。

   

• 无论是欣赏艺术还是理解科学，我们最终都会得到一个全新的视角来享受和看待世界。

   

• 在有物质的地方，空间会弯曲。

   

• 一切都是不稳定的，总是从一种相互作用转变为另一种相互作用。

   

• 因此，无论是行星绕太阳还是物体下落，都是因为空间弯曲。

   

• 当一个大恒星燃烧完自己所有的燃料（氢）时，它就会熄灭。残留的部分因为没有燃烧产生的热量的支撑，会因为自身的重量而坍塌，导致空间强烈弯曲，最终塌陷成一个真真正正的洞。这就是着名的“黑洞”。

   

• 每一个元素都是量子力学最重要方程的解决方案。整个化学学科都是基于这个方程的。

   

• 只有当热量转移时，过去和未来才会有区别。热量与概率有关，概率决定了我们与周围世界的互动无法找到小细节。

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原作名：Sette Brevi Lezioni di Fisica
作者：[意] 卡洛·罗韦利
译者:文正 / 陶慧慧
评分：8.3

《七节极简主义物理课》是写给那些对现代科学一无所知或知之甚少的朋友的。这七节课将引导读者欣赏 20 世纪物理革命中最迷人的领域，以及革命开始时的问题和奥秘。因为科学不仅告诉我们如何更深入地理解世界，而且也告诉我们未知世界有多广阔。