2018年3月14日,著名物理学家、76岁的霍金与世长辞。人们悲痛不已:“世上再无霍金。”霍金,一位坐在轮椅上的人,受到人们的广泛关注,除了他励志的一生之外,还有为人类对宇宙的探索做出的杰出贡献。大家相信,霍金不是去世了,而是归于他热爱的星河。
关于宇宙的探索,始终绕不过一个人,那就是爱因斯坦。他所提出的狭义与广义相对论,是现代物理对宇宙的探索的基础。
而霍金被称为是继爱因斯坦之后最伟大的物理学家之一。巧合的是,3月14日,也是爱因斯坦的生日。两位探索宇宙的人,终于在星空汇集。
霍金去世,再一次把人们的眼光带向了那一片神秘莫测的星河。真的有可怕的黑洞吗?宇宙的尽头到底是什么样子?今天,这本《宇宙通识课》也将带你仰望那一片星河。
《宇宙通识课》是一本从物理角度讲解科学家们探索宇宙的书籍。作者赵峥,是北京师范大学物理系教授,博士生导师,长期从事广义相对论、黑洞和引力波的教学与研究。这本书,是他网络公开课的加工整理。
全书向读者介绍了狭义和广义相对论的创立背景及有趣内容,介绍了黑洞、引力波、恒星演化和宇宙演化,介绍了爱因斯坦和霍金的成长经历与科研历程等。
01当我们都在注视地上的六便士时,总有人仰望星空
1900年4月英国皇家学会召开了一次年会。当时,德高望重的老物理学家开尔文勋爵发表了一个演讲。他认为,物理学的大厦已经建成,未来的物理学家们只需要做些修修补补的工作就可以了。
不过,明朗的天空中有两朵乌云,一朵与黑体辐射有关,一朵与迈克耳孙-莫雷实验有关。
结果不到一年时间,从第一朵乌云里降生了量子论;不到五年时间,从第二朵乌云里降生了相对论。
这两个理论一出现,不仅拨开了物理学上的乌云,更是打开了新物理学的天空。
研究黑体辐射与炼钢有关。人们通过热辐射来控制温度,却发现不同温度的辐射能谱并不相同。根据辐射能量在不同波长的分布,可描成一条曲线。
为了解释这个现象,德国物理学家普朗克教授提出了量子论。之后,当时名不见经传的爱因斯坦,提出了光量子论,成功解释了光电效应,他也因此获得了诺贝尔奖。
这些成绩的取得,告诉我们这样的事实:
当我们都在注视着地上的六便士时,总有人仰望星空,探索宇宙的奥秘;今天的成绩,都是站在前人肩膀上取得的;世界是复杂的,宇宙是浩瀚的,没有所谓的“绝对真理”,我们要保持一颗谦虚、不断突破的心。
02永不被表面现象所迷惑
说起爱因斯坦,你会想到他的哪张照片,恐怕大家都会想到他叼着烟斗、满脸皱纹的老头形象吧。大家觉得那时的爱因斯坦有着全世界最聪明的脑袋。
其实不然,他的最好年华是在40岁之前。他的主要成就都是在40岁前取得的。
26岁他发表了狭义相对论,37岁发表了广义相对论,这是他为人类探索宇宙做出的最伟大的贡献,为现代物理学奠定了基础。
可是你知道吗,小时候的爱因斯坦算不上聪明。他说话很晚,两三岁了才会说点简单的话,一度他的父母怀疑这个孩子智力有问题。
而他在学校时,因为总提一些奇怪垢问题,功课还一般,结果被劝退。找工作也不好找,最后还是在朋友的帮助下,找了一份专利局工作,当了个三等职员。
工资不高,工作轻闲,似乎是一眼就望得到未来的工作。一般人可能就颓废了,可爱因斯坦利用一切时间学习、思考,做自己喜欢的事情。
1905年,被称为爱因斯坦奇迹年。26岁的他,3月提出了光量子理论,解释了光电效应;4月提交了博士论文;5月抽出了解释布朗运动的论文;6月投出的《论动体的电动力学》论文,提出了狭义相对论;9月,给出了E=mc²公式。
爱因斯坦确实是一个爱琢磨的人,他认为自己的狭义相对论也存在着不足。1915年,他创立了广义相对论。可以说,爱因斯坦开创了现代科学新纪元,被公认为是继伽利略、牛顿之后最伟大的物理学家。
当然,霍金的故事同样精彩。霍金出生于1942年1月8日,刚好是伽利略逝世300周年,仿佛他是伽利略再世一样。不过,他所取得的成绩,足于当得起这个巧合。
虽然年纪轻轻就患上了不治之症“渐冻症”,后来全凭眼睛指挥电脑工作、交流,但这并不影响他对宇宙的热爱。
他发现的霍金辐射、他对黑洞的研究等等,都对物理学作出了巨大贡献。
纵观这些科学家们的人生故事,不难得出这样的结论:
不要被他人的眼光所束缚;不要被自己的身份所束缚;不要被自己的观点所束缚。我们不必在意得失,而应饱含热情,不断地追求自己热爱的事业。
这本书整理了自备受好评的网络公开课“北师大物理系赵峥教授的宇宙学16讲”,非常适合学生们,以及物理爱好者们阅读。
从爱因斯坦到霍金,在作者的娓娓道来中,使我们对所处时空有了更多的了解,同时也感悟到伟大科学 家们的治学与科研精神。
个人有些担心的是,这书可能会被书名耽误。书名看上去太专业了。太专业的东西,令人怀疑是否难懂、枯燥,不能吸引人。而这本书恰恰相反。
作者通过生动的语言、形象的案例,讲解深奥的物理知识,语言生动,通俗易懂。看完书,我不由感叹:要是我的物理老师能这么讲,也不至于高考物理分那么低。
2017年,霍金在一次演讲中说道:记住要仰望星空,不要低头看脚下。不管生活如何艰难,请保持一颗好奇心。你将永远找到你的道路和你的成功。
你有多久没有仰望星空了呢?