基本粒子!跟着科学读读闲书 | 世界上最聪明的脑袋,将引力描绘得很浪漫

钱江晚报·小时新闻采访人员 章咪佳
在人类进化的历程中,总是不断涌现痴迷各种冒险的人,比如在科学领域的达尔文、布鲁诺、爱因斯坦,还有去年热门的纪录片《徒手攀岩》的主角,美国冒险家亚历克斯·霍诺尔德。
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从某种意义上讲,正是这些开拓进取的冒险者决定了人类的未来,并且定义了人类在宇宙中的角色。
浙江工业大学物理系的熊宏伟教授,想给大家介绍一位美国的传奇科学家,并推荐他撰写的两本有中文翻译版本的科普佳作——《弦理论》和《黑洞之书》。
这位了不起的作者,名字叫史蒂芬·格布瑟。
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就在一个月前,几篇关于中国是否要建造大型大型对撞机的科普文章刷爆了大家朋友圈,而这大讨论的背后,就是让物理学界争执对立的弦理论。就算你是学不好物理的文科生,也不妨翻看这两本通俗易懂的科普书,在这里能窥见世界上最聪明的脑袋发生了怎样的思想碰撞。
他是一位研究引力的美国传奇理论物理学家,也是一名自小在父亲带领下成长起来的攀岩爱好者,同时还是一名酷爱钢琴演奏的绅士。他在《弦理论》中为了讲解万有理论中涉及的弦振动,就以他在剑桥大学求学时,在圣约翰学院弹奏肖邦的《幻想即兴曲》作为背景故事娓娓道来。
“通常我们认为,构造万物的基本粒子都是些没有大小的点粒子,比如电子、光子。弦理论则认为基本粒子的根源,来自一根根细小的弦。”熊宏伟解释说,弦的不同振动方式,就表现为不同的基本粒子。
“弦理论最吸引人的地方,就是提供了一个梦幻般的虚无缥缈的浪漫希望,可以以一种所谓的终极方式来描述引力。”
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引力听起来很弱,比如两个人之间就有引力,不过这个引力如此之微弱,你几乎感受不到你们之间的引力。但是,引力却可以有显著的效应,比如,地球的引力把我们牢牢地粘在地面。那些徒手攀岩的人,在极度冒险的过程中需要克服的就是引力。
在动人、紧张、刺激地描述弦理论的科普书《弦理论》中,作者还讲述了他和引力之间的一场意外:
多年前,他在美国科罗拉多州的阿斯彭攀岩的一天,在完成计划中的攀岩后,决定临时去攀登另外一个难度高一些的地方。就在快要登顶时,他意外地在引力作用下跌落。幸好,套绳在跌落好长距离后扣在了固定在岩石上的铆钉上。他几乎毫发无损,反而让他有机会在《弦理论》中,更加鲜活地想象人们在引力作用下跌入黑洞的过程中会发生什么。
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【 基本粒子!跟着科学读读闲书 | 世界上最聪明的脑袋,将引力描绘得很浪漫】格布瑟自小就在美景如画的阿斯彭长大。在阿斯彭,除了很多美丽的高山外,还有一个全球闻名的阿斯彭物理中心,格布瑟一家就生活在附近。
这个当年的天才少年就是听着弦理论、黑洞、超引力这些术语长大的。
1989年,格布瑟为美国赢得第一枚国际物理奥林匹克竞赛金牌,并在随后一年获得国际化学奥林匹克竞赛银牌。在博士期间,他发表的学术论文就成为弦理论中的经典。
弦理论最严重的一个问题是难以得到实验检验,而正是格布瑟和他的合作者一起开拓了一个崭新的领域,让人类甚至有机会在超级碰撞实验中,一窥弦理论的迹象和黑洞的踪迹。他曾经被欧洲评为35岁以下世界上最杰出的理论物理学家之一。?