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万物简史_第三章 埃文斯牧师的宇宙

比尔·布莱森
科普学习
总共14章(已完结

万物简史 精彩片段:

第三章 埃文斯牧师的宇宙

罗伯特·埃文斯牧师是个说话不多、性格开朗的人,家住澳大利亚的蓝山山脉,在悉尼以西大约80公里的地方。当天空晴朗,月亮不太明亮的时候,他带着一台又笨又大的望远镜来到自家的后阳台,干一件非同寻常的事。他观察遥远的过去,寻找临终的恒星。

观察过去当然是其中容易的部分。朝夜空瞥上一眼,你就看到了历史,大量历史--你看到的恒星不是它们现在的状态,而是它们的光射出时的状态。据我们所知,我们忠实的伙伴北极星,实际上也许在去年1月,或1854年,或14世纪初以后的任何时候就已经熄灭,因为这信息到现在还无法传到这里。我们至多只能说--永远只能说--它在680年以前的今天还在发光。恒星在不断死亡。罗伯特·埃文斯干得比别人更出色的地方是,他发现了天体举行告别仪式的时刻。

白天,埃文斯是澳大利亚统一教会一位和蔼可亲、快要退休的牧师,干点临时工作,研究19世纪的宗教运动史。到了夜间,他悄悄地成为一位天空之神,寻找超新星。

当一颗巨大的恒星--一颗比我们的太阳还大的恒星--坍缩的时候,它接着会壮观地爆炸,刹那间释放出1000亿颗太阳的能量,一时之间比自己星系里所有的恒星的亮度加起来还要明亮。于是,一颗超新星诞生了。"这景象犹如突然之间引爆了1万亿枚氢弹。"埃文斯说。他还说,要是超新星爆炸发生在离我们只有500光年远的地方,我们就会完蛋--"彻底把锅砸了。"他乐呵呵地说。但是,宇宙是浩瀚的,超新星通常离我们很远很远,不会对我们造成伤害。事实上,大多数远得难以想像,它们的光传到我们这里时不过是淡淡的一闪。有一个月左右的时间,它们可以看得见。它们与天空里别的恒星的惟一不同之处是,它们占领了一点儿以前空无一物的空间。埃文斯在夜间满天星斗的苍穹里寻找的,就是这种很不寻常、非常偶然发生的闪光。

为了理解这是一种多么高超的本事,我们来想像一下,在一张标准的餐桌上铺一块黑桌布,然后撒上一把盐。我们把撒开的盐粒比做一个星系。现在,我们来想像一下,再增加1500张这样的餐桌--足以形成3公里长的一条直线--每一张餐桌上都随意撒上一把盐。现在,在任意一张餐桌上再加一粒盐,让罗伯特·埃文斯在中间行走。他一眼就看到了那粒盐。那粒盐就是超新星。

埃文斯是个杰出的天才人物,奥利弗·萨克斯在《一位火星上的人类学家》中有一章谈到孤僻的学者,专门用一段文字来描述埃文斯--但他马上补充说:"绝没有说他孤僻的意思。"埃文斯从来没有见过萨克斯,对说他性格孤僻也罢,一位学者也罢,都报以哈哈大笑,但他不太说得清自己怎么会有这种天才。

埃文斯的家在黑兹尔布鲁克村边缘的一栋平房里,环境幽静,景色如画,悉尼就到这里为止,再往前便是无边无际的澳大利亚丛林。有一次,我去拜访了他和他的夫人伊莱恩。"我好像恰好有记住星场的本事。"他对我说,还表露出不好意思的样子,"别的事我都不特别擅长,"他接着说,"我连名字都不太记得住。"

"也记不住东西搁在哪儿。"伊莱恩从厨房里喊着说。

他又坦率地点了点头,咧嘴一笑,接着问我是不是愿意去看一眼他的望远镜。我原来以为,埃文斯在后院有个不错的天文台--一个小型的威尔逊山天文台或帕洛马天文台,配有滑动的穹形屋顶和一把移动方便的机械椅子。实际上,他没有把我带出屋外,而是领着我走进离厨房不远的一个拥挤不堪的贮藏室,里面堆满了书和文献。他的望远镜--一个白色的圆筒,大小和形状像个家用热水箱--就放在一个他自己做的、能够转动的胶合板架子上面。要进行观测的时候,他分两次把它们搬上离厨房不远处的阳台。斜坡下面长满了桉树,只看得见屋檐和树梢之间一片信箱大小的天空,但他说这对于他的观测工作来说已经绰绰有余。就是在那里,当天空晴朗、月亮不太明亮的时候,他寻找超新星。

超新星这个名字,是一位脾气极其古怪的天文物理学家在20世纪30年代创造的,他的名字叫弗里茨·兹威基。他出生在保加利亚,在瑞士长大,20世纪20年代来到加州理工学院,很快以粗暴的性格和卓越的才华闻名遐迩。他似乎并不特别聪明,他的许多同事认为他只不过是个"恼人的小丑"。他是个健身狂,经常会扑倒在加州理工学院饭厅或别的公共场所的地板上做单臂俯卧撑,向任何表示怀疑的人显示他的男子气概。他咄咄逼人,最后变得如此气势汹汹,连他最亲密的合作者--性格温和的沃尔特·巴德--也不愿意跟他单独在一起。兹威基还指责巴德是个纳粹分子,因为他是德国人。其实,他不是。巴德在山上的威尔逊山天文台工作。兹威基不止一次扬言,要是他在加州理工学院校园里碰上,他要把巴德杀了。

然而,兹威基聪明过人,具有敏锐的洞察力。20世纪30年代初,他把注意力转向一个长期困扰天文学家的问题:天空中偶尔出现而又无法解释的光点--新的恒星。令人难以置信的是,他怀疑问题的核心是否在于中子--英国的詹姆斯·查德威克刚刚发现的,因而是新奇而时髦的亚原子粒子。他突然想到,要是恒星坍缩到原子的核心那种密度,便会变成一个极其坚实的核。原子实际上已经被压成一团,它们的电子不得不变成核子,形成了中子。这样就形成了一颗中子星。想像一下,把100万枚很重的炮弹挤压成一粒弹子的大小--哎呀,这还差得远呢。一颗中子星核的密度如此之大,里面的一调羹物质会重达900亿千克。只是一调羹啊!然而,不仅如此。兹威基意识到,这样的一颗恒星坍缩以后会释放出大量的能量--足以产生宇宙里最大的爆炸。他把这种由此产生的爆炸叫做超新星。它们会是--实际上也是--创建宇宙过程中最大的事件。

1934年1月15日,《物理学评论》杂志刊登了一篇论文的简短摘要。论文是由兹威基和巴德前一个月在斯坦福大学发表的。尽管摘要极其短小--只有24行字--但它包含了大量新的科学知识:它首次提到超新星和中子星;它令人信服地解释了它们的形成方法;它准确地计算出它们爆炸的等级;作为一种结论,它把超新星爆炸与所谓的宇宙射线这一神秘的新现象的产生联系起来。宇宙射线大批穿过宇宙,是新近才被发现的。这些理念至少可以说是革命性的。中子星的存在要再过34年才得以确认。宇宙射线的理念虽然被认为很有道理,但还没有得到证实。总而言之,用加州理工学院天文物理学家基普·S.索恩的话来说,这篇摘要是"物理学和天文学史上最有先见之明的文献之一"。

有意思的是,兹威基几乎不知道这一切发生的原因。据索恩说:"他不大懂物理学定律,因此不能证明他的思想。兹威基的才华是用来考虑大问题的,而收集数据是别人--主要是巴德--的事。"

兹威基也是第一个认识到,宇宙里的可见物质远远不足以把宇宙连成一片,肯定有某种别的引力影响--就是我们现在所谓的暗物质。有一点他没有注意到,即中子星坍缩得很紧,密度很大,连光也无法摆脱它的巨大引力。这就形成了一个黑洞。不幸的是,他的大多数同事都瞧不起他,因此他的思想几乎没有引起注意。5年以后,当伟大的罗伯特·奥本海默在一篇有划时代意义的论文中把注意力转向中子星的时候,他没有一次提到兹威基的成就,虽然兹威基多年来一直在致力于同一个问题,而且就在走廊那头的办公室里。在差不多40年的时间里,兹威基有关暗物质的推论没有引起认真的注意。我们只能认为,他在此期间做了许多俯卧撑。

作品简介:

这是一部有关现代科学发展史的既通俗易懂又引人入胜的书,作者用清晰明了、幽默风趣的笔法,将宇宙大爆炸到人类文明发展进程中所发生的繁多妙趣横生的故事一一收入笔下。惊奇和感叹组成了本书,历历在目的天下万物组成了本书,益于人们了解大千世界的无穷奥妙,掌握万事万物的发展脉络。

书中回溯了科学史上那些伟大与奇妙的时刻,引用了近年来发现的最新科学史料,几乎每一个被作者描述的事件都奇特而且惊人:宇宙起源于一个要用显微镜才能看得见的奇点;全球气候变暖可能会使北美洲和欧洲北部地区变得更加寒冷;1815年印度尼西亚松巴哇岛坦博士拉火山喷发,喷涌而出的熔岩以及相伴而来的海啸夺走了10万人的生命;美国黄石国家公园是世界上最大的活火山……而那些沉迷于科学的科学家们也是千奇百怪:达尔文居然为蚯蚓弹起了钢琴;牛顿将一根大针眼缝针插进眼窝,为的只是看看会有什么事情发生;富兰克林不顾生命危险在大雷雨里放风筝;卡文迪许在自己身上做电击强度实验,竟然到了失去知觉的地步……

本书在讲述科学的奇迹与成就的同时,还浸润着浓郁的悲天悯人的人文关怀。全书从科学发展史的角度对我们从哪里来?我们是谁?我们到哪里去?这一千古命题作了极为精当的阐释,每一个人在阅读此书之后,都会对生命、对人生、对我们所生活的世界产生全新的感悟。一位美国小读者的父亲说,读过《万物简史》之后,他对死亡不再感到恐惧……作者认为,这是一本书所能获得的最高评价。

作者:比尔·布莱森

翻译:严维明陈邕

标签:万物简史比尔·布莱森严维明陈邕

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