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宇宙的琴弦读后感

宇宙的琴弦读后感

时间:2024-03-16 作者:芙蓉134

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宇宙的琴弦读后感汇总8篇。

怎样让自己写出一篇优秀的读后感呢?阅读作品后,我们的思想被作者带领着遨游。是时候抽出时间写写读后感了,与“宇宙的琴弦读后感”有关的主题是本文的主要研究方向,建议你将这个网站加入到收藏夹到方便以后继续学习!

宇宙的琴弦读后感 篇1

宇宙的琴弦的读后感,来自京东网的网友:超弦理论实在是太复杂了,一群全世界最聪明的头脑工作了30年也没有看到曙光,让人怀疑是不是这条路真的走错了?最近有个搞超弦理论出身的荷兰物理学家ErikVerlinde放弃了超炫理论,另辟蹊径,提出万有引力不是基本作用力,就像皮球内部的压力,只是封闭气体分子的集体属性存在于宏观感知层面,而一旦深入分子层面,就会消失得无影无踪。他的想法与上世纪70年代热力学与引力的邂逅一脉相承,霍金证明了黑洞吞噬的信息量与其视界表面积成正比,黑洞的视界就是一张全息图,三维黑洞内部发生的一切都显示在二维表面。我们的世界本质上就是一张二维全息图,这里面本身并没有引力存在,引力只是三维投影的结果,是一种信息扰动。Verlinde定义了一些基本概念和几个简单的方程,并从这些方程中推导出了万有引力效应。这理论还处于初级阶段,有很多人支持,认为这是将物理学从超弦理论的错误道路上拉回了正途,也有很多人不屑一顾,认为只是从另一个角度诠释了广义相对论取代万有引力的合理性。但是回想起上世纪20年代当玻尔、海森堡的量子理论刚提出来时,对世界的连续性、因果律的颠覆,引起人类认知论的混乱程度,谁又能断定这不是一场新的科学革命呢……

宇宙的琴弦读后感 篇2

《宇宙的琴弦》读后感1000字!

为了解弟弟的世界,我恶补狭广义相对论、量子力学和宇宙弦理论。

我的小弟弟今年上大学,他考入了伦斯勒理工大学(RPI)攻读物理学。

弟弟出生在美国911的当天,从小有个绰号叫小拉登。胖胖憨憨的,很是招人喜爱。长大后变了一个模样,一米八的大个子,时而腼腆,时而搞笑。

没有人能看出他长大后会是怎样的一个人,可能所有孩子都是这样,他们的成长伴随着父母和旁人强烈的好奇心,在朝夕相处之中,从一个人变成了另一个人。

他有1/8的日耳曼血统,这个血脉在男孩身上尤为明显。除了白皮肤黄毛儿以外,他从小就拥有很强的时间观念,并且生性耐力极佳。初中时全家搬回加州生活,他想在篮球上有所突破,就每天早上4点起来练一小时球。我们以为几天就会放弃,十几岁的孩子谁不喜欢睡个懒觉呢,他却日复一日坚持了下来。

考大学这段时间,弟弟被西点军校选中,邀请申请入学。学费免除,毕业后要服役3年。父亲为此很是高兴,西点军校一直是他的向往所在,弟弟却有不同想法。

他给出三个拒绝的理由:

1.作为一名和平主义者,他反战,不希望参军。

2.虽然母亲是美籍华人,他生下来就是美国公民,但父亲是中国人,他从小在北京长大,所以不认为自己是完全的美国公民,不能采取美国人的绝对政治立场。

3.他只希望从事科学研究,成为一个对社会和人类有用的人。

弟弟决定攻读物理学,申请了多所大学,最终入围心仪的第一选择,美国老牌(第一个)理工大学RPI。

作为一个文科生,对物理学一无所知的我产生了强烈的求生欲。为了能理解弟弟(未来)的世界,我必须增强自己的知识面。不然我们之间的鸿沟就不止代沟这么简单了……马上订购一本物理学的书开始恶补。

这本《宇宙的琴弦》,是由物理学家布莱恩·R·格林撰写的一本关于宇宙弦理论的书籍。书名听起来完全没有存在感,以致我买书时的感觉是:

宇宙弦理论=???=0

之所以选择这本书,是因为此书曾在比较文学中被当作范例列举,是一个成功把晦涩难懂的理论通过形象手法展示给读者的典范。对我来说,阅读理科书籍最大的障碍在于语言。大多数书籍太过干枯生硬,很难啃下来,铺垫基础知识都成问题,更别提深入了解了。

这本书不同,阅读刚一开始,我就被彻底迷住。在最短短的时间里,我已掌握了现代物理学的几个基本概念:狭义相对论、广义相对论和量子力学。这几个基本概念的形成,让我获得了对宇宙、人生新维度的认知。(难道我是个天才?)

作者用极其生动的例子,让没有基础的读者一下子抓住核心,而在进入深度理论剖析时,只要联想到他举的例子,就能立刻理解整个剖析过程。可以说一个十二岁的孩子都能读懂,没有任何压力。

这些最基本的物理知识也让我看到,一些一般人认为不可思议的、灵异的现象,在物理学家的眼里是多么稀松平常。

书读到一半,觉得自己实在可笑,想去了解弟弟的世界,其实他才是引路人,带领我去了解自己的世界,这个真正意义上被称为“世界”的东西。

如果你也对我们的世界抱有好奇心,试着读读这本书。怕什么真理无穷,进一寸有一寸的欢喜。

宇宙的琴弦读后感 篇3

看完《量子物理史话》之后,我想推荐给很多人,因为这本书对于我自己世界观的补充起了很大的作用。同样,这本书也让我对于超弦理论产生了巨大的兴趣,因此,为了更进一步了解这个新的理论体系,我去读了《宇宙的琴弦》。

对于一种理论体系的科普,其实是很难的,要把深奥的理论、各种专业名词,用大众所能接受、通俗的语言形式,这样的工作需要对理论真正了解的人才能做到,更何况是弦论这样为了解释物质的本质而提出的概念和数学模型,B格林还是做到了。他是当今世界领先的弦理论家之一,他十分精妙地把科学思想与写作融合起来,在书中各种脑洞大开,为我们撩开了弦理论的神秘面纱,揭示了一个十一维的宇宙。虽然很多地方对我来说还是有些晦涩,但我大概看到了十一维的意义,以及那个更抽象却也更精彩的宇宙图景。

获知宇宙尺度、日常尺度、微观尺度的区别,对于我们日常生活中的种种捕风般的虚幻自满,算是一种打击。但这种打击让我们看到了自己在宇宙中的位置,虽然我们很渺小,但我们并没有因为认识到自己的渺小而觉得自己没有价值,而是在这样的巨大图景之下,我们更应该去寻找真正的自己究竟在哪里。

这本书的很多描写都很有趣,作为一位喜欢阅读科幻但非物理专业读者,本书对于我的吸引不亚于科幻小说。看完这本书,激动之余也略有失落,心想要是能晚出生一两百年就好了,说不定能看见终极理论被破解呢。

宇宙的琴弦读后感 篇4

宇宙的琴弦读后感

这本书揭示了弦理论的奥秘,揭示了一个十一维的宇宙。那里,空间的纤维撕裂了又自己缝合起来,一切物质——从最小的夸克到最巨大的超新星——都在微观的小能量环的振动中产生……

现在只看到了书的一半,所以只能对第一部分进行评估。关于相对论的部分写的很好,这对物理学习者理解相对论的思想和概念很有帮助。量子力学不是很好。任何有兴趣的人都可以看看费曼物理讲义第三卷。

书中的隐喻非常生动,译者翻译得很好。至于弦理论,将来可能会被实验所否定。但它所展现的美是惊人的,对它的孜孜不倦的追求反映了物理学家的理想和信念

超弦理论实在是太复杂了,一群全世界最聪明的头脑工作了30年也没有看到曙光,让人怀疑是不是这条路真的走错了?最近有个搞超弦理论出身的荷兰物理学家erik verlinde放弃了超炫理论,另辟蹊径,提出万有引力不是基本作用力,就像皮球内部的压力,只是封闭气体分子的集体属性存在于宏观感知层面,而一旦深入分子层面,就会消失得无影无踪。他的想法与上世纪70年代热力学与引力的邂逅一脉相承,霍金证明了黑洞吞噬的信息量与其视界表面积成正比,黑洞的视界就是一张全息图,三维黑洞内部发生的一切都显示在二维表面。

我们的世界本质上就是一张二维全息图,这里面本身并没有引力存在,引力只是三维投影的结果,是一种信息扰动。verlinde定义了一些基本概念和一些简单的方程,并从这些方程中导出了引力效应。这理论还处于初级阶段,有很多人支持,认为这是将物理学从超弦理论的错误道路上拉回了正途,也有很多人不屑一顾,认为只是从另一个角度诠释了广义相对论取代万有引力的合理性。

但是回想起上世纪20年代当玻尔、海森堡的量子理论刚提出来时,对世界的连续性、因果律的颠覆,引起人类认知论的混乱程度,谁又能断定这不是一场新的科学革命呢……

宇宙的琴弦读后感 篇5

本书撩开了弦理论的神秘面纱,揭示了一个十一维的宇宙。那里,空间的纤维撕裂了又自己缝合起来,一切物质从最小的夸克到最巨大的超新星都在微观的小能量环的振动中产生

书现在只看到一半,所以只能对前面的部分先进行评价。关于相对论的部分写的非常好,对学物理的人理解相对论的思想和概念很有好处。量子力学部分逊色些,有兴趣的人可以看下费曼物理学讲义第三册。书中的各种比喻很生动,译者翻译的也很好。关于弦理论,也许将来它会被实验所否定。但它所表现出来的美是令人惊叹的,对它的孜孜不倦地追求也无不反映了物理学家的理想和信念

超弦理论实在是太复杂了,一群全世界最聪明的头脑工作了30年也没有看到曙光,让人怀疑是不是这条路真的走错了?最近有个搞超弦理论出身的荷兰物理学家Erik Verlinde放弃了超炫理论,另辟蹊径,提出万有引力不是基本作用力,就像皮球内部的压力,只是封闭气体分子的集体属性存在于宏观感知层面,而一旦深入分子层面,就会消失得无影无踪。他的想法与上世纪70年代热力学与引力的邂逅一脉相承,霍金证明了黑洞吞噬的信息量与其视界表面积成正比,黑洞的视界就是一张全息图,三维黑洞内部发生的一切都显示在二维表面。我们的世界本质上就是一张二维全息图,这里面本身并没有引力存在,引力只是三维投影的结果,是一种信息扰动。Verlinde定义了一些基本概念和几个简单的方程,并从这些方程中推导出了万有引力效应。这理论还处于初级阶段,有很多人支持,认为这是将物理学从超弦理论的错误道路上拉回了正途,也有很多人不屑一顾,认为只是从另一个角度诠释了广义相对论取代万有引力的合理性。但是回想起上世纪20年代当玻尔、海森堡的量子理论刚提出来时,对世界的连续性、因果律的颠覆,引起人类认知论的混乱程度,谁又能断定这不是一场新的科学革命呢

关于相对论的部分写的非常好,对学物理的人理解相对论的思想和概念很有好处。量子力学部分逊色些,有兴趣的人可以看下费曼物理学讲义第三册。书中的各种比喻很生动,译者翻译的也很好。关于弦理论,也许将来它会被实验所否定。但它所表现出来的美是令人惊叹的,对它的孜孜不倦地追求也无不反映了物理学家的理想和信念

群全世界最聪明的头脑工作了30年也没有看到曙光,让人怀疑是不是这条路真的走错了?最近有个搞超弦理论出身的荷兰物理学家Erik Verlinde放弃了超炫理论,另辟蹊径,提出万有引力不是基本作用力,就像皮球内部的压力,只是封闭气体分子的集体属性存在于宏观感知层面,而一旦深入分子层面,就会消失得无影无踪。他的想法与上世纪70年代热力学与引力的邂逅一脉相承,霍金证明了黑洞吞噬的信息量与其视界表面积成正比,黑洞的视界就是一张全息图,三维黑洞内部发生的一切都显示在二维表面。我们的世界本质上就是一张二维全息图,这里面本身并没有引力存在,引力只是三维投影的结果,是一种信息扰动。Verlinde定义了一些基本概念和几个简单的方程,并从这些方程中推导出了万有引力效应。这理论还处于初级阶段,有很多人支持,认为这是将物理学从超弦理论的错误道路上拉回了正途,也有很多人不屑一顾,认为只是从另一个角度诠释了广义相对论取代万有引力的合理性。但是回想起上世纪20年代当玻尔、海森堡的量子理论刚提出来时,对世界的连续性、因果律的颠覆,引起人类认知论的混乱程度,谁又能断定这不是一场新的科学革命呢

宇宙的琴弦读后感 篇6

大致整理总结一下,方便自己汇总理解,尽管有很多地方还是看不懂。

大牛人牛顿三大运动定律和经典力学一举奠定近代自然科学理论大厦,完美解释了宏观世界大到日月星球小到身边万物的运行原理,由此统治近代科学两百多年。但牛顿力学也是有缺陷的,其终其一生也没发现引力究竟是如何产生和起作用的。两百多年后,又一个大牛出场了,爱因斯坦发现了光速不变原理,由于牛顿力学建立在绝对时空观前提下,只有在惯性坐标系下远低于光速运行时适用。当物体速度接近光速时,由于时间变慢空间压缩,伽利略变换变成了洛伦兹收缩,牛顿经典力学大厦崩溃了。爱因斯坦提出的狭义相对论指出光速是极限,物体接近光速时质量会变无穷大体积被压缩成一个质点,但这是没有意义的,故没有任何东西能达到或超过光速。问题来了,牛顿万有引力被证明是以光速起作用的。肿么办?十年后老爱拿出了广义相对论。其实狭义相对论仍然建立在惯性坐标系下的,只不过这个惯性系在光速下仍然适用,在惯性系下时空仍然是平直的。广义相对论指出,在加速坐标系下时空是弯曲的,狭义相对论公式不再适用,同时任何有质量的物体,也会造成周围时空的弯曲,质量越大曲率越大,两者构成等效原理。这样引力的来源就得到了合理的解释——来自时空弯曲,几乎完美。但问题又来了,宇宙中有四种基本力,广义相对论不能解释引力之外的电磁力、强力和弱力。同时杨氏双缝干涉实验,证明了光子的时间和位置不能同时被确定,而根据广义相对论,时空是连续的,万物是可确定的符合因果律的。这么说广义相对论又崩溃了?老爱不服气,说上帝不可能是掷骰子的。又一个牛人出现了,波尔拍了拍老爱的肩膀笑着说,请不要告诉上帝如何去做。量子力学诞生了。但量子力学同样是有问题的——不能量子化引力,否则在计算引力子相互作用时会出现无穷大问题,四种基本力仍然无法统一到一个理论里来。怎么办?弦论来了,弦论指出物质并非无限可分,宇宙基元并非粒子而是一个普兰克长度的弦,弦有长度有质量或能量,从而解决了量子力学在量化引力时出现的无穷大问题。但目前弦理论以及后来的超弦M理论无法靠实验检测,完全停留在理论推导和计算上,而且需要借助拓维来支持其说。超弦理论真的就是人类苦苦追求的万物之理吗?爱因斯坦说世界万物都是在时间维里做光速运行,莱布尼茨说时间和空间只是我们定义的名词毫无意义,本质上还是事物之间的相互运动。那么是否可以把时间理解为我们的三维空间在高维空间里做光速运动的效果呢?宇宙之外还有宇宙,时间和空间的统一,看来这世界真的如道德经所说,“玄之又玄,众妙之门。”

宇宙的琴弦读后感 篇7

小时候,夏夜纳凉,躺在如水的竹席上,常常遥望深蓝色的星空出神。那闪烁星光的彼岸究竟是什么样子呢?浩瀚的夜幕如此深邃辽远,总使人觉得其中隐藏了什么不可不知却又根本无从得知的秘密。长大了,人事的喧嚣一日甚似一日,关于星光的记忆渐渐模糊,那些苦苦思索、不得安宁的烦恼也渐次湮没、遗失于琐屑的生活中。翻开B 格林的科普名着《宇宙的琴弦》(The elegant universe ), 一个个熟悉而陌生的词汇扑入眼帘,重温那古老神秘而激动人心的话题,隔着数学飘忽迷离的面纱,我知道我触摸不到绝大多数芸芸众生也触摸不到它的真实面目,但物理学家格林以尽可能通俗明晰的笔墨为我们掀起了面纱的一角,使我们有幸一窥芳容。

20 世纪上半叶是一个风起云涌的时代。二次世界大战的爆发,社会主义运动的兴起和资本主义的变革使人类社会发生了急剧变化。与此同时,人类的自然观、宇宙观也发生了深刻变化。相对论和量子论的出现,颠覆了牛顿的经典力学体系。本书的开头简要回顾了狭义相对论和广义相对论的时空观,及量子力学所揭示的奇异微观世界,由广义相对论和量子力学的矛盾娓娓引出当代理论物理学最引人入胜的话题弦论。

众所周知,爱因斯坦的后半生为了寻求将电磁场和引力场相统一的统一场论而苦苦追求,最终所获甚微。现在看来,弦论很可能就是这样一种大一统的理论,它再度彻底变革了我们对于自然、对于世界的认识。我们人类平常对于世界的认识只是在宏观低速的情况下对于自然界一种直观粗糙的感知,隐藏在纷繁复杂的表象之后的世界终极图景可能令我们大吃一惊。关于物质,弦论告诉我们,世界的微观组成不是电子、中子、质子等基本粒子,也不是各类夸克,而是一根一根的一维闭合弦。弦的振荡行为决定基本粒子的质量和力荷。这些弦是如此之小,即使最先进的显微镜也根本无法探测到它们。关于时空,弦论认为,宇宙本来是十一维的,有十个空间维和一个时间维。在创始之初,整个宇宙被紧紧裹在一个极小极小的果壳中。这个果壳被弦所缠绕,在三维空间中,正弦和负弦很容易碰撞并相互抵消,于是在宇宙的演化中,空间的三维和时间维便慢慢展开来形成我们今天所看到的世界,而另外七维至今仍然紧紧卷曲在普朗克尺度大小的范围内。它们是如此之小,以致于我们日常生活中根本感觉不到。关于宇宙,在由广义相对论导出的宇宙模型中,当宇宙或黑洞无限收缩时,会出现一个令人困扰的时空奇点。而弦论在这种极小极重的情形下成功融合了广义相对论和量子力学。实际上,奇点是不会出现的,宇宙收缩有一个极小值。例如,宇宙沿某一维方向收缩,当达到临界值时,它越缩小,反而会越变大。原来,距离测量有两种方式,当它在一种距离意义上减小了,实际上却在另一种距离上增大了。两个半径互为倒数的宇宙在物理性质上是完全一样的!这是何等神奇啊,从无穷小的世界竟会走向无穷大的世界。俗语云:一粒沙中看世界。一颗沙子的世界中可能真的会存在着一个和我们一样的文明世界呢。故此,理论更得出,宇宙中神秘地吞噬一切物质连光也不能幸免的黑洞其实和基本粒子只是一个硬币的两面而已。黑洞是高维空间膜的坍缩,从黑洞消亡到基本粒子,就像由冰到水一样,是物质的一种相变。无穷小和无穷大再次令人惊奇的统一了!(由于时间和水平所限,以上凡涉及物理学观点都不能视为对原文忠实准确的传递)

读《宇宙的琴弦》,在作者饱含激情的笔调中全书自始至终都充满了这样令人惊心动魄的思想。原来我们的宇宙竟是这个样子呵!尽管由于艰深超前且难于实验验证,弦论还处在不断地争议、完善和发展中,格林的述说仍然为我们打开了眺望广漠宇宙、透视世界本质的一扇小窗,窗外的风景是如此令人沉溺迷醉!

宇宙的琴弦读后感 篇8

其实这本书早就想看了,但由于平时没有时间。正好寒假,将它看完了,由于在看之前就知道会出现一些很难理解的观点,所以在看这本书之前,先看完了与这本书有关的**《优雅的宇宙》以方便理解。

先简单介绍一下关于这本书。书名已经知道了,叫《宇宙的琴弦》,然后它的作者是一个叫做b·格林的美国理论物理学家写的,当然,他的名字是音译过来的,说到这里顺便说一下,书名肯定也是翻译过来的,原名是《the elegant universe》,至于作者想从书的名字告诉我们什么,那就得自己去猜了。

这本书可以说是初学者的科普读物。当然,这是第一个把你带到弦理论的材料。然后顺便提一下,我之所以想读这本书,也是想稍微了解一下,关于这神奇的弦理论,这the theory of everything 万物之理。

现在我将就我的理解介绍一下弦理论,也就算做我对这本书的理解,也作为我读过这本书的感想吧。

从最早讲起。在1687年,牛顿公布了他的万有引力定律,他宣布:让月球围绕地球旋转的力,与让苹果从树上掉下来的力是同一种力,一下子将上帝与普通人联系在一起,按照牛顿的观点,月球围绕地球以一个椭圆在运动,为方便理解,近似为圆周运动。

而维持圆周运动需要一种外力来提供其曲线运动所需的向心力,于是牛顿将地球对月亮的这种作用解释为是一种力在作用,他将这种力命名为gravity,按情况翻译为重力或引力。牛顿不仅定性地描述了万有引力,而且写出了万有引力定律。换句话说,这个方程意味着两个物体之间的引力于物体质量的乘积成正比,于物体质间距离的平方成反比。

用这个引力定律可以解释几乎一切,包括彗星的运动,月亮绕地球的运动,篮球在空中飞行,甚至是预言海王星的出现。公式的**与物体的实际运动惊人地一致。直到20世纪初,这些成功都是牛顿理论无可争辩的支柱。

然而,爱因斯坦的狭义相对论是最大的障碍。狭义相对论的一个重要特征是受光的绝对速度限制。即没有东西能比光更快。

于是问题出现了,设想一下,假如太阳突然消失,那么由于地球失去了太阳的引力作用,将立即飞离轨道,这是牛顿的观点。但即使太阳消失了,由于1.5亿公里的巨大距离,太阳光消失也需要8分钟。

所以问题来了,重力怎么能在光之前消失呢?当然在狭义相对论出现以前,牛顿的引力理论也有重大的缺陷,它能高度精确的预言物体在引力的作用下如何运动,却没有能说明引力到的是什么。就是说相互分离的物体,凭什么相互作用呢?

当然,牛顿自己也无法解释。先撇开引力,有这样一个现象:假如你在封闭的电梯里,刚到100层,突然钢缆断裂,电梯和你一起下坠,你就会发现,我的确在地球附近,但是却感受不到地球的引力了。

还有一个现象,你坐在汽车上,汽车突然加速,你就会感觉到加速度对你的影响,当然如果是向上加速,即使没有地球你也能感觉到,类似有力的作用,也就是说加速度产生的力的感觉,与引力产生的力的感觉是无法区分的。所以我们研究一种特殊的加速度运动,圆周运动。假设一个圆形的转盘,你要去测量一下它的周长,于是你就趴在圆盘边缘测量,由于圆盘在旋转,你就有一个速度,你手中的尺子便因为运动而略为缩短,当你再去测量该转盘的直径,并将该周长除以直径,就会发现得到一个比2π更大的数。

奇怪的事情发生了,一个圆的东西,怎么可能违反古老的法则呢------对于每个圆来说,那个比值不都应该是2π吗?解释是这样的:古希腊发现,规则只适用于平面上的圆,如果圆在表面上是不同的。

爱因斯坦证明了在所有加速运动的情况下,空间都是弯曲的。当然,弯曲的不仅仅是空间,还有时间。加速度越大,弯曲的时间就越多。爱因斯坦认为,重力是空间和时间的弯曲。

重力不是瞬间传递的,而是有物质质量引起的时空弯曲引起的。当然,至于空间如何弯曲,还是一件很难想像的事。最后,用一种新的理论来解释太阳消失的灾难。

当太阳消失时会产生空间的扰动,扰动以光速向外扩张,这便满足了狭义相对论对以光速为宇宙速度极限的的要求。所以太阳消失8分钟后,我们地球上的人知道太阳不见了,同时我们也感觉到了太阳引力的消失。爱因斯坦的新理论解决了这一矛盾;引力扰动与光同步。

而这新诞生的理论被称为“广义相对论”。

说到引力,一种被发现的力。在古代早期,人们发现带有静电的物体可以吸引小而轻的物体,然后用相同的电荷相互排斥,用不同的电荷相互吸引。当然,还有一个非常接近的,就是磁力。

磁有两极,同样是同极相斥,异极相吸。后来发现电流可以产生磁力,法拉第成功地将磁力转化为电能。所以电和磁可以相互转换。

但是没有人能解释这是为什么。直到麦克斯韦成功地用四个简单的方程同时描述了功率和磁力,即完成了功率和磁力的统一。之后就将这种新的力称为“电磁力”。

随着物理学的发展,问题逐渐出现。比如这样一个例子:在一个烤炉中,我们设定一定温度,在加热炉壁的时候它的内部会产生辐射波,那是与电磁波形式相同的波,既可以来自太阳的表面,也可能来自于烧红的铁棒。

于是问题出来了。我们知道电磁波携带能量,例如,地球上所有的能量都来自电磁波从太阳带给地球的能量。20世纪初,物理学家计算了在给定温度下,所有电磁辐射在烤箱中所携带的能量。

根据前面的计算程序,他们得到了一个荒谬的结果:对于任何温度,炉内的能量都是无限的!这完全是没有意义的。

即使火热的烤炉可能蕴藏着巨大的能量,但肯定不是无穷大。1900年,普朗克提出了一个解决方案,以消除对无限能量的担忧。他是这样想的:

他认为,电磁波在炉内所携带的能量越来越小,是某一基本能量的整数倍,但这个分数是不允许的。波所携带的最小能量有频率决定。具体来说,他假设一系列波的最小能量于波的频率成正比:

高频意味着高能量,低频意味着小能量。这样,总能量将是一个合理的值。消除无意义和无限的结果,普朗克迈除了重要的一步。

但人们确实相信他的猜想是正确的,因为用新方法计算出的炉子中的有限能量与实验结果惊人地一致。此外,普朗克在计算中调整了一个参数,以便准确**在任何温度下测得的炉子能量。这个新的参数是最小能量单位和波的频率之间的比率因子,称为普朗克常数。

普朗克常数非常小,大约是1000亿倍。小普朗克常数表明能量包的尺度很小。这就是为什么我们认为我们可以使琴弦的能量不断变化,从而听到不断变化的声音。

虽然,按照普朗克的观点,波的能量实际上是一点点传播的,但那些点实在是太小了,一点跟着一点,仿佛是光滑连续流动的。在往后就是爱因斯坦对“光电效应”的思考,在这里就不详细介绍了。爱因斯坦的解类似与普朗克的解。

在他看来,一束光实际上可以被视为一束光粒子。后来,化学家路易斯给光粒子起了个好名字——光子。然后争论就出来了,光是什么?粒子还是波?

这个争论从很早就开始了。最后,英国物理学家thomas young在19世纪初对光进行的双缝干涉实验证明了光是一种波。后来,麦斯韦尔为流行的光波动理论奠定了坚实的数学基础。

然而,爱因斯坦推翻了牛顿的神圣引力理论,他似乎通过光子恢复了牛顿的光粒子模型。当然,如果你想到水,水是由大量的水分子-粒子组成的,但它可以显示出波的特性。那么似乎有理由猜测,光的波动性也来自于光的微粒图像,只要光的粒子数足够大。

可微观世界更加难以捉摸。实际上,即使光源的强度越来越弱,仍然会产生相同的干涉条纹,直到光子以缓慢的速度逐一撞击双缝隙后面的屏幕为止。这是很令人惊讶的,相继通过缝隙然后独立打在屏上的一个个光子,如何能够“协同的”打在屏上产生明暗相间的干涉条纹呢?

根据传统的想法,我们认为光子要么通过左缝,要么通过右缝,但事实并非如此。所以在微观世界里,我们应该接受这样一个事实:它既可以是波,也可以是粒子。1923年,法国年轻贵族德布罗意认为波粒二元性不仅适用于光,也适用于物质。

很快,人们发现电子具有相似的波特性,可以产生干涉图样。后来,根据这一发展,在观察世界中建立了一个新的学科量子力学。想象一下量子力学中的现象,你会发现它们是荒谬的,尽管它们确是是真理。

例如,量子力学解释了光子实际上同时通过两个狭缝的光的干涉,然后选择一条它最想走的路径到达屏幕。至于那个光子是否曾先飞到冥王星,然后又飞回来,这一点不能否认。当然,也有一些有趣而荒谬的说法,比如:

如果你把它贴在墙上,你有一定的几率穿过它。当然,概率很小,但不是零。

许多证据表明,量子力学和广义相对论未能达到最深刻的理解。他们通常的适用范围是不同的。在大多数情况下,量子力学或广义相对论都不需要他们同时存在。

然而,在某些极端条件下,物体具有大质量和小尺度,比如在黑洞的中心,在宇宙中发生大事件的时候。为了得到正确的理解,我们需要量子力学和广义相对论。然而,这两种理论是完全不相容的。

如果我们强行组合,我们总会得到毫无意义的答案。之后就开始有人思考量子力学,是不是“离经叛道”。海森伯格发现不确定性原理就彻底把所有“复辟”幻想扫荡干净了。

不确定性原理告诉我们,我们研究的距离越小,时间越短,宇宙就会变得越疯狂。因此,量子力学与广义相对论相结合的实验一再失败。难道就没有解决办法了吗?

终于超弦理论来了。

弦理论很有可能就是终极理论。随着物理学的发展,发现支配宇宙的力只有四种:强核力、弱核力、电磁力和引力。量子力学可以解释前三个,用广义相对论来解释引力。

弦理论试图重建一个和谐地容纳这四种力量的是界。

弦理论认为,构成物质的是一种被称作弦的物质构成的,不同的弦有不同的震动形式,不同的震动形式决定了该粒子的质量与力荷。1968年一位年轻的意大利物理学家在寻找一个方程组用来描述强核力,也就是使得每个原子中质子与中子相互粘在一起的原因。据说某天他在一本满是灰尘的数学史书中找到一组200年前的旧方程式,最先由瑞士数学家欧拉写下。

他发现欧拉方程似乎能够描述强大的核力。从那时起,弦理论的研究开始了,这也标志着弦理论的诞生。现在弦论已经构建了一个10维的宇宙,并试**释引力。

但是,问题出来了:弦理论不知一种,而是一下子出来了五种弦理论。当然,五种弦理论显然太多了。他们需要找到的是一切的原则,只有一种理论。

很快这个问题就解决了。根据新理论,我们可以看到五个弦理论,因为我们可以看到同一理论的五个不同镜像。所以问题就解决了。新理论被称为m理论。至于m代表什么,没人知道。

m-理论用10维的空间加上一维的时间,成功概括了全部的弦理论,m理论认为之所以之前会认为是9维是空间加上1维的时间,是因为对空间的计算进行了近似的结果。如果我们进行精确的计算,我们可以弥补被忽略的尺寸。m理论预言,一个没有质量的粒子被用来转移引力,称为引力子,来解释为什么引力这么小。

虽然在我们的生命观念中,重力是最大的力量,其实它是很小的。m-理论认为,组成我们普通物质的弦是一种又开口的弦,它的两端被固定在一个三维膜上,虽然这种弦可以自由移动,但是不能离开这三维膜。类似于光子、一些中微子等等。

但是引力不一样,引力子是由闭合的弦够成的,它不能被固定在膜上,它可以自由穿越到其他膜上去,也就是说,引力实际上很大,但由于引力子会离开我们生活的三维膜,所以显得很小。同时也预言了所谓的“平行宇宙”的出现。只有引力子才能在不同的平行宇宙之间转移。换句话说,引力真的没有边界,因为在任何地方,引力子都能到达。

当然,弦理论或m理论也有一个巨大的缺陷,即没有原因可以证实。如果没有实验来验证一个理论,那它是不完整的。但是以现在的技术是不可能的。

因为弦理论所预言的弦的大小的数量级太小了,我们要发现它,所需的加速器将会有银河系那么大,引力子又是没有质量的,几乎没有办法检测到等等。这一新理论的研究也许并不完美,但我们可以看到人类的无限创造力。

读完这本书,我终于意识到基本理论在做什么。我在等待这个新理论成为万物的原理,解释宇宙中的一切。看完这本书,我会感到有些兴奋。

哦,我们的宇宙是如此简单和复杂。

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