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為什麼不是解讀，而叫轉述？

今天開始要與您分享的這本書叫做《七堂極簡物理課》。肯定有不少的同學看到物理這兩個字就眉頭一緊，因為這兩個字背後就是枯燥乏味和複雜難懂。但是你應該對我有信心啊，我做的所有節目，什麼時候讓你產生過燒腦、聽不懂的感覺？

當然了，面對這本書，並不是我有什麼超常的自信，我也是個物理小白。那我之所以敢這麼說，是因為這本書它本身就是一本給文科生的科普書，它能徹底改變我們原來對於物理的刻板印象。那些高深的科學理論，在作者的講述中，變得浪漫迷人，那些過於複雜，令人頭疼的知識在他的筆下，竟然充滿了詩意。

這本書僅僅就只有98頁，已經寫得非常的精簡了，可以說多一句的廢話都沒有。而且他本身就是用敘述性的語言，把20世紀物理科學的精髓濃縮到了七堂課當中，其中包括了相對論、量子力學和熱力學等等，而出人意料的是它們被作者寫得極其易懂，已經不需要我再做過多的人話翻譯了。

這也是為什麼市面上沒有這本書的解讀版本的原因。

但是即便如此，我還是不願意放過他。因為它展現給我的物理世界是如此的精妙至極和如此無與倫比的美輪美奐，我終究還是不忍心讓您與它失之交臂。縱然不需要我對他進行大刀闊斧的解讀，我也心甘情願用我自己的轉述方式把它分享給你。所以這就是為什麼這本書的標題沒有叫解讀，而是叫轉述的原因。

只要你對我們所處世界的真相，還抱有一絲的好奇，只要你對頭頂的璀璨星空，還抱有一絲的嚮往，那麼你一定會愛上他的。

卡洛.羅韋利

本書的作者，這位在我面前，輕輕揮動下手指就能拉開一個迷人星河的魔法師，叫做卡洛羅韋利，今年61歲。他是一名意大利理論物理學家，在美國和法國都生活過。羅韋利還特意為我們中國的讀者寫了一段話，在這本惜字如金的書中，能有一段專門給我們中國讀者的文字，我還真有點小感動。

羅韋利說在他小時候，我們中國對於西方來說是個遙不可及的存在。他讀過老子、李白、曹雪芹和毛澤東的作品，深深的痴迷於我們遙遠而又豐富神秘的東方文化。後來隨著他結識了很多的中國朋友，才漸漸的意識到，中西方的差距遠沒有他想象中的那麼巨大。在兩種文化中，人們對於美、對於知識、對於探索的痴迷都是一樣的。我們處在一個幸福的時代，世界上不同的文化正彼此融合，成為更加豐富多彩的全球文明。他說：這本小書正是我對這種融合的微小努力：一個科學家眼中的宇宙，它的廣袤無垠，它的奇妙絢麗，它的神秘莫測。我很驕傲地將這些想法分享給你們，我的中國朋友們！

《七堂極簡物理課》被譽為是繼《時間簡史》之後最成功的大眾科普讀物。作者之所以會萌發寫這本書的念頭，是因為在他看來。我們絕大多數人都處在一個比較尷尬的境地，這就有點像是哥白尼提出日心說之後，絕大多數人仍然相信著“地心說”一樣。

同樣的道理，在20世紀，隨著相對論、量子力學、量子理論的提出，其實人類對整個世界的認知已經發生了戲劇性的顛覆。可是這些顛覆性的認知並沒有滲透下來，讓每個人都能有所瞭解。我們對於空間、時間這些概念都有者自己最直接和最感性的認識，這就像我們站在地球上看到的分明就是太陽和星星在圍繞著我們旋轉一樣。而隨著我們對物理知識的瞭解，會發現現實中的真相，其實與我們日常生活中的那些理解相去甚遠。

我們的那些常識和經驗，就像是現實中的模糊視角，因為它不夠細緻清晰，考慮的不夠周全。而物理就是拿走了中間的這層隔膜。讓我們能看的更清楚。這就像是我們需要跨過高山，才能看到山的那邊的風景一樣。

所以作者就是想用一種簡單的方式，一種強調物理之美的方式告訴更多的人這些知識。這是一本寫給像我這樣對現代科學知之甚少的人的書。當我們一起看之後你就會發現，自己的內心已經發生了某種質的變化，書中如同故事一般的理論和學說，將引領我們打破意識的侷限，去重新思考那些原本看似理所當然的自然現象。

詩一般的推薦語

我曾經在網上看到這樣一段很美的推薦語：

我們好奇生命的起源，於是追溯物種進化的歷程。

我們好奇植物的模樣，於是記錄花開花落的瞬間。

我們好奇風雨的方向，於是飛上天空去尋找遠方。

我們好奇腳下的泥土，於是我們漂洋過海跟隨板塊的蹤跡。

我們好奇海洋的神秘，於是追尋他的廣袤，探究他的深邃。

我們好奇空氣、我們好奇水，好奇一切固有的存在為什麼理所當然。

我們永遠年輕，永遠熱淚盈眶。

我們永遠好奇，永遠充滿詩意。

我們對這個世界的好奇心，讓我們源源不斷地表達著自己熾烈的熱愛。

我們好奇時間為什麼會流逝？

我們好奇宇宙究竟是什麼？

好奇相對論和愛因斯坦，

好奇空間和時間有著怎樣的關係，

而這一切的好奇心都值得被尊重，都可以通過這樣一本書獲得滿足。

這本書就是《七堂極簡物理課》。後面的時間裡就讓我把這本書轉述分享給您。這將是一場新奇的冒險，一次難忘的旅行。給自己仰望星空的臉龐，一次徹底的滿足。那我們開始吧。

第一課，最美的理論

少年時代的愛因斯坦曾度過一年無所事事的時光。但是很可惜，現在很多青少年的父母經常會忘記這樣一個道理：一個沒有“浪費”過時間的人終將一事無成。

那時候，愛因斯坦他因為受不了德國高中的嚴苛的教育制度而中途輟學，回到了他位於意大利帕維亞的家中。那個時候正是20世紀初，意大利工業革命剛剛開始，他的工程師父親正在波河平原上建造第一批發電站。而愛因斯坦則在閱讀大哲學家康德的著作，偶爾去旁聽大學的的課程，但是他聽課只是為了好玩，既沒有註冊學籍，也不會去參加考試。但正是這看似兒戲的行為使他成為真正的科學家。

後來，他去了蘇黎世大學讀書，開始全身心地投入到物理學的研究中。幾年後的1905年，他向當時最負盛名的科學期刊《物理學年鑑》投寄了三篇文章，這三篇文章中的任何一篇都足以讓他獲得諾貝爾獎。

其中第一篇指出了原子的存在，第二篇則奠定了量子力學的基礎，這個我們在下一課會細說，而在第三篇中他提出了第一個相對論，也就是我們今天所說的“狹義相對論”。這個理論說明了對每個人來說，時間的流逝速度可以不一樣——如果一對雙胞胎中的一個人以高速運動，那麼兩人的年齡將不再相同。

愛因斯坦很快成為著名的科學家，收到了很多大學的聘書。但即便是這樣，仍然有些事讓他心緒不寧，儘管他提出的相對論立刻獲得了一片讚譽，但它與我們對引力的瞭解，也就是自由落體的認知產生了矛盾。

他在寫一篇總結相對論的論文時發現了這個問題，於是對偉大的物理學之父牛頓那著名的“萬有引力”學說提出了質疑。他說，我們能否修正一下這個理論，讓它不再與新生的相對論水火不容？為此他陷入了深思，並花了十年時間來解決這個問題。

在這十年裡，他瘋狂研究，反覆嘗試，不斷犯錯，陷入了混沌。他發表過錯誤的論文，有過各種靈光乍現的想法，也曾誤入歧途。終於，在1915年11月，他發表了一篇論文，給出了完整的解答——這是一個全新的引力理論，他稱之為“廣義相對論”，這是他的傑作。偉大的蘇聯物理學家列夫·朗道稱之為“最美的理論”。

世界上有許多感人至深、無與倫比的偉大作品，比如莫扎特的《安魂曲》、荷馬的《奧德賽》、西斯廷禮拜堂的穹頂畫、莎士比亞的《李爾王》……

想要領悟這些作品的妙處，都要經歷一個從頭學起的過程，但最終獲得的回報將是百分之百美的享受。其實，除了美感之外，這些作品還能為我們提供一個觀察世界的全新視角。而廣義相對論，這顆愛因斯坦的明珠，正是這樣一件傑作。

我還記得自己對這個理論初有心得時的激動心情。那是大學最後一年的夏天，我在一片海灘上，沐浴在希臘風情的地中海豔陽下。因為沒有學校課業的打擾，學生在假期裡往往能更專注地學習。我當時正在研讀一本書，書頁的邊緣都被老鼠咬爛了。

每當我忍受不了大學裡那些無聊的課程時，就會跑回位於山區的家中。我的家不成樣子，有點嬉皮風格，我每天晚上都會用這本書堵住那些可憐的小動物的洞口。此刻，我時不時地從書頁中抬起頭來，看看面前波光粼粼的大海，我彷彿看到了愛因斯坦想象中那個彎曲的時空。

這簡直就像魔法一樣：宛如一位朋友在我耳邊低聲細語，告訴我一個不同凡響卻又不為人知的真相，瞬間揭開了遮蔽真實的面紗，展現出一個更簡潔、更深刻的秩序。自從得知地球是圓的，像瘋狂的陀螺一樣旋轉之後，我們就認識到事實並非如表面所見。每當我們瞥見事實新的一面時，都會激動不已，這意味著又有一層面紗要被揭開了。

在歷史的長河中，我們的知識領域裡先後出現過很多次飛躍，但愛因斯坦完成的這次飛躍或許是無與倫比的。

這是為什麼呢？首先是因為一旦我們掌握了其精髓，這個理論便簡潔得驚人。下面我來簡要地敘述一下：

牛頓試圖解釋物體下落和行星運轉的原因。他假設在萬物之間存在一種相互吸引的“力量”，他稱之為“引力”。那麼這個力是如何牽引兩個相距甚遠，中間又空無一物的物體的呢？這位偉大的現代科學之父對此顯得謹慎小心，都沒敢大膽提出假設。

牛頓想象物體是在空間中運動的，他認為空間是一個巨大的空容器，一個能裝下宇宙的大盒子，也是一個碩大無朋的框架，所有物體都在其中做直線運動，直到有一個力使它們的軌道發生彎曲。至於“空間”，或者說牛頓想象的這個可以容納世界的容器是由什麼做成的，牛頓也沒有給出答案。

就在愛因斯坦出生前的幾年，英國的兩位大物理學家為牛頓冰冷的世界添加了新鮮的內容：電磁場。所謂“電磁場”，是一種無處不在的真實存在，它可以傳遞無線電波，可以佈滿整個空間；它可以振動，也可以波動，就像起伏的湖面一樣；它還可以將電力“四處傳播”。愛因斯坦從小就對電磁場十分著迷，這種東西可以讓爸爸修建的發電廠裡的發電機運轉起來。很快他想到，就像電力一樣，引力一定也是由一種場來傳播的，一定存在一種類似於“電場”的“引力場”。他想弄明白這個“引力場”是如何運作的，以及怎樣用方程對其進行描述。

就在這時，他靈光一閃，想到了一個非同凡響的點子，一個百分百天才的想法：引力場不“瀰漫”於空間，因為它本身就是空間。這就是廣義相對論的思想。

其實，牛頓的那個承載物體運動的“空間”與“引力場”是同一個東西。

這是一個驚世駭俗的理論，對宇宙做了驚人的簡化：空間不再是一種有別於物質的東西，而是構成世界的“物質”成分之一，一種可以波動、彎曲、變形的實體。我們不再身處一個看不見的堅硬框架裡，而更像是深陷在一個巨大的容易形變的軟體動物中。

太陽會使其周圍的空間發生彎曲，所以地球並不是在某種神秘力量的牽引下繞著太陽旋轉，而是在一個傾斜的空間中行進，就好像彈珠在漏斗中滾動一樣：漏斗中心並不會產生什麼神秘的“力量”，是彎曲的漏斗壁使彈珠滾動的。所以無論是行星繞著太陽轉，還是物體下落，都是因為空間發生了彎曲。

那麼我們該如何描述這種空間的彎曲呢？19世紀一位偉大的數學家已經寫出了描述二維曲面的公式。他還讓自己的得意門生將這一理論推廣到三維乃至更高維的曲面。這位學生名為黎曼，他就此問題寫了一篇重量級的博士論文，但當時看起來全然無用。

論文的結論是，任何一個彎曲空間的特徵都可以用一個數學量來描述，如今我們稱之為“黎曼曲率”，用大寫的“R”來表示。後來愛因斯坦也寫了一個方程，將這個R與物質的能量等價起來，也就是說：空間在有物質的地方會發生彎曲。就這麼簡單。這個方程只有半行的長度，僅此而已。空間彎曲這個觀點，現在變成了一個方程。

然而，這個方程中卻蘊含著一個光彩奪目的宇宙。從此，廣義相對論這一神奇的寶藏向人們展示了一連串夢幻般的預言。它們看上去像瘋子的胡言亂語，但最終都得到了證實。

• 首先，這個方程描述了空間如何在恆星周圍發生彎曲。由於這個彎曲，不僅行星要在軌道上繞著恆星旋轉，就連光也都發生了偏折，不再走直線。愛因斯坦預測，太陽會使光線偏折。在1919年，這個偏折被測量出來，從而證實了他的這一預測。其實不僅是空間，時間也同樣會發生彎曲。愛因斯坦曾預言，在地球的高空中，在離太陽更近的地方，時間會過得比較快，而在低的地方，離地球近的地方時間則過得比較慢。這一預測後來也經測量得到了證實。如果一對雙胞胎，一個住在海邊，一個住在山上，只要經過一段時間，住在海邊的那個就會發現，住在山上的兄弟要比自己老得快一些。然而好戲才剛剛開始。

• 當一個大恆星燃燒完自己所有的燃料的時候，也就是燃燒完氫的時候，它就會熄滅。殘留的部分因為沒有燃燒產生熱量的支撐，會因為自身的重量而坍塌，導致空間強烈彎曲，最終塌陷成一個真真正正的洞。這就是著名的“黑洞”。在我上大學那會兒，世人還不大相信這個神秘理論的預言。如今，天文學家已觀測到宇宙中大量的黑洞，並對它們進行了詳盡的研究。但還有更精彩的。

• 整個宇宙空間都是可以膨脹和收縮的。愛因斯坦的方程還指出，空間不可能一直保持靜止，它一定是在不斷膨脹的。1930年，人們確確實實觀測到了宇宙的膨脹。這個方程還預測，這個膨脹是由一個極小、極熱的年輕宇宙的爆炸引發的：這就是我們所說的“宇宙大爆炸”。人類再一次經歷了這樣的事：起初沒有一個人相信這個理論，但大量證據紛紛出現在我們眼前，直至在太空中觀測到了“宇宙背景輻射”，也就是原始爆炸的餘熱裡瀰漫的光。事實證明，愛因斯坦方程的預言是正確的。

此外，這個理論還說，空間會像海平面一樣起伏，目前人們已經在宇宙中的雙星上觀測到了“引力波”的這種效應，與愛因斯坦理論的預言驚人一致，精確到了千億分之一。還有許多其他的例子，這裡就不再細說了。

總之，愛因斯坦的理論為我們描繪了一個絢麗多彩而又令人驚奇的世界，在這個世界裡有發生爆炸的宇宙，有坍塌成無底深洞的空間，有在某個行星附近放慢速度的時間，還有像大海揚波一般無邊無際延展的星際空間……我那本被老鼠咬破的書把這一切一一呈現在我面前，這並非痴人在犯傻時隨口編的故事，也不是那地中海的驕陽讓我暈頭轉向，更不是那粼粼的海水讓我產生幻覺。

這些都是事實，或者更確切地說，是對事實的驚鴻一瞥，比我們平日裡模糊庸常的見解要高明一點。這樣的事實看似和我們的夢境由同樣的材質構成，但無論如何的確比我們平日那些雲霧般的夢境更為真實。

所有這一切都源自一個樸素的直覺，那就是，空間和引力場本是一回事。這一切也可以歸結為一個簡潔的方程。

當然了，要先學習和消化黎曼的數學才能解讀和使用這個方程，要花些工夫、付出些辛苦才做得到。但這總比感悟貝多芬晚期絃樂四重奏的神秘之美要容易得多。

無論是欣賞藝術，還是領悟科學，我們最終得到的將是美的享受和看待世界的全新視角。

好了，今天的分享就到這裡，後面的轉述我會很快更新。