幹了這碗前沿科學的渾濁《七堂極簡物理課》燒腦指數
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在科學的前沿，在人類認知能夠抵達的邊界，科學變得越發迷人了，
它閃耀在對原初想法的鍛造中，在直覺和嘗試里，
在那些被選擇又被放棄的道路上，在不斷產生的熱情中，
在於努力想像那些從未被想像過的事。
「《時間簡史》之後，從未有過如此成功的科學讀物，
以無法抗拒的優美，引領你了解我們所棲居世界的真想」
看到各大排行榜在推薦，於是入手了一本，非常薄的一本小冊子。
的確如推薦所說，如果從來沒仔細了解過相對論、量子物理以及空間粒子等物理概念的同學，看完估計會重塑自己的世界觀，開腦洞類書籍。
看完最大的感受：往往最前沿、最高深的問題就是那些孩子們會問出的問題，科學如此，哲學亦如此。
如果你也是一個「好奇寶寶」，同時對物理擁有一定興趣的話，那就開始吧~
（雖然叫「極簡」，但是對於完全不喜歡物理的書友還是不一定能看得下去，看完後立馬打消了給「二貨」女友看的念頭。當然了，嘗試一下也沒壞處~）
01
最美的理論
廣義相對論，所有的一切都源自一個直覺，那就是空間和引力場本是一回事，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。
這一切可以歸結為一個簡潔的方程：
R_uv-1/2×R×g_uv=κ×T_uv
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。但總比感悟貝多芬晚期弦樂四重奏的神秘之美要容易得多。但美是他們統一的審視維度。
02
量子
20世紀物理學的兩大支柱：廣義相對論、量子力學。
廣義相對論是一顆小巧的寶石：由愛因斯坦憑一己之力思考、孕育而來的，是關於引力、空間和時間簡潔而又統一的觀點。
量子力學（量子理論）正好相反，它在實驗上獲得了無與倫比的成功，其應用改變了我們的日常生活。它誕生於1900年，幾乎引領了整個世紀的密集思考。
在量子力學中，存在的每樣東西都是不穩定的，永遠都是從一種相互作用躍遷到另一種相互作用。沒有任何東西擁有確定的位置，除非它撞上了別的東西。
我們無法預知一個點子在發生量子躍遷時再次出現的位置，只能計算它出現在某處的概率。這個概率問題直搗物理的核心，原本物理學的一切問題都是被那些普遍且不可改變的鐵律所控制的。
03
宇宙的構造
在實驗、測量、計算和嚴格推導之前，科學首先是視覺活動。
有一種實驗方法叫做「思想實驗」，思想實驗是指：使用想像力去進行的實驗，所做的都是在現實中無法做到（或現實未做到）的實驗。
思想實驗也是通過想像產生的一種圖景，愛因斯坦曾說：「理論的真理在你的心智中，不在你的眼睛裡。」而在這其中。伽利略的實驗大多數就是思想實驗，歷史已經證明他並沒有從比薩斜塔上同時扔2個鐵球來證明亞里士多德的錯誤。
科學思想得益於以新的方式「看」事物的能力。
從地球是圓的到地心說，再到日心說，再到最新的認知，宇宙布滿了星系，它的紋理會想海浪一樣起伏，激烈處還會產生黑洞。。。
人們都通過視覺化的形式來表述、構建我們對世界的認識。
04
粒子
我們身邊所有物體都是由電子、夸克、光子和膠子組成的，它們就是粒子物理學中所講的「基本粒子」。除此之外還有中微子、希格斯玻色子等不到十種。它們不斷地存在和不存在之間震動、起伏，充斥在似乎一無所有的空間中。
量子力學和粒子實驗告訴我們，世界是物體連續的、永不停歇的涌動。就像20世紀60年代世貿的嬉皮世界，一個由事件而非物質構成的世界。
建立在量子理論基礎之上的「基本粒子標準模型」對比相對論來說，顯得臃腫複雜，而且它無法解釋「暗物質」、「引力波」現象。
但我們現在沒有更好的理論，「標準模型」可能不太優美，但用來解釋我們周圍的世界卻很好用。更好的模型跟假說還要等待人類去探索。
05
空間的顆粒
我們所理解的物理世紀的中心存在一個悖論，20世紀物理的兩顆明珠：廣義相對論和量子力學，依照目前的形式，他們是相互矛盾的。
廣義相對論說世界是彎曲的空間，所有東西都是連續的。量子力學認為世界是一個能量量子量子躍動的平直空間。悖論在於兩者都很好用。
理論物理學家們正在努力解決這個問題，這個研究領域被稱為「量子引力」，試圖找到一種方法，一種統一的世界觀，來解決上述「精神分裂」的情況。
物理學不是第一次面對兩個看起來完全對立卻都很偉大的理論，而過去每一次成功將兩者統一時，我們的世界觀都產生了巨大的飛躍。牛頓整合伽利略的拋物線運動和開普勒的天體橢圓運動，發現萬有引力。麥克斯韋將電和磁的理論結合起來，提出電磁場方程。愛因斯坦解決電磁學和經典力學的明顯衝突，發現了相對論。
這令人興奮的對立激發了大家研究的熱情，一個重要的嘗試是「圈量子引力」研究方向，它的核心結論是：空間是不連續的，而是由細小的微粒組成的；描述空間和物質的顆粒的方程不再包含「時間」這個變數（並非說一切都是穩態，而是說變化是普遍存在的，大自然的舞步不再追隨某個節奏，而是每個物理過程都有自己的節奏）。
06
概率、時間和黑洞的熱
（這一章略複雜）
除了廣義相對論與量子力學，物理學中還有另外一個重要的領域「熱力學」（研究熱的科學）。
麥克斯韋和玻爾茲曼發現：一個熱的物質並不會包含熱質，熱僅僅是因為其中的原子運動更快。而熱量總是從熱的地方跑到冷的物體上，玻爾茲曼發現原因驚人的簡單：這種情況會發生只是因為發生的概率比較大而已，並非遵循了絕對的定律。
從統計學上看，一個快速運動的熱物體的原子更容易撞上一個冷物體的原子，傳遞給它一部分能量；而反過程發生的概率太低。
但我覺得這個解釋並沒有說明「熱量總是從熱的地方跑到冷的物體上」這個問題的本質，統計學解釋只說明了熱量高的物體更容易與周圍發生熱量交換。
但之所以熱量從熱量高的物體到熱量低的物體，本質還是微觀粒子能量的傳遞，也就是宏觀上看到的熱量的傳遞。（能量高的粒子與能量低的粒子相遇，能量由高流向低。為什麼粒子能量會從高到低？至少從動能的傳遞是比較清晰的：速度快的物體碰到速度慢的物體，會產生動能的傳遞，但這裡可能還有粒子勢能的問題）
除了粒子本身的動能，熱量傳遞同時也是「運動能力」（或者叫熵更準確？）的傳遞。這就是為什麼「0度的水變成0度的冰會放熱」。
（下面腦洞更大）
熱量的傳遞關係到時間的本質：在不發生熱交換的情況下，我們看到的未來和過去是一樣的。舉例，如果沒有摩擦，鐘擺可以永遠擺動下去，如果把這個過程錄下來，倒著播放也不會覺得有任何問題。但是如果存在摩擦，鐘擺生熱損失了能量，運動速度變慢，再錄像倒放就會有問題。
在某種程度上，將概率引入熱力學是由於我們的「無知」。不確定某件事是否會發生，於是配以高或低的概率。這在物理研究中叫做統計物理學。
當熱力學和統計力學延伸到引力場時，出現了問題。引力場跟溫度是什麼關係？仍是一個未解的難題。（我們現在已經知道電磁場加熱後的反應，微波爐）
但熱的引力場是什麼？前面提到引力場就是時空本身，當熱量在引力場中擴散時時空應該發生震動，但我們還不知如何描述它。
時間的流動是什麼？這是一個亟待解決的問題，因為狹義相對論說，「現在」的概念是主觀的。」
物理學家和哲學家們得出結論，全宇宙共有一個「現在」的概念是種幻。
而時間流逝這個鮮活的經驗從何而來？作者認為答案就在熱量和時間的緊密聯繫中，只有當熱量發生轉移時，才有過去和未來的區別。熱量和概率有關，而概率又決定了我們和周圍世界的互動無法追究到微小的細節（作者沒有說為什麼，是不是因為我們目前沒有找到粒子運動的規律？）
在引力、量子力學和熱力學三者的交叉地帶，許多問題糾纏在一起，而時間就位於這團亂麻的中心。
我們也許已經開始理解量子引力了，但他只結合了拼圖中的兩塊，我們還沒有找到一個理論，把我們對世界的三塊基本理解拼到一起。
（霍金利用量子引力證明黑洞是「熱的」，這把問題的三個方面聯繫在了一起，問題仍在等待解讀，以告訴我們時間的本質。）
07
我們
我們人類如何研究看待自己，我們有什麼獨特性？我們如何產生意識和智能？這一章更多應該是認知、心理方面的內容，所以作者沒有進行過多深入的介紹。
有看不懂的，大部分原因是我沒轉述清楚，去看原著吧~
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