死亡黑洞 作者:尼尔·德格拉斯·泰森

死亡黑洞 作者:尼尔·德格拉斯·泰森

死亡黑洞 出版社:湖南科学技术出版社

死亡黑洞 内容简介

死亡黑洞 目录

死亡黑洞 精彩文摘

本书集结了四十余篇作者精彩的探讨宇宙话题的文章——从宇宙生物学前沿的星际生命问题,到电影业对夜空污染的忽视。作者通过描绘人体进入黑洞以后的故事,向我们揭示了黑洞的奥秘;通过回顾历史上科学与宗教的无谓冲突,讲述了地球从宇宙中心到无名小卒的故事。前言致谢序篇:科学之始第一篇 知识的本质——了解宇宙可知事物的挑战1. 觉醒2. 天地如一3. 眼见不为实4. 信息陷阱5. 止步不前的科学第二篇 自然知识——探索宇宙的挑战6. 从太阳中心出发7. 行星展览8. 太阳系里的流浪者9. 五个拉格朗日点10. 反物质真重要第三篇 自然之道——自然如何向探究者展现自己11. 恒定不变的重要性12. 速度极限13. 弹道飞行14. 关于密度15. 彩虹之上16. 宇宙之窗17. 宇宙的色彩18. 宇宙等离子体19. 火与冰第四篇 生命的意义——破解生命之谜的挑战与胜利20. 尘归尘21. 恒星锻造22. 气体云23. 金发女孩和三颗行星24. 水25. 生存空间26. 宇宙里的生命27. 我们的无线电泡泡第五篇 当宇宙变糟时——宇宙欲毁灭我们的种种方法28. 太阳系里的混沌29. 即将上映30. 世界末日31. 星系发动机32. 摧毁他们33. 死亡黑洞第六篇 科学与文化——宇宙发现与公众反应之间的纠葛34. 人云亦云35. 数字恐惧症36. 有关困惑37. 科学沙滩上的足迹38. 暗里乾坤39. 好莱坞之夜第七篇 科学与上帝——当认知方法发生冲突时40. 初始41. 圣战42. 无知之界参考文献人名索引名词索引第1章 觉醒人类凭着自己的五官感觉探索周遭的宇宙,并称这样的探险为科学。——爱德文·鲍威尔·哈勃(1889-1953),《科学的本质》在我们的感官之中,视觉是最特别的。眼睛不仅可以获取房间里的信息,还可以获取整个宇宙的信息。少了视觉,天文学就不会诞生,我们测量自己在宇宙中位置的能力也必定受到制约。想想蝙蝠吧,无论它们代代相传的秘密是什么,可以确定的是肯定没有一个与夜空的景色有关。如果把人的五官感觉看做一组实验仪器的话,那它们的敏锐程度和感知范围都令人惊讶。我们的耳朵既能听见航天飞机发射时震耳欲聋的轰鸣声,也能听见蚊子在头顶上飞行的嗡嗡声。我们的触觉既能感觉到保龄球砸在大脚趾上的冲击,也能感受到一毫克重的小虫在胳臂上爬行的感觉。有人喜欢品尝哈瓦那辣椒(据说是世界上最辣的辣椒)的刺激,敏锐的舌头能够以百万分之一的精度分辨食物的滋味。我们的眼睛能够观察阳光明媚的海滩上的耀眼沙地,同样的眼睛也能在黑暗的礼堂里毫不费力地发现几百米外刚刚点燃的火柴。不过,在我们被骄傲冲昏头脑之前,也要注意在我们拥有较广感知力的同时也失去了感知的精度:我们是以对数而非线性的关系感知外界的刺激。例如,当把某个声音的能量放大10倍的时候,你的耳朵听到的变化要小得多。如果增大2倍,你几乎不会注意到。我们感知光的能力也是这样,如果你看过日全食,那也许会注意到只有当日轮被遮挡超过百分之九十的时候才会有人说天暗下来了。用于表示星星亮度的星等,熟知的表示声音大小的分贝,以及衡量地震强度的震级都是用对数表示的,部分原因就是因为我们生来就是这样看、听和感觉世界的。在五官感觉之外,我们还有什么?是否存在超越五官以外的其它感知方式?人体善于解析周围即时环境的简单信息,比如现在是白天还是黑夜,或是察觉有生物要掠食我们;但是如果没有科学工具,就无法解析自然的其他部分是如何运作的。如果想知道外面有什么,除了与生俱来的感知能力以外,还需要其它探测器。几乎所有科学仪器的用处都是为了超越人类感官的广度和深度。有些人自夸拥有第六感,能够知道或看到别人无法看到的东西。算命先生、通灵者以及神秘主义者是最常见的声称拥有神秘力量的人。于是众人对他们的能力神往不已,尤其是出版商和电视制片人。这种可疑的心理玄学之所以有市场,是因为人们希望至少有些人的确拥有这样的天赋。对我来说,最大的疑问是为什么这么多算命先生不到华尔街去炒期货发大财,反而跑到电视台靠接热线电话维持生计。而且我们也从没看见过这样的头条新闻——“算命先生中彩票大奖”。和这个疑问完全无关的是,用来验证心理玄学的双盲对照实验一再失败,证明所谓心理玄学毫无根据,根本不是什么第六感。从另一个角度来说,现代科学拥有许多感觉。科学家们并没有说这些是什么特别的力量,只说是特别的硬件而已。当然,最终这些硬件把利用额外感知力采集到的信息转换为人的天然感官可以解读的简单图表和图像。在科幻电视剧《星际迷航》原初系列里,从星舰降落到未知星球上的船员们总是带着三度仪——一种能够分析任何物体(有生命或没有生命的)基本信息的手持设备。在待测物体上挥动三度仪,它就会发出使用者能够听懂的古怪声音。面对一团发光的未知物质,如果没有三度仪那样的分析工具,我们就无法获得这团物质的化学或原子组成。我们既不清楚它是否有电磁场,也不知道它是否辐射γ射线、X射线、紫外线、微波或无线电波。我们更无法确定这团物质的细胞结构或晶体结构。如果这团物质离我们很远,看上去只是天空中的一个亮点,我们的五官感觉就无法判断它的距离、速度、自转等信息。我们更无力分析其光线的光谱信息和极化信息。没有硬件帮助我们分析,也没有去触摸它的特别冲动,我们只能这样向星舰报告:“船长,这有一团东西。”恕我冒犯哈勃,本章开篇的那段动人又充满诗意的话应该改作:人类凭着自己的五官感觉,以及望远镜、质谱仪、地震仪、磁力计、粒子加速器和各种电磁频谱检测器,探索周遭的宇宙,并称这样的探险为科学。请想象一下,假如我们生来就具有高度精密的可以调谐的眼球,呈现在我们面前的世界将会比现在丰富多少倍,我们发现宇宙基本性质的时间会快多少吧。把眼睛调到电磁频谱的无线电波部分,白昼的天空就会变得像夜晚一样黑暗。天空中散布着明亮的光点,那是那些著名的射电源,比如位于射手座几个主星后面的银河中心。把眼睛调到微波波段,我们会看见整个宇宙都被早期宇宙的余晖照亮,那是一面产生于大爆炸之后、厚达38万光年的光墙。调到X射线波段,你可以立刻定位黑洞的位置,看见物质不断卷入其中。调到γ射线波段,你会看见宇宙里各处的剧烈爆炸,差不多每天一次。观察这些爆炸对周围物质的作用,会发现物质温度上升,并发射出其它波段的光。如果我们有与生俱来的磁探测器,指南针就永远不会被发明,因为没人需要它。只要对准地球的磁力线,磁北极就像奥兹国(童话《绿野仙踪》里的一个虚构的国度)一样隐现在地平线上。如果我们的视网膜里有光谱分析仪,就不会好奇地想知道我们呼吸的空气的成分。只要看一眼仪器,就知道空气里是否有充足的氧气以维持人类的生命。我们也会在几千年之前就已经知道银河系里的恒星和星云所含的化学成分与地球上的一样。如果我们长着内置多普勒运动探测仪的大眼睛,即使是史前的穴居人也能立刻看出整个宇宙正在膨胀,遥远的星系正远离我们飞去。如果我们的眼睛有高性能显微镜的分辨率,就没有人会说瘟疫和其他疾病是神的恼怒和惩戒。你可以一目了然地看到致病的细菌和病毒玷污你的食物或者感染你皮肤的伤口。借助简单的实验,你可以很容易地分辨这些微生物哪些是有益的、哪些是有害的。那样,术后感染的问题早在几百年前就能被鉴别出来并得以解决了。假如我们能够探测高能粒子,就能在很远的距离上定位放射性物质而不需要盖革计数器。你甚至能看见氡气从你家地下室的地板渗透出来,而无需花钱让人帮你检测。从小对五官感觉的训练,使我们作为成人能够判断生活中的事件和现象是否“合理”。问题是,过去一个世纪里几乎没有什么科学发现源自人类感官的直接运用,而是来自运用感觉更加灵敏的数学和硬件。这个简单的事实说明为什么普通人会认为相对论、粒子物理学和十维弦理论不合理。在这份名单上还有黑洞、虫洞和大爆炸。实际上,这些概念对科学家来说也不完全合理,至少在我们运用所有技术手段进行了很长时间的宇宙探测之前是这样的。最终出现的是一个更新、更高层次的“公理”,它使科学家能够创造性地思考,对陌生微观世界里的原子、或者对令人震惊的多维空间里的情况做出判断。20世纪德国物理学家普朗克对量子力学的出现作了类似的评论:现代物理学给人印象最深的莫过于一条古老的真理,它告诉我们:在我们的感知之外,还有事实存在。在某些问题和矛盾上,事实对我们来说比最丰富的经验更有价值。(Planck,1931年,第107页)我们的五官感觉甚至会与愚蠢的形而上学的问题的合理答案相互冲突,比如“如果一棵树倒下时附近没有人,它会发出声音吗?”我的最佳答案是:“你怎么知道树倒了?”但这样的回答常常令人恼怒,所以我就打了个毫无意义的比方:“问:如果你闻不到一氧化碳的气味,你怎么知道它存在?答:因为你死了。”在现代,如果周围的信息全靠五官感觉来获取,那你的性命就难保了。一直以来,探索新的感知方法令我们的非生物感知手段日渐丰富,让我们对宇宙的认识逐步加深。每当找到新的方法,宇宙就展示出新一层的雄伟与繁复,就好像我们逐渐进化为感觉超级敏锐的人类一样,令我们觉醒。

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