图灵访谈之十二:专访李剑龙(@松鼠会Sheldon)

2月15日,北京的天气刚刚变得不那么冷,松鼠会Sheldon从杭来京,过图灵而入,交谈中,就为我们上了一堂妙趣横生的宇宙课,内容十分精彩,值得分享给大家。

Sheldon是理论物理博士,亦是图灵在译新书《The Book of Universes》的译者,这本书围绕一个不寻常也未受到足够重视的事实——“爱因斯坦的相对论开启了宇宙学研究的新时代”,介绍了两千多年来的宇宙学发展历史。涉及托勒密的宇宙理论、哥白尼革命、19世纪30年代托尔曼的震荡宇宙、狄拉克等科学家出人意外的宇宙理论、薛定谔的宇宙认识,直至“后现代”的宇宙模型,以及“非主流的”宇宙模型。引导读者了解宇宙,学会对世界进行思考。

图灵社区:请Sheldon介绍一下自己吧?

Sheldon:我是学理论物理的,研究的方向是如何把广义相对论和量子力学结合起来。广义相对论是用来描述宇宙演化历史的基本理论。学广义相对论的时候,我看了很多关于宇宙学的科学论文,那时觉得很奇怪,感觉很多人像盲人摸象一样乱猜,而且老是围绕一个标准模型猜,我觉得科学研究跟我想象得不一样,那段时间就不是很感兴趣。

看到这本书的时候,我才发现以前的人跟现在的人在研究宇宙学方面是一样的。这本书是讲宇宙学是怎么回事,它回答了我两个问题,一是科研的形式是怎么样的?搞宇宙学就得大胆地发挥想象力,就连爱因斯坦这样的人,在搞科研的时候都是这样的。在信息不完整的时候,不能因为什么都不知道就停下来,还是要提出假设,在假设的基础上做研究,然后再去看能不能验证假设。这本书里介绍了很多有名的科学家,都是开辟了整个学科的牛人,但他们在宇宙学上就瞎蒙乱猜,而且还很固执。第二,为什么现在的宇宙学模型总是一个套路的?原来的人其实想出了更多的东西,但它们都被实验枪毙了。比如我以前看到均匀的模型,就想问为什么大家不用不均匀的模型,看了这本书就发现,以前也有人想研究不均匀的模型,但观测的数据表明确实大体上是均匀的。

有时候不懂科学的人会说,科学家丧失了独立思考的能力,屈服于某个权威之下,这个说法其实是错误的。大家并不是屈服于权威,而是屈服于观测数据。比如大爆炸理论一开始也就不是权威,当时流行的是宇宙稳态理论,但现在稳态理论已经看不到了,因为各种各样的数据都支持大爆炸,在这两个理论之间,不得不选择大爆炸理论。

图灵社区:这本书里面讲到了大爆炸理论了吗?

Sheldon:讲到了。这本书就是讲宇宙的发现历史,为什么现在我们对于宇宙的认识是这样的?为什么现在认为大爆炸理论是正确的?用三国来打比方,我们知道最后司马氏王朝统一了三国,但写三国演义不能上来就写司马懿,不写魏蜀吴。宇宙的大爆炸理论就像是司马懿,司马懿之前的人这本书讲到了,他们怎么被司马懿打败这本书也讲到了。爱因斯坦等很多人都提出过各种各样的宇宙学模型,比大爆炸好看多了,但最后活下来的就是大爆炸理论。这本书就像三国演义一样,讲了这么一个故事。

图灵社区:我们为什么要读宇宙学的书,跟我们有什么关系呢?

Sheldon:可以这样想,我们是生活在黑客帝国的Matrix矩阵中,感受到的东西都是虚幻的,是现实世界营造出来的虚拟现实。对你来说,虚拟现实是很重要的,比如我们平常吃的东西。但你不能忽视真正的现实,必须去了解真正的现实,否则你就永远在虚拟现实当中。宇宙学就是要告诉我们,我们所在之处可能是怎样的一种现实?这种现实之外是否还有更多的现实?这本书里还讲到,有可能整个宇宙都是一个虚拟的现实。

图灵社区:为什么宇宙中会产生人类呢?

Sheldon:如果用人择原理来回答,问这个问题的人,一定是处在一个能够产生他的宇宙中。这是人择原理的基本思想。这个思想为什么是有道理的,不是胡说呢?可以看看这本书所举的开普勒的例子。开普勒当时知道有五大行星,不知道有天王星、海王星,他想解释为什么宇宙中正好有五大行星,不是六个也不是四个。于是当他想到世界上有五种正多面体,每种多面体的内切圆和外接圆合在一起,刚好能够描述五种行星和地球轨道分布的时候,他认为这就是宇宙的终极奥秘了。你看,如果当时有人择原理,人择原理会告诉开普勒,这五个行星是偶然形成的,不要硬解释这五个行星从哪里来,它们就是随机产生的。

图灵社区:形成人这样的生命,要那些条件?

Sheldon:像人这样的生命,需要碳氮氧,这些元素又从哪里来?来自恒星燃烧。但宇宙在最开始只有夸克。夸克是目前理论中最基本的粒子,由夸克组成的中子、质子冷却形成原子核,再冷却形成原子。开始只有氢和氦,其中一些物质聚在一起,就形成了恒星,然后发生核聚变,开始燃烧。至少要烧50亿年到100亿年,才能烧出我们现有的化学元素。当有人问宇宙有多老的时候,宇宙必然已经很老了,因为它已经经历了这么漫长复杂的过程。你知道宇宙有多老吗?时间的最基本单位是普朗克时间,是10的负43次方秒,假设普朗克时间是时钟滴答一下,那么宇宙已经滴答了10的60次方那么多次。

图灵社区:宇宙大爆炸以后会再发生吗?

Sheldon:这是目前还不知道的事情,现在还无法解释。现在的观测数据只能解释最简单的模型是什么样的,模型和现实本身是否有差距,还是需要研究的。这本书里也提出这样一种可能性:可以人工诱导一个宇宙的产生,更适合人类生存,里面再有人,里面的人有了科学以后,再造一个宇宙。

图灵社区:人类肯定有一天要灭亡吗?2012年世界灭亡这种说法呢?

Sheldon:直接推断是推断不出来的,但看你怎样定义人。人肯定是要变化的,变成另一种形态。地球上的资源是有限的,人要往宇宙去,去外星,外星的环境不一样,人肯定要适应环境。宇宙已经诞生137亿年,人类的文明史只有几千年,相当于宇宙这部电影出现字幕表的刹那,人类才刚出来。2012年对137亿年来说,算个×啊。

图灵社区:这本书容易读懂吗?

Sheldon:要看你怎么定义“读懂”,如果你第一天去找矩阵世界里的尼奥,告诉他外面的世界怎么样,他可能大概明白;但他只有去外面走一趟,才能真正懂外面世界究竟怎么样。这本书就像是那颗药丸,你吃了之后,知道外面还有一个世界。想看懂的话,要去看更多的书。这本书讲的是人类认识宇宙的历史,宇宙是怎么从一个神话、蒙昧的宇宙,变成了一个客观实在的宇宙。而且我们后来发现这个客观的宇宙孕育着无穷的可能性,比神话丰富多了。

翻译这本书的时候,我用了很多意译的词,比如,里面有一个词叫做“smooth”,说宇宙很光滑,你可能不知道是什么意思。光滑有另外一个意思,如果没有一个无穷大的点,就叫光滑。但实际上,在这本书里,作者的意思是宇宙物质的分布是均匀的,所以我把smooth翻译为均匀。另外,我也加了很多译者注和名词解释。它里面有很多名词作者是一代而过,没有加以解释,我给它们做了解释。

图灵社区:所以,其实它是一本启发性的书?科普书就是应该让人去探究,让更多的人去研究,这样科普就到位了。

Sheldon:对,一般人想到科研,就觉得这不是普通人能做的,要非常聪明的人才能去搞科研;至于宇宙学,实在离他们太远了。看了这本书以后,你就会发现,非常聪明的人也在不断地犯错。你之所以觉得他们聪明,是因为他们没犯错的地方被实验验证了。他们犯错的地方,后来者看也是很低级的。能被称为科学巨匠,是因为他们的某些闪光点留了下来。我以前老认为某某某很牛,看了这本书之后,也差不多嘛(笑)。

图灵社区:你现在看事物的角度会有什么不同吗?

Sheldon:我们看到的都是现象,但只有现象是没有意义的,你要去研究形成现象的原因。当你知道现象背后的原理之后,第一,你就可以对可能的结果做出预测,第二,一些东西不会特别影响你的情绪。人生怎么避免唉声叹气?发现事物背后的原理,就会觉得没什么值得唉声叹气了。

图灵社区:书现在很多很多了,但怎么让大家有兴趣去探究,是我们想要努力做到的。人生不要只低头干活,抬头上网,希望这样的书能给大家带来更多思考的机会。从这本书开始,我们希望图灵新知科普系列在后续选题方面,能够获得更多读者的建议和参考,为大家呈现更多兼具深度和乐趣的好书,如此形成良性循环,是再好不过了。

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