3分鐘讀完系列——《七堂極簡物理課》

關於作者：

卡洛·羅韋利，義大利理論物理學家，圈量子引力理論的開創者之一。

曾在美國、義大利工作，現在法國帶領量子引力研究小組。他對科學哲學、科學史也頗有研究，長期在《24小時太陽報》《共和國報》等義大利報紙上發表文章。

核心內容：

本書利用詩一般簡潔優美的語言向讀者講述了20世紀以來現代物理學的偉大理論發現。相對論、量子力學、宇宙的結構、空間的顆粒、時間的本質…在這七堂簡單明瞭的物理課裡，作者為我們打開了一個奇妙的物理學世界，

也帶我們輕盈地飛過重重障礙，窺見科學的深刻與美麗。沒有繁瑣的方程，只有詩意的講述，即使沒有科學背景的人也能輕鬆讀懂。

第一課最美的理論

愛因斯坦廣義相對論：引力場不“彌漫”於空間，因為它本身就是空間。

該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。

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，空間在有物質的地方會發生彎曲。

第二課量子

普朗克：假設電磁場的能量都分佈在一個個的“量子”上，也就是說能量是一包一包或一塊一塊的。

愛因斯坦：假設光的能量在空間中的分佈不是連續的。

玻爾：原子核內電子的能量跟光能一樣，只能是特定值。而更重要的是，電子只有在特定的能量之下才能從一個原子軌道“跳躍”到另一個原子軌道上，並同時釋放或吸收一個光子，這就是著名的“量子躍遷”。

第三課宇宙的構造

這片均勻無邊的宇宙並不像看上去那麼簡單。空間不是一馬平川的，而是彎曲的。宇宙佈滿了星系，所以我們想像它的紋理會想海浪一樣起伏，激烈處還會產生黑洞空穴。

我們今天終於知道，這個佈滿星系、富有彈性的浩瀚宇宙是大約150億年前優一個極熱極密的小星雲演化而來的。

第四課粒子

質子和中子則由更小的粒子構成，美國物理學家Murray Gell-Mann為它們取名“誇克”（quark）。我們身邊的所有物體都是由電子、誇克、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”。除此之外還有幾種粒子，例如中微子——它佈滿了整個宇宙，

但並不跟我們發生交互作用，還有希格斯玻色子。

量子力學定律：存在的每樣東西都是不穩定的，永遠都在從一種相互作用躍遷到另一種相互作用。

第五課空間的顆粒

圈量子引力（Loop Quantum Gravity）試圖把廣義相對論和量子力學結合起來。

核心結論：空間是不連續的，不可被無窮分割，而是由細小的顆粒，或者說“空間原子”構成的。

圈量子引力理論的第二個結論更為極端：在“空間是連續的，物體存在其中”這個觀念消失後，“時間不受事物影響、一直流逝”這個基本而又原始的想法也不復存在了。

第六課概率、時間和黑洞的熱

為什麼熱量會從熱的物體跑到冷的物體上，而不是相反呢？原因驚人地簡單：這完全是隨機的。

從統計學的角度看，一個快速運動的熱物體的原子更有可能撞上一個冷物體的原子，傳遞給它一部分能量；而相反過程發生的概率則很小。在碰撞的過程中能量是守恆的，但當發生大量偶然碰撞時，能量傾向於平均分佈。

尾聲我們

生命正是因為短暫才寶貴。

金句：

1.丹麥物理學家玻爾曾經說過一句話：“物理學不告訴我們世界是什麼，而是告訴我們關於世界我們能夠談論什麼。”

2.只有存在能量（熱量發生轉移）的時候，過去和未來才有區別。能將過去和未來區分開來的基本現象就是熱量總是從熱的物體跑到冷的物體上。