《当我们不再理解世界》这本书引人入胜,让我不知不觉看到最后一页。
当你在阅读这本书时,一开始会以为这是一本科普书、人物传记,它却又是虚实交错的文学小说,难以区分史实与虚构的界线,但这并不是那么重要。
《当我们不再理解世界》在说什么?
本书的作者是智利作家本哈明.拉巴图特。他以科学家的人物传记、历史为核心,采用小说的手法,添加了虚构的情节。在阅读的过程中,我完全分不出哪些是真实,哪些是虚构。
作者描述着五位近代极具影响力的科学家: 弗里茨.哈伯、卡尔.史瓦西、亚历山大.格罗腾迪克、维尔纳.海森堡、埃尔温·薛定谔,阅读他们的故事与其发现,如同看到普罗米修斯为人类取火,带来了文明、光亮与希望,照亮了那深不见底的黑洞,却又带来了毁灭的危机。
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第一篇〈普鲁士蓝〉谈到普鲁士蓝的诞生,它是近代一种人工合成染料,被广泛应用于画画当中,梵谷《星夜》和葛饰北斋的《神奈川冲浪里》都是大量使用普鲁士蓝的作品。
人类创造美丽的人工颜色,却也创造出最危险的艺术。普鲁士蓝后来进一步被提炼成「普鲁士酸」(也就是现在常称的氢氰酸),应用于工业、医疗和化学方面,但这种化合物是活性强大、非常危险的毒药。
哈伯以普鲁士酸这种氰化物为基底,做成了强效杀虫剂,被取名为「齐克隆」。但齐克隆后来却被纳粹拿来改进成齐克隆B,也就是在纳粹集中营大量使用的毒气。讽刺的是,哈伯也是犹太后裔,他所发明杀虫剂变成杀害他身边亲朋好友的毒物。
最初对于哈伯的认识,是以前化学课本中学过「哈伯法」,这方法是他发明出来。在高温高压下以铁做为催化剂,能够将氮气与氢气合成出氨,这是植物主要的营养来源。这个发现解决了肥料短缺的问题,拯救了二十世纪全球性饥荒的危机。
然而,哈伯在第一次世界大战中,策划了比利时伊普尔的毒气攻击行动,首次使用氯气作为战争武器,将科学作为邪恶的武器。
我们该如何去评断哈伯这位科学家的善与恶呢?
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卡尔.史瓦西:战壕中发现史瓦西解,定义了黑洞的事件视界
「我们要如同圣人、疯子或神秘主义者只怀有一个愿景,唯有共同愿景,能让我们解析宇宙组成的形态。」
第二篇〈史瓦西奇点〉介绍史瓦西,是一位著名的物理学家、天文学家,他贡献了黑洞理论,但你不知道的是,他是在枪林弹雨中求出广义相对论的精确解。
爱因斯坦于1915 年发表广义相对论,因其复杂程度,鲜少有人能够提出方法来解释他的理论,就连他本人也花费好大功夫才求出一个近似解。
抛弃天文所长职位,志愿投身于战场的史瓦西却做到了。究竟是什么样特质的人能够在危机四伏,随时都可能丧命的战场当中计算如此复杂的问题。
我从故事中看到的是史瓦西那近乎疯狂的好奇心,想要解答事物真相的求知欲,宛如链金术士追求贤者之石般。书中描述到:「我经常背弃天空。我的兴趣觉不仅限于月亮外的太空和那里现有的东西,而是从那里织起一条条的线,直抵人类灵魂的最黑暗处,我们要把科学的新的光芒带到那里。」这也让他时常过于沉浸于思考中,在好几次战场中带来致命的危机。
在服役期间,他不幸患上自体免疫疾病,饱受水泡溃烂所苦,却仍然完成了广义相对论的精确解。他在写给爱因斯坦的信中说道:「诚如你所见,战争待我相当仁慈,尽管枪林弹雨,但能到您的思想宝地流连,哪怕只是片刻也能逃离这里的一切。」
这句话能窥探到他对于科学的热爱、痴迷与疯狂,在这种艰困的环境下,还能有心思去思考复杂的物理学问题。换成是我,光是想着如何在战争中生存下来,就没有多余的心思去思考那些过于困难的事物了。
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亚历山大.格罗腾迪克:重构代数几何学,却告别学术,隐遁的天才数学家
第三篇〈心之心〉介绍数学家格罗腾迪克,他以前所未见的创新奇想,革新理解空间与几何的方式。
我完全不理解格罗腾迪克所窥见的「心之心」究竟是什么? 「心之心」是他对于数学本质的理解,是抽象化概念的尽头。
书中描述着:「鞭笞我的不是野心也不是渴求权力,而是深刻感受到一种非常真实又非常细微的伟大东西。」鞭笞着他寻求事物本质的是难以言喻、几乎走火入魔的执着。
「单一观点会自我设限。我们只能看到某个景色中的特殊画面。我们看待同一个事实时,只有结合全面观点,才能有更完整的了解。当我们想了解的东西越是复杂,拥有不同的视角越是重要,才能让那些光交融,我们才能从多看见单一。这是真相的本质:结合各种已知的观点,呈现在此之前遗漏的其他观点,因而我们能够了解,一切其实都是从同样的东西分裂出来的。」
他的思考中毫无空间边界,他会尽可能挑选最正确的字词来描述他发现的概念,从单一个点中扩展出一个宇宙。寻常人想要了解他的思维,可能要以不同于常理的思考方式。
最让我震撼的是,他在学术巅峰时刻,竟然抛弃了学术上的成就,下落成谜,像是展开一场逃亡之旅,不让人找到他的行踪。故事中描述他说自己是为了保护人类,而引退江湖。不希望有人遭遇他曾遭受的折磨,但没人清楚他说的恐惧是什么。
我觉得是他害怕自己的追寻与理解的世界,会造成世界的危害,他害怕对世界造成未知的影响,因而不在数学上继续深入研究。
究竟他在数学的本质中窥见了什么呢?我们无从知道,也因为这篇里面虚构的成分较多,依旧让人难以分辨虚实,但这也无妨。
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海森堡与薛定谔:彼此互相对抗,但又共同奠定了现代量子力学的基础
「薛定谔的方程式仿佛普罗米修斯之火,能够消除次原子粒子界难以穿透的黑暗,揭露在这之前一直蒙着神秘面纱的世界。」
第四篇篇名同书名是全书最长的一篇,描述着对于量子力学有重要贡献两位科学家:海森堡与薛定谔。
他们两人各自用自己的方式来诠释量子力学,互不承认对方的理论,坚信自己的理论才是正确,但最终两人的理论相辅相成,一个解释了波的连续性,一个解释了粒子的不连续性,意外建构出完整的量子力学。
「如果我们无法同时知道,一个电子在哪里和如何移动,我们也不可能预知它从一个点到另一个的正确路径,只能知道许多可能的路径。」
当时波尔与海森堡提出的哥本哈根诠释主张,在测量发生之前,微观粒子处于所有可能状态的「叠加态」。
海森堡解释:
「它们存在于一个可能性的世界;它们不是物体而是机率。从「可能」转变成「真实」,只发生在观察或测量的动作中。 」
这说明了许多现象不能脱离观察的行为。任何事物在观察之前,都无法想到它。只有在观察到它时,才能以某种特定方式存在。
但这超出了爱因斯坦的容忍范围,因而说出了著名的话:「上帝不掷骰子。」表达他对量子力学随机性诠释的怀疑。
薛定谔也发展出一个思想实验来反驳,也就是著名的「薛定谔的猫」:一只同时是活的也是死的猫,其结果产生出一个显然不可能存在的事物。这是荒谬、矛盾的,但也是正确的。在观察之前,猫是死是活我们都无从得知。
原本「薛定谔的猫」是要反驳哥本哈根诠释,却反而成为后世时常讨论的经典实验。
这篇当中有一段我很印象深刻的话:
「当我们谈当代科学,我们谈的是我们跟大自然的关系,我们的身分并不是客观独立的观察者,而是人类和世界这场游戏的演员。科学已经无法用过去的方式面对现实。分析、解释和分类世界的方法,已经显露它的局限性:这是由于干预的举动改变了研究对象本身。科学照亮世界的光,不只改变我们对现实的看法,也改变基础单位的行为。」
随着我们对于世界的理解加深,世界反而更加陌生。我们不能拘泥于现有的思维、解释与分析方式,我们不只是要改变对于世界的认知,也要改变我们解构世界的方式。
随着我们对世界有更多的了解,我们应保持更谦逊的态度,因为我们会发现自己更加不了解世界。
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后记
原本以为这本书会很难读,但实际阅读后,发现叙述流畅,作者的文笔太好了,而且翻译非常流畅,没有太多艰难的科学术语。你以为会被那些科学理论阻碍阅读,却发现作者的文字能够清楚地解释给我们消化。
在阅读这些伟大科学家的故事,我们会看到在他们才智的背后,有着理性与疯狂。或许天才都需要有疯狂的存在,才会有着不同于常人的思维,跳脱出现有的框架去建构出新的理论,但也会饱受这些才智引起的疯狂带来诸多的痛苦。
科学的进步为人类的发展带来了繁荣,却也埋下了毁灭的种子。这让我想起过去看过的电影《奥本海默》 ,一群科学家们齐心协力创造出原子弹,但也因为其毁灭性的力量,让奥本海默感到悔恨与反思。
很多时候事情是一体两面的,这本书中我们看到科学家的才智与疯狂,让我们逐渐揭开世界的样貌。追求知识进步带来了创造,却也可能引发毁灭。这就像是量子力学中,所有物质与能量同时具备粒子与波两种特性。
这本书非常难描述它的好看,尽管这本书难以理解,却也让人深深被吸引到故事中。纽约时报将此书列为21 世纪百大好书真得一点也不为过。
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