人類知道的太多了:熱門宇宙問題答案清單(簡體書)
商品資訊
ISBN13:9787556709984
出版社:海峽書局
作者:(巴拿馬)豪爾赫‧陳; (美)丹尼爾‧懷特森
出版日:2022/10/01
裝訂/頁數:平裝/239頁
規格:24cm*17cm (高/寬)
版次:一版
商品簡介
人類總是問題多多:關於宇宙,關於地球,關於時間和空間,也關於我們自己。
我敢保證,以下問題裡你至少曾經想過一個:
(當你犯了錯誤時)能讓時間倒流嗎?
(當你看了科幻電影時)外星人到底在哪裡?
(當你不想上班/上學時)能不能有另一個我代替?
(當你不得不出遠門時)為什麼不能瞬間傳送?
(當你懷疑人生時)我們生活在模擬世界中嗎?
(當你擔心世界末日時)會有小行星撞擊地球嗎,以及我們能移民到火星嗎?……
問題總是問不完,但感謝各位科學家的努力,我們人類其實已經知道很多了!
包括但不限於以上的熱門宇宙問題,你都能在這本書中找到答案,那種列出各種可能性的、腦洞大開的、充滿搞笑漫畫的、由物理學教授回答的答案。你也能在這些問題和答案中發現一些看似不可能的可能性和看似不合理的合理性,而它們都只是宇宙的基本規律而已。
如果我們的宇宙是一種產品,那這本書就是產品說明書上的“熱門問題與解答清單”,適合每一個正在體驗該產品的人類。
作者簡介
豪爾赫·陳(Jorge Cham)
巴拿馬籍華人,斯坦福大學機械工程博士,曾任加州理工大學研究員,研究如何用機器人技術為病患修復神經。研究生在讀期間,他開始創作《博士不好當》(PhD Comics),以漫畫的方式記錄科學青年的生活。這一作品在網絡上快速走紅,《科學》《紐約時報》等媒體對他的作品也有極高評價,陳就此成為炙手可熱的網絡漫畫家。此後,他又與人一起創辦了科學視頻品牌PhDTV。目前,陳的工作重心已完全轉移至科普和教育領域。
丹尼爾·懷特森(Daniel Whiteson)
加州大學爾灣分校教授,美國物理學會會員,粒子物理學家,他是可以使用歐洲核子研究中心(CERN)大型強子對撞機進行科學研究的科學家之一。懷特森十分熱衷於科普,喜歡傳播科學思維,擅長用深入淺出的方式,介紹尖端的物理概念。
序
每個人都有疑問。
這是人與生俱來的一部分。我們同屬一個物種,卻可能在很多問題上看法不一:政治觀點、鐘愛的球隊、半夜12點吃墨西哥卷餅的絕佳去處。但有一件事讓我們走到一起:求知的渴望。我們都好奇,在內心深處也都有同樣的問題。
為什麼我不能回到過去?宇宙某處有另一個版本的我嗎?宇宙從何而來?人類還能在這個星球上存在多久?以及,誰會在半夜12 點吃墨西哥卷餅呢?
幸運的是,我們得到了答案。
過去幾百年裡,科學取得了驚人的進步。對於一些非常基本的宇宙問題,我們已經了解很多,當然也還有未解之謎(參見我們的上一本書《一想到還有95%的問題留給人類,我就放心了》)。不過,在理解宇宙這件事上,人類似乎正沿著正確的方向前進。進展如此之多,以至於我們覺得是時候把那些最常提及
的問題匯集在一起,做一份輕鬆易讀、充滿漫畫的答案清單了。
在這本書中,我們將探究一些最深刻和最現實的問題,它們關乎人類自己、關乎地球、關乎現實本身的本質。你可曾疑惑,為什麼外星人沒有造訪過我們(假設他們確實沒有)?你真的獨一無二嗎,還是說你只是外星人電子遊戲中一個預先編程好的模擬角色?你睡不著時,是否思考過死後可有來生?這些問題的答案,都在你手上這本書裡。
這本書的每個章節會論述一個常見的問題,但願我們可以在這個過程中揭開奇妙宇宙中一些腦洞大開的真相。你可以把這本書當作下一次雞尾酒會的“開胃菜”,或者短小卻吸引人的馬桶讀物(謝天謝地,我們把每一章都寫得很短)。
你可能會問,是什麼讓我們有資格回答這些問題。請放心,在給定的每一個話題上,我們有足夠資格成為權威:我們有一個播客。
我們有一檔命名低調、一周兩更的音頻節目《丹尼爾和豪爾赫解釋宇宙》(Daniel and Jorge Explain the Universe),並在此討論從微波到星系際現象,再到假設的基本粒子等各種話題。
正是回答聽眾的問題激發了我們撰寫此書的靈感。對我們來說,回答聽眾提問是做播客最令人興奮的時刻之一。打開收件箱,讀一則好奇聽眾深思熟慮過的提問,沒有什麼比這更能讓我們開心一整天了。
我們確實收到了問題!這些提問者的年齡(9歲到99歲)、職業和所在地各不相同。一個來自德文郡的9歲孩子竟然對可觀測宇宙提出一些非常棒的問題,你可能會對此感到詫異。
看來發問和求知欲就藏在我們心中。許多人會說,搞懂宇宙的本質和我們在其中的位置是他們活著的樂趣之一。當然,如果不能馬上知道答案,或者答案最終引發了更多的問題(就像本書中某些答案一樣),這會讓人感到沮喪,但是,提問本身也具有力量。
要知道,提出問題的前提是有可能找到答案,我們認為這是希望的表現。還有什麼比我們終有一日可以解鎖宇宙所有奧秘更讓人滿懷希望呢?
加入我們吧,追隨人類同胞的好奇心,深入那些經常困擾他們的問題之中。這些問題的答案有時出乎你的意料,可能會挑戰你的宇宙觀;有時又是不完整的,讓人備受煎熬,因為它們超出了人類認知的邊界。
無論如何,你只需要記住,最大的樂趣存在於提問的過程之中。
好好享受吧!
附注:別忘了衝馬桶。
目次
經常被問到的引言
為什麼我不能回到過去?
為什麼還沒有外星人來拜訪我們?或者他們已經拜訪過了?
還有另外一個你嗎?
人類還能生存多久?
如果我被吸進黑洞怎麼辦?
為什麼我們不能瞬間傳送?
別處還有另一個地球嗎?
是什麼阻止我們星際旅行?
會有一顆小行星撞擊地球並殺死我們所有人嗎?
人類可以被預測嗎?
宇宙從何而來?
時間會停止嗎?
來世有可能存在嗎?
我們生活在計算機模擬中嗎?
為什麼E=mc^2?
宇宙的中心在哪裡?
我們能把火星變成地球嗎?
我們能建一個曲率引擎嗎?
太陽什麼時候會爆炸?
我們為什麼要問問題?
致謝
譯後記
書摘/試閱
還有另外一個你嗎?
如果在某個地方有一個你的復制品,那難道不奇怪嗎?
某個人和你一樣,有相同的喜好(香蕉)和厭惡的東西(桃子),同樣的技能(製作令人驚嘆的香蕉冰沙)和缺點(不會停止談論香蕉冰沙),相同的記憶、幽默感和個性。得知這個人的存在,你會不會感到奇怪?你想見見他嗎?
或者更奇怪的是,想象一個和你幾乎一模一樣,但稍微有一點兒不同的人。如果存在更好版本的你呢?也許他們可以做出更美味的水果冰沙,或者以更有意義的方式過他們的生活。或者,如果有一個不那麼有才華的或者更加刻薄的你呢,就像邪惡分身那樣?
這有可能嗎?
這也許很難想象,但物理學家不能排除存在另一個你的可能性。事實上,物理學家認為不只是可能存在另一個你,而且是很有可能存在。這意味著,就在你閱讀這篇文章的現在,可能會有另一個你穿著和你一樣的衣服,擺著和你一樣的姿勢,在讀著同一本書(嗯,也許是一個更有趣的版本)。
為了弄清楚這意味著什麼,以及它的可能性有多大,讓我們從“看看你有多特別”開始。
你的概率
乍一看,似乎不太可能有和你一模一樣的人存在。畢竟,想象一下宇宙為了造就你而不得不發生的所有事情。
一顆超新星必須在氣體和塵埃云附近爆炸,產生的激波導致氣體發生引力坍縮,從而形成我們的太陽和太陽系。一小團塵埃(不到總質量的0.01%)必須聚集在一起,在離太陽恰到好處的距離形成一顆行星,這樣水才不會結冰或變成蒸汽。生命必須開始,恐龍必須滅絕,人類必須進化,羅馬帝國必須崩潰,你的祖先必須避開瘟疫。然後,你的父母必須見面,並且真的喜歡彼此;你的母親必須在正確的時間排卵,帶有你另一半基因的精子必須在與數十億精子的衝刺中獲勝。這樣你才正好出生!
想想你在生活中做出的所有決定,這些決定讓你成為現在的你。你曾經吃了很多香蕉,或者沒吃。你遇到了一個重要的朋友,或者沒遇到。那時你決定留在家裡,否則就會被水果車碾過。不知何故,你發現了這本有關宇宙的荒唐的書,並決定讀一讀。這一切,從45億年前開始的這一切,造就了此時此地你的存在。
這一切再次以完全相同的方式發生,從而創造另外一個你的可能性有多大?這似乎不太可能,對吧?
也許不是!讓我們回顧所有造就你的隨機事件、決定和時刻,並試著計算出這些概率有多大。
讓我們從今天開始:從醒來到現在,你做了多少個決定?你可能決定起床、選擇穿什麼、選擇早餐吃什麼。所有這些決定,即使看起來很小,也能改變你的人生軌跡。例如,你選擇印有香蕉圖案的襯衫或領帶,這可能意味著你未來的配偶是否會注意到你。我們假設你每分鐘都會做出一兩個可能改變人生的決定。這聽起來很有壓力,但如果你認同量子物理和混沌理論的話,這個數字應該大得多。假設每分鐘只有幾次決定,那麼你一天就要做出數千個重要決定,一年大概做出100萬個。如果你超過20歲,那麼就是生活中2000萬次以上的決定才造就了今天的你。
接下來,我們假設你所做的每個決定只有兩種可能的結果——A或B,香蕉或桃子。說真的,選擇還有更多。(你可看到現在一份平常的早午餐菜單上有多少種選擇?)但我們還是簡單點吧。要計算你因為這2000萬個決定而成為現在自己的概率,你需要計算2的20000000 次方,寫作2^20000000。
為什麼?因為每一個決定都會讓可能性的數量增加。如果你必須選擇在床的哪一邊起床(右或左)、早餐吃什麼水果(香蕉或桃子),以及如何去上班(乘火車或公交車),那麼你的一天中就會有2×2×2(或2^3)種做事的方式。你在左側起床、吃了香蕉,然後坐公交車的概率是1/2^3,即1/8。
所以,如果你在生活中做出了2000萬個“A或B”的決定,那就意味著你的生活可能有2^20000000 種不同的結果,這真是一個很大的數字。而我們才剛剛開始!
我們還必須把你出生的概率算進來,這是你父母做出一些決定的結果。如果我們將它們包括在內,就必須再增加4000萬個決定(父母各2000萬個)。加上你的4位祖父母,就再增加8000萬個決定。還有曾祖父母?那就又增加1.6億個決定。明白這是怎麼回事了嗎?每代人的祖先數量每翻一番,潛在影響你的決定就增加更多。人類在地球上已經存在了至少3萬年,或者說大約1500代人。考慮到他們做出的所有決定,這個數字會更大。
實際上,這計算起來有點複雜。因為如果追溯到足夠遠,你的一些親戚與其他親戚有關係,就意味著同一個人可能會在你的家譜中出現兩次。這是一個很尷尬的話題,也讓運算變得更加困難。簡單起見,我們假設你只受每代兩個人的影響,也仍然有1500代人×2×2000萬個決定=600億個決定。產生現在的你的概率是2^60000000000分之一。
但為什麼要到此為止?讓我們把人類出現之前的歷史,和可以追溯到最小微生物的數十億年進化考慮在內。地球上的生命大約始於35億年前,如果你一定要繪製一張如此久遠的家譜,那麼它將主要由微生物和簡單的植物構成。它們可能沒有做出有意識的決定,但它們受到隨機事件的影響:風吹的方式、陽光是否照耀、是否下雨,等等。讓我們假設,你的微生物祖先每天至少會受到一個隨機事件的影響,並且每個隨機事件也有兩種可能的結果(例如,一塊石頭有或者沒有落在你的微生物祖先身上)。這意味著,我們必須在可能性上再增加1萬億(1000000000000)個決策事件。
現在,讓我們從自己居住的“當地宇宙”一直追溯到45億年前,太陽系形成之初。然後繼續往前追尋那些包含構成你身體原子的恒星或行星,一路回到140億年前的大爆炸。作為明顯的低估,我們再次假設,這些日子的每一天都只發生一件可能影響你生活方向的重要事件。這意味著,在今天之前有大約1千萬億個決策事件,你存在的概率變成了大約1/2^1000000000000000。
可能性不大,但也不是不可能?
2^1000000000000000 這個數字非常大。試想一下,1後面有大約100萬億個0。這個數字太大了,我們的大腦甚至無法理解它。相比之下,整個可觀測宇宙中只有2^265個粒子。要得到2^1000000000000000個粒子,你必須將整個可觀測宇宙的大小平方大約30億次。
當你媽媽說你是個小奇跡時,她不是在開玩笑!曾經存在過與你一模一樣的人,或將來會存在的概率是1/2^1000000000000000,也就是幾乎為零。如果你再存在一次,就等於擲了一個有2^1000000000000000個面的骰子,且很幸運地兩次都得到同一個數字。你通常不想把房子押在這種賠率上。
那麼物理學家怎麼會認為可能存在另一個你呢?嗯,我們生活在一個奇怪的現實中,實際上有幾種不同的方式可以讓另一個你存在,包括一個你可以真正遇到他們的場景。(邪惡分身音樂響起:當——當——當當當……)
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