很棒的物理学读物，不过还是要有至少高中的物理知识为基础

自从看了《彗星来的那一夜》和《星际穿越》，默默感觉自己的知识匮乏到无法理解电影所依托的原理，最近《三体》也非常火，于是一边看《三体》，一边恶补物理知识。
       《物理世界奇遇记》这个书名，会让人以为它只是本儿童读物，也许讲的不过是个小孩子在跟物理学有点关系的梦境的奇幻之旅。NO！！这本书的门槛并不低，书中涉及到宏观大爆炸理论、微观量子力学等，作为一个只有高中物理知识的战五渣来说，都经常无法完全理解，更不用提从各种物理原理争论衍伸的哲学思辨。这不是儿童读物，甚至不能作为入门科普读物，但确实是本好书。借用主角的话，我可以这么说：这本书给我展示了一个全新的世界，遗憾的是，似乎大多数人都满足于平平淡淡的生活，连想也不去想这个世界多么不寻常。
       我们学过的高中物理是建立在低速运动上的牛顿力学原理上， 甚至隐隐有种将牛顿力学原理奉为不可置疑的真理的倾向。牛顿提出的绝对空间概念是古典的概念，在我们日常生活的速度很低的观察来看，似乎是正确的，但是一旦在高速运动（接近光速）的领域就不适用了。在新的物理学中，空间和时间是紧密地联系在一起的，它们只不过是发生一切可以观察到的事件的均匀“时空连续统”的两个不同截面。那种把四维的连续统分裂为三维的空间和一维的时间纯粹是一种任意的做法，这与进行观察的参考系有关。也就是说，在一个参考系看来，是发生在同一个时间不同地点的两个事件，在另一个参考系看来，可能仅仅是发生在一定时间间隔分隔开的两个事件。
        我们为了知道我们从哪里来、将到哪里去这种终极问题而探寻宇宙的起源，为了知道宇宙的起源而研究微观粒子的本质，反过来说，要想检验基本粒子在大统一能量中的表现，唯一的办法就是找到它们在大爆炸早期的行为。科学家越加深入探索空间的深处，即越深入的进入时间的深处，空间和时间在某个意义上，是可以任意转化的。
        那么我们会自然而然开始思考是否可以超越光速回到过去或者探索未来的某个时空呢？
        于是洛兹变换就应运而生了。狭义相对论的两个假设推定：光速与光源运动无关，是永恒不变的；而没有任何物体的速度可以超越光速。那么伽利略变换原理（C+V）就不正确了。
       然而欧洲的粒子对撞机实验已经可以让粒子在高速运动时进入某种特殊介质，在某些介质中（玻璃、水等），光的速度会减慢，这也是水中光会产生折射的原理，在这些介质中，粒子的速度竟然可以超越光速。唔，也许穿越时空并非完全不可实现。
       那么让我们仰望星空。各种宗教传说中世界起源已退下神坛，但过去一段时间，大爆炸理论和宇宙恒定不变两种理论却争执不休。现在各种实验证据都倾向宇宙大爆炸理论，在大爆炸的瞬间产生的大量的能量，在膨胀初期（10的-34次方秒）内，能量产生了大量的物质，又因为密度不均匀性，各物质之间出现了引力，形成了星系，那时候宇宙的温度非常高，这已经在天文观测实验中得到证实。那么宇宙究竟在膨胀还是在收缩呢，这就涉及到空间曲率的问题。如果曲率是负的，我们就应该期望三维空间会朝着所有方向无穷尽地向外扩展，就像二维的鞍形曲面那样。从另一方面说，如果曲率是正的，那就意味着三维空间是有限的，并且是封闭的。 根据星辰之间的距离和密度，空间曲率是负的，但宇宙却不一定会无限膨胀下去，也许会在密度达到临界密度时停止膨胀，然后产生坍缩。（唔！我竟然可以把这么长一段讲出来了！默默激动一下！）
       在回到我们粗糙的高中物理知识上，我们一直坚信质量守恒定律，能量守恒定律。然而粒子和粒子对撞时，例如质子束和质子束对撞，却可能产生两个质量相同的质子加另一个粒子， 那是因为原先两个质子的能量转化成了质量，噢，这不就跟大爆炸理论相呼应！其实质量不过是一种禁锢的能量，是能量的一种形式罢了。再举个例子，当电子和正电子相撞，它们会湮灭，质量消失了，动量和质量以某种射线的形式发射出去，即衰变的一种。
       其实我们熟悉的那些概念，似乎互不相关，比如电和磁力，后来已经被统一成了电磁力。事实上，强力、电磁力、弱力(夸克和夸克之间的力等），在宇宙早期，是具有相同的强度的，只不过随着宇宙温度的降低，它们也逐渐显示出了自己的特殊性，就像水结成的冰晶，每颗冰晶都有自己确定的冰轴，但冰轴形成的方向却是任意的，没有任何根本上的意义。即在基本的水准上，所有的方向都是等效的，具有完美的旋转对称性。我们说，水的这种原有的对称性变得无规了，或者说它“自发破缺”了，现在对称性完全隐藏起来了。于是，嗯，于是就有了大统一能量理论。
       哎呀，差点把量子力学忘记了。往复杂了说咱也说不好，就以一个战五渣的水平来说，就是两个关键词：弥散，概率波。 根据量子论那个最基本的测不准原理，每一个核子（质子和中子）的位置实际上都“弥散”到整个原子核区域。 什么是测不准原理呢，就是说在测量一个粒子的位置和运动时，不能用光来看它，因为光也会对粒子的运动产生干扰。而且，无论测量与否，在量子领域，是没有可能客观存在具有精确的位置坐标和动量的粒子。这是量子论最有意思的一个地方，任何一件东西，只要它的能量大到在穿过围墙以后还能继续跑开，你就不可能把它囚禁在封闭的围墙里。这个物体早晚总是要直接从围墙‘漏出’跑掉的。
       PS:还有很多内容我没法评价，比如尺缩效应和钟慢效应，比如Lanard研究的“超弦”和Sheldon研究的“暗物质”，再比如十重态等等，那是因为——姐看不懂！！！智商被碾压成了渣渣。。。
       以上这些，还有其它无数无数科学知识和探索，也许都与日常的柴米油盐没有关系，不会因此让我们的生活在世俗意义上过得更好一点点。但我们知道了原来星空在几百亿年前的样子，现在的运动和以后可能的结局；我们探索宇宙中除了我们以外的智慧生命的存在；即使没有了神话宗教的信仰，即使有了现在这样的科学成就，我们还是不能完全否定也许有一种更高的意志存在；我们看到了大自然在表面的姹紫嫣红之中分子、原子、质子、夸克、胶子等等之间相互吸引排斥运动衰变，难道不觉得世界更美了吗？难道能说了解星空和粒子不是很重要很重要的事吗？