第152章 課 宇宙學的多維探索:一堂融合科學、哲學與易經(jīng)的特別課
周五下午的通識課教室,陽光透過百葉窗在黑板上投下斑駁光影,講臺上放著三本泛黃的著作——霍金的《時間簡史》、溫伯格的《宇宙學》和彭羅斯的《宇宙的一生》。和藹教授推了推銀框眼鏡,看著臺下坐得筆直的五個學生:總愛捧著筆記本的葉寒、眼神里藏著好奇的秦易、習慣靠后排角落的許黑、翻書速度飛快的蔣塵,還有總在紙上畫思維導圖的周游?!敖裉煸蹅儾涣墓酵茖В苯淌诘穆曇魩еσ?,“咱們從宇宙學的‘根’聊起——它是什么、該讀什么書、能走什么路,還要看看這門研究‘天地’的學問,和老祖宗的智慧、人心的規(guī)律能碰出什么火花?!苯酉聛淼膬尚r,一場橫跨科學、易經(jīng)與心理學的對話就此展開,既有對宇宙膨脹的物理解讀,也有對“選擇與命運”的哲學思考,更藏著每個專業(yè)學生都該懂的成長邏輯。
“先問大家一個問題,”教授轉(zhuǎn)身在黑板上寫下“宇宙學=看星星?”,粉筆尖頓了頓,“葉寒,你來說說,你當初選這個專業(yè),是不是覺得每天都能對著望遠鏡?”
葉寒猛地站起來,臉頰微紅:“教授,我一開始確實這么想!但后來讀了《時間簡史》才發(fā)現(xiàn),宇宙學要算的比看的多——比如書里說黑洞會‘吞噬’光,可霍金并沒有用復雜公式,而是用‘蟲洞可能連接兩個宇宙’這種比喻,才讓我明白這門課的核心是‘追根’,不是‘看景’?!?br />
“說得好!”教授伸手示意他坐下,拿起講臺上的《時間簡史》,封面上的星系圖案在陽光下格外清晰,“這就是入門科普書的價值——它幫你捅破‘專業(yè)壁壘’的窗戶紙。除了霍金這本‘入門圣經(jīng)’,還有兩本書值得讀。秦易,你上周說在看布賴恩·格林的書,還記得他怎么解釋‘宇宙膨脹’嗎?”
秦易眼睛一亮,立刻舉手:“我記得!他把宇宙比作正在發(fā)酵的面包,星系就是面包里的葡萄干——我們以為自己沒動,其實是面包在變大,所以遠處的‘葡萄干’退得更快!而且他還說‘空間不是空的’,就像我們以為教室是‘空的’,其實藏著無數(shù)粒子,這和您之前講的‘宇宙學原理’里的‘均勻性’特別像——大尺度上沒有‘特殊位置’,就像面包里的葡萄干不會覺得自己在‘中心’。”
教授笑著點頭,在黑板上畫了個簡單的面包圖:“這個類比剛好能接我們上次說的‘宇宙學三大核心原理’。許黑,你總愛琢磨冷門理論,安德烈·林德的《千億個宇宙》里,有沒有和‘均勻性’相關的內(nèi)容?”
后排的許黑愣了一下,慢慢站起來:“林德是‘暴脹理論’的提出者,他在書里說,宇宙在10的負35次方秒里膨脹了10的30次方倍——就像吹氣球,一開始可能有點歪,但吹大后表面就變均勻了。他還說做研究要‘敢質(zhì)疑’,比如當初有人覺得‘宇宙有中心’,可觀測數(shù)據(jù)卻顯示,不管朝哪個方向看,微波背景輻射的溫度都差不多,這才驗證了‘各向同性’。”
“沒錯,”教授擦掉面包圖,寫下“宇宙學原理:均勻+各向同性”,“這是宇宙學的‘第一假設’,就像蓋房子的地基——沒有它,后面的哈勃定律、大爆炸理論都站不住腳。蔣塵,你讀了溫伯格的《宇宙學》,能不能用這本書里的邏輯,給大家推導一下‘哈勃定律’的意義?”
蔣塵立刻翻開筆記本,上面記滿了公式注解:“溫伯格在書里從熱力學和廣義相對論出發(fā),推導出哈勃定律v=H?×d——v是星系退行速度,d是距離,H?是哈勃常數(shù)。這本書雖然是專業(yè)教材,邏輯特別嚴,但最讓我震撼的是‘反向推導’:既然星系越遠退得越快,那過去的宇宙肯定更小、更密,這就引出了‘大爆炸’的雛形——就像我們看到煙花散開,能猜到它是從一個點炸出來的?!?br />
“太對了!”教授在公式旁畫了個箭頭,指向“大爆炸三階段”,“這就是專業(yè)基礎書的作用——它幫你把‘零散的知識點’串成‘邏輯鏈’。除了溫伯格這本,多德森的《現(xiàn)代宇宙學》更側(cè)重‘觀測’,比如教你怎么測‘星系紅移’,就像我們通過聲音的‘多普勒效應’判斷汽車離我們遠近,宇宙學通過‘光的紅移’測星系距離;還有約翰·巴羅的《宇宙的起源》,周游,你不是愛畫思維導圖嗎?這本書里的‘人擇原理’,你怎么歸類的?”
周游立刻舉起畫滿箭頭的筆記本:“我把它歸在‘哲學延伸’里!巴羅說‘宇宙之所以是這樣,是因為我們能觀測它’——比如如果引力常數(shù)變一點,地球就不會繞太陽轉(zhuǎn),我們也不會存在。這和心理學里的‘認知偏差’很像:我們以為自己在‘客觀看宇宙’,其實是‘宇宙的條件讓我們能這樣看’。而且這本書還提到‘多宇宙理論’,說可能有無數(shù)個宇宙,每個宇宙的物理常數(shù)不一樣,這和《千億個宇宙》的觀點能對上!”
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教授接過筆記本,指著上面的思維導圖:“你這個分類特別好——宇宙學從來不是‘孤立的科學’。它的‘交叉領域’里,既有粒子物理的‘微觀粒子’,也有哲學的‘存在意義’。現(xiàn)在咱們再深入一步,聊聊‘前沿’。肖恩·卡羅爾的《暗物質(zhì)與暗能量》里,有個數(shù)據(jù)讓我印象很深:可見物質(zhì)只占5%,暗物質(zhì)27%,暗能量68%。彭羅斯的《宇宙的一生》更敢想,說宇宙會‘循環(huán)’,不是一直膨脹到‘熱寂’。葉寒,你讀了這兩本書,有沒有覺得‘宇宙的命運’和我們的‘職業(yè)選擇’有點像?”
葉寒眨了眨眼,若有所思:“教授,您是說‘不確定性’嗎?比如暗能量如果一直主導,宇宙會‘熱寂’;如果減弱,可能會‘收縮’——就像我們選職業(yè),一開始以為只能做科研,后來發(fā)現(xiàn)還有其他路。比如您上次說,天體物理博士后年薪20-50萬,可如果去高科技行業(yè),做數(shù)據(jù)科學或航天,起薪也有20-30萬,這就像‘宇宙的不同命運’,關鍵看‘主導因素’是什么。”
“這個比喻太妙了!”教授在黑板上寫下“宇宙命運=職業(yè)選擇”,“其實宇宙學的就業(yè)方向,剛好對應它的‘研究范疇’。做科研,就像研究‘暗物質(zhì)’——需要博士學位,去中科院國家天文臺、紫金山天文臺,追的是‘理論真相’;去教育領域,比如高校當老師、中學教物理,就像‘宇宙微波背景輻射’——把‘基礎規(guī)律’傳遞出去,而且現(xiàn)在注重科學教育的中學,特別缺咱們專業(yè)的老師;去高科技行業(yè),比如做衛(wèi)星設計、金融量化,就像‘觀測宇宙學’——用數(shù)理基礎解決‘實際問題’,比如航天科技需要算軌道,金融需要建模,這些都是咱們的優(yōu)勢;還有科普領域,比如天文館策展、做科學自媒體,就像《時間簡史》的作用——把‘專業(yè)知識’變成‘大眾能懂的語言’?!?br />
秦易突然舉手:“教授,那考研選學校,是不是也要看‘研究方向’?比如我想做科普,北師大有‘天文教育技術’方向,而且2025年取消了數(shù)學統(tǒng)考,考量子力學和普通