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1、人类的终极命题爱因斯坦望远镜，追寻人类的终极命题2021年02月21日10:58 雅虎读书 我要参与(3)1919年，西非海岸外的普林西比岛，一支由英国天文学家阿瑟埃丁顿爵士带领的观测队伍在海岸边的山岩上建起了简陋的营地。科考队此行的目的是在最佳地点观测将于5月29日出现的日全食，这次日食期间，太阳将刚好位于一个被称为毕星团的特别明亮的恒星区前方。平常科学家无法直接面向太阳拍摄这些遥远恒星的照片，因为太阳太亮了，耀眼的阳光会掩盖附近所有昏暗的恒星光线。观察这些恒星的唯一机会就是在日食发生时，当太阳的光芒暂时被月亮所遮挡，它们才能进入人们的视野。这次观测并非一帆风顺。一战期间英国驱逐德国科学家，
2、中断与德国科学界的往来，当时战争的阴影尚未消散，战争造成的创伤更是远未平复，而埃丁顿的观测竟是为了证明一个德国科学家爱因斯坦的理论。为了获得资助，他必须说服剑桥大学那些身居高位却头脑刻板的同事。他做到了：如果爱因斯坦是对的，那么这项伟大的科学发现是由一支英国科考队完成的；如果爱因斯坦错了，那么英国人就证明了一个德国科学家的错误，并且捍卫了牛顿的荣耀。普林西比岛上雨下个不停。科考队带去的照相底片因为可怕的潮湿天气而损坏大半，只剩下了八张，更糟糕的是如果天空不放晴，有没有底片都一样，他们什么也拍不到。埃丁顿知道这次观测的重要性，如果爱因斯坦是对的，宇宙将不再是从前的样子，一个更不确定、更孤独、然而
3、更美丽、更复杂的全新的宇宙将呈现在人们眼前。他能够做的只有冒着滂沱的大雨，在原定的观测点上搭建好营地，架设好照相机，做好拍摄的一切准备，然后祈祷。日食当天中午雨停了，灰蓝的海面波澜不惊，但是满天都是云，太阳和其他遥远的恒星躲藏在厚厚的云层背后。然而就在日食短暂的几分钟时间里，云层刚好从太阳面前移开，简直像一个奇迹，好像宇宙万物忽然间决意向人类揭示自己秘密的一角。月亮的身影遮住太阳，漆黑的天幕上，更遥远的恒星如同璀璨的宝石闪闪发光。埃丁顿的八张底片最终有两张提供了有效的原始观测数据。根据爱因斯坦的理论，由太阳质量引起的时空凹陷会像透镜一样，使远方恒星的影像将偏离原先的位置，它们发出的光线将在太阳
4、引起的空间凹陷中沿着弯曲的轨迹运行，使它们看上去移动到了另一个地方。将日食期间的毕星团照片与之前在夜间拍摄的同一组恒星照片进行比对（这时太阳引起的时空凹陷不在恒星与地球之间，因此不会影响对这些恒星的观测），如果恒星的视觉位置确实发生了改变，就可以证明这种透镜效应的存在以及时空弯曲的事实。当年11月，这些结果在英国皇家学会和皇家天文学会于英国伦敦召开的一次联合会议上公诸于众。这一消息立刻以惊人的速度从科学期刊登上了各大报纸的头条。爱因斯坦关于空间和时间的颠覆性模型彻底得到了证实，从这一刻起，他的名字成为了天才的同义词。由于质量和能量都能扭曲时空，扭曲的时空中最短路径不再是一条直线，因此光在空间中
5、将沿弯曲的路径前进，这就是引力透镜，也就是本书标题所说的“爱因斯坦的望远镜”。这是有史以来最强大的望远镜，比我们能够在地球上建造的任何设备都要强大。科学家们将空间本身作为望远镜，以时空的弯曲和凹陷作为巨大的“宇宙透镜”，使我们能够在没有光的地方检测出质量的存在，从而使我们看到宇宙中的隐形成分。透过这架巨大的望远镜，科学家们可以绘制星系、星团和宇宙网络中的暗物质分布，通过追踪这些神秘的暗物质，还可以进一步弄清楚占据宇宙72%的暗能量在宇宙膨胀和演化过程中所起的作用。对于科学家来说，爱因斯坦的望远镜追寻的是一个科学界中最伟大的奥秘宇宙是由什么构成的？这个问题的答案可能会永远地改变人类对宇宙的看法。
6、而对于非专业的普通读者，这不是一本艰深晦涩的教科书，相反，它轻松、优雅，带领我们超越恒星的范畴，徜徉于星团、星系、太阳系外不可探测的行星、以及围绕空间旋转的黑洞之间。它像灯塔一样将一道智慧的光束照射进我们的心灵，向我们展示存在的诗意，引领我们透过智慧和诗意去思索时间的流逝，思索宇宙的尽头，思索光明与黑暗、有限与无限、历史与未来、漫长与短暂、伟大与渺小、遥远与接近，所有这些概念在宇宙的尺度上都有了全新的含义。我们将从全新的视角认识宇宙，通过探寻人类在宇宙中的位置，从全新的视角重新认识我们自己我是谁？我从哪里来？要到哪里去？透过爱因斯坦的望远镜，我们看到宇宙之美。看看书前那些美丽的彩页。以往我们经
7、常从科幻作品中看到宇宙的神奇与壮美，我们以为那些都出自天马行空的想象：时间机器中，3000万年后太阳巨大的赤热的穹窿遮住了将近十分之一的阴沉的天空，白得罕见的雪花旋转着落下，辽阔的大海在不朽的夕照下泛起一片血红；2021：太空奥德赛的结尾，“星孩”飘浮在银河中心封闭的银河外缘上孤零零的星辰之间，星球和星云在他侧畔飞驰而过，像乌鸦的翅膀掠过太阳的表面，银河的耀眼光辉只剩下记忆中的陈迹；三体3中太阳系在由三维向二维跌落时最后的幸存者在冥王星上观看人类的落日，在云海中下沉的夕阳仿佛融化着，太阳的血在云海和太空中弥漫开来，在二维平面中铺展成一片沸腾的二维海洋，而后迅速地黯淡、熄灭。但是看看哈勃太空望远
8、镜传送回的堪比梵高的美丽画卷，无论是瑰丽的爱因斯坦环，还是奇妙的类星体五胞胎，哪一个不是足以媲美文学家、艺术家最自由不羁的想象？ 透过爱因斯坦的望远镜，我们还看到人类的努力。或许在宇宙的尺度上，无论从时间还是空间上看，人类都太渺小了，但是人类并没有因此停止追求真理的脚步，也没有放弃对浩瀚宇宙的向往和探索。过去100年里，科学家坚持不懈地沿各个可能的方向努力扩展着自己的视野，我们看到了数十亿光年以外的星系和类星体，将宇宙演化和膨胀的历史追溯到时间和空间的起点，并成功地把原子分解成夸克和中微子，我们还将梳理出有关新型粒子、新引力理论、新时空维度、甚至新时空基本架构的信息。我们对宇宙的理解几乎达到了前人不可思议的程度，甚至爱因斯坦本人都未曾预料到他的理论将会如何被后人应用于实际。宇宙向我们展示纯粹的、极致的美，人类也回报以孜孜不倦的、甚至超越自身极限的努力。仰望星空，那里有人类存在的终极命题，或许，也有答案。