2016年3月14日 星期一

別管黑洞了,跟著霍金上太空!



前言:
原本對霍金並無特別感覺,但最近看到電影《愛的萬物論》之後就覺得霍金亂噁心的,中文片名又毀了一個物理學者。怪誰?英文不好已很難過了,還要被中二片商,用二創翻法,對我作二度羞辱,真是悶。本書其實跟霍金沒什麼關係…(原名:The Universe in Your Hand: A journey Through Space, Time and Beyond),完全沒hawking,好吧,只能怪我自己!如果覺得自尊是個必須品,英文真他媽的重要。

隨記:
P.17 銀河十分壯觀→南半球才對著銀河系中心。

P.22 原子大致呈圓形,由密度極大的球形原子核與環繞在周圍的電子組成。
P.22 最小的原子稱為「氫」,第二小的稱為「氦」。這兩種原子占已知宇宙所有物質的百分之九十八。
P.22 到達太陽核心時,溫度高達1600萬度,甚至更高。這裡到處都是氫原子,但它們的電子因週遭的能量而脫離原子核,使氫原子核裸露在外。這裡的壓力極大,整個恆星的重量都施加在核心,使原子核非常緊密地聚在一起,幾乎無法移動,反而互相融合,變成更大的原子核。這是熱核反應(thermonuclear fusion ration),由較小的原子核形成更大的原子核。更大的原子核形成之後,離開它們誕生的火爐,與先前脫離氫原子核的自由漂流電子結合,形成較大的新原子,例如氮、碳、氧、銀等。
P.22 要讓熱核融合反應發生(也就是小原子形成大原子),需要極大的能量。在這裡,能量來源是太陽的巨大重力,把一切拉向太陽核心,進而強力壓縮。這類反應在地球上(或地球內部)無法自然發生。地球太小,密度又不夠大,所以重力無法使核心到達引發核融合反應的溫度和壓力。就定義上而言,這就是行星與恆星之間的差別。→讚,完全理解恆星為何一定在中心位置,它必然是最大的那顆,而且大到必然會發光(熱核融合)。那地球必會在這現在這位置,一點也不意外也不是巧合。之前讀到的地球出現和有人類真是太巧了,覺得一點都不巧、也不是必然,只是剛好而已。
P.23 由於我們並非單純由氫和氦構成,由於我們的身體、地球和週遭的萬物也含有碳、氧和其他原子,所以我們知道太陽是第二代,甚至第三代恆星。第一代或第二代恆是爆炸之後,塵土才能形成太陽、地球和我們。→第一代必然全是氫、氦,要構成地球物其必需經過一次爆炸所產生出較重的原子(碳、氧等較重的原子)。
P.23 核融合反應有個神奇的特質,就是不論引發反應所需要的初始能量多麼龐大,反應釋放出的能量一定更大。E=mc2,E=能量、m=質量、c=光速。這公式可怕的地方是1個單位的質量所能轉化能量的倍數是光速平方,這太恐怖的倍率了!!真該幫反核者補腦才行,無知的代價實在太恐怖了。反什麼?根本沒得選,核能是未來唯一在地球的能源產生方式。太陽能運用必須到外太空才好用。如果要用太陽能最好把電廠蓋在太陽上空,將來可以但現在只是幻想。
P.23 兩個原子核融合成更大的原子核時,會有部分質量消失。融合後的原子核質量小於兩個原子核的質量總和→物質不滅定律不代表物質不會消滅,而是變成能量。這樣說來能量也能變成...物質!
P.24 核融合反應射出大量光和粒子,使周圍的一切變成發亮的液態原子核和電子,這種液態物質稱為電漿。
P.42 太陽系位於四條明亮旋臂的其中一條,從銀河中心黑洞到邊綠之間大約三分之二的地方。這個位置一點也不特別。
P.43 地軸呈現傾斜狀態,南半球永遠面對銀河中心,北半球則永遠背向銀河中心
P.44 仙女座星系是距離最近的證據,證明銀河系不是整個宇宙。
P.71 光又稱為電磁輻射(electromagnetic radiation),又可以視為粒子(光子),也可以視為波。
P.71 我們對五十公尺高的浪和兩公釐高的浪的反應一定不一樣。對光而言也是如此,光波的高度是與光的強度(intensity)有關。
P.71 以海上的波浪而言,相隔數百公尺的浪和距離非常接近的浪也不一樣。這距離稱為波長(wavelengh)。波長越長,已知時間內到達某一點的波浪越少,這數字與波浪的頻率(frequency)有關要從直覺感受到波長越短(或頻率越高),能量越大。
P.146 有質量的物體大幅度加速時,質量會變得更大。如果速度要達到光速,必須從一開始就沒有質量。→光速之所以能成為光速就是沒有質量。超光速飛行可能不存在,可能要跳到四次元空間再跳回三次元空間,或靠蟲洞之類的方法。
P.147 明信片如果投遞了138億年之久,應該會被扯碎撕裂,完全看不出原來的模樣,但穿越宇宙而來的光所攜帶影像則絲毫不受時間影響。我們收集到來自宇宙最遠處的光,就可拍下宇宙當時的樣貌。
P.148 就你的觀點而言,你的時鐘完全不會被改變。→即使在99.9999....%光速飛行,你的身理時鐘1秒還是1秒。只是看其他人是飛快的變化,可能從出生到死亡只花你一秒的時間。
P.152 撕下本書的一頁,將它對摺,使厚度加倍26次,最後的厚度將高達14公里。
P.152 目前只有最先進的現代科技看得見單一金原子。
P.175 光線照射在番茄上,所有可見光都會被吸收,使得番茄溫度提高或儲存在內部。但紅色光對番茄沒有用,因此又被釋放出來,讓番茄在我們眼中呈現可愛的紅色。
P.176 宇宙中所有已知原子的原子核和電子之間空間都非常大
P.180 空氣中的原子並非全部共用電子,所以彼此間的結合不像構成你身體的原子那麼緊密。空氣原子周圍的電子不會阻止你穿過。→牆壁的電子連結的很緊密。所以無法穿牆,地板也是。
P.180 在液體中,鄰近原子彼此間結合得稍微緊密一點,但還不足以阻止你穿過,除非你試圖以很快的速度通過,例如從懸崖跳下深灰色的海,而在固體中原子不會移動,除非你強迫它們移動,例如用銳利的剪刀剪開紙張。
P.181 離子是電子總數不等於自然狀態的原子。
P.185 氫原子核和在外圍環繞的電子一樣,看來沒有明確形狀,但確實有質量。不過它比電子重,重上許多:大約是它的1836倍。原子核帶電荷,正好與電子的電荷相反。這個粒子稱為質子。它比電子大,但和原子本身(也就是電子環繞範圍的體積)相比之下顯得非常小。
P.196 黃金不是形成在恆星活著的時候,而是它爆炸死亡的過程中。
P.201 各種原子能,無論是融合或分裂原子核,都會產生龐大的能量無論效率是高還是低,人類試圖在核能發電廠中獲取的就是這些能量。→不管核融合還是核分裂所釋放的能量不是火力、風力能比擬的,反核者只是在表達自己是個不讀書蠢蛋罷了,讀點物理就知道核能(E=mc2)無可取代,其他發電只是嘩眾取寵的噱頭。
P.235 宇宙十分遼闊,恆星、星系、星系群的距離遠得難以置信。不過宇宙中沒有空白的空間,只有場。場讓距離遙遠的物體交換稱為力載子的粒子,不需要互相接就能夠產生交互作用。→這個在解釋量子論上似乎讓人比較信服。
P.296 在大尺度下,萬物應該受愛因斯坦的廣義相對論規範,而愛因斯坦重力和牛頓重力同樣只容許物體互相吸引。遍布宇宙各處的無論是物質、反物質或暗物質,最後終究會使膨脹滅緩,而不會變快。然而珀爾穆特、里斯和施密特的觀測結果卻完全相反。要解決這個矛盾,唯一可行的方法是導入其他新東西,用來解釋這個加速現象。這個東西遍布宇宙各處,而且必須具備一項奇特的特質:它須扮演與重力相反的力,不吸引物質和能量,而是加以推斥。由於某些不明原因,這種新的力在大約五十億年前超越其他各種大尺度力。在此之前,這種力的效應是零。這種令人困惑的能量稱為暗能量(dark energy),而且有趣的是,為了解釋我們觀測到的效應,宇宙中的暗能量一定很多。→這讓我想到超導體,外太空不是夠冷?50億年前不就剛好溫度掉到這種低溫!?
P.298 目前根據NASA的衛星估算,宇宙的成分比例如下:暗能量:72%、暗物質:23%、我們所知的物質(包含光):0.46%。其餘不清楚。→覺得還是說魚缸中的魚吧,水填滿了所有空間,魚只是站魚缸的0.46%。
P.308 有些恆星死亡的時候,會留下大小和月亮相仿的鑽石。→鑽石一點也不稀有。
P.313 (在黑洞奇異點)非常神奇地,你看到構成你的基本粒子都消失了。更精確的說是跳躍。事實上就是量子跳躍。現在它們出來了(從黑洞)。→因黑洞時間加速近乎無限,出來可能是百億年之後。
P.314 量子粒子會從它們自身的場借用能量。它們在黑洞視界內也能這麼做。有了這些借來的能量,它們會有一小段時間跑得比光還快。雖然時間不長,但已足夠藉由量子跳躍脫離黑洞的不可折返區。
P.315 黑洞放射的粒子越多,就變得越熱。黑洞越熱,放射的粒子越多。這個惡性循環無情地導致了它的死亡。→量子力學有一條蠻特別的反粒子撞到粒子會發生爆炸,黑洞內可能就發生這事。這也就解釋為何黑洞沒把宇宙吞噬,因為吃越多死越快。
P.316 量子效應使黑洞蒸發。墜落進去的東西不會永遠留在裡面,而會透過目前還不清楚的方式逸出。黑洞會蒸發,因此就像具有溫度一樣。這溫度就是目前所知的霍金溫度(Hawking temperature)。
P.317 除了質量之外,從釋放出的輻射完全看不出他覺前放入什麼物質。就他看來,黑洞似乎完全消去了它吞噬的物質的所有特性,只保留質量。
P.317 霍金輻射(Hawking radiation)和墜入的物體無關,黑洞變成宇宙的記憶抹除器。→霍金輻射指就是黑洞蒸發時逸出來的輻射。看來以後黑洞可以叫霍金洞吧,灰色的霍金洞。黑洞其實是灰色也是他發現的。
P.318 沒有任何實驗曾經直接或間接偵測到黑洞蒸發,否則霍金早就獲得諾貝爾獎了。→說了半天,大家都在掰自己的邏輯故事。或許黑洞根本不是上述的樣貌。但目前瞎掰最好且沒破綻的當屬霍金吧。
P.331 科學家提出薛丁格的貓實驗,這個實驗的想法是找出某種手法把歧異的微觀量子行為轉換成巨觀可觀察的現實。→現在終於找到問題點了,量子世界跟人類世界是不同的邏輯。所以量子能出現活死並存,但人類不可能存在這可能,貓也是。人不可能瞬間移動,但量子倒可以跟場借力出現量子跳躍。這樣很多之前的困惑大致都解決了。月亮還是在天上不會因為我睡覺而消失,因為月亮不是量子,除非先打破電磁效應,讓所有月亮物質全拆散讓量子能自由行動,不然他們必須綁在一起,而綁在一起就受巨觀世界的影響。感覺還是有點怪怪的,但比之前好多了,至少拗的過去了。
P.346 「量子弦(quantum string)」根本就不是弦。它的主要振動不會發出聲音,而是產生光,光的粒子,電磁力的載子。你之前看到的所有量子粒子,構成你身體和宇宙中所有物質的粒子,都有可能是這種開放的弦的振動…。
P.355 愛因斯坦曾經說過,想像力比知識更重要。→這句話真的很妙,要超越凡人無法靠已知的知識,創意才能處理未知的領域。
P.357 你在這次旅行中(本書知識)學到的某些東西可能並不正確。暗物質、暗能量、平行世界和現實等概念最後都可能被揚棄,但它們都是目前最具影響力的概念。它們反映了人類今日以何種方式試圖理解宇宙。幾世紀後,這些概念可能會被拋棄,也可能被接受,我們都不知道,但只要活在現在,就一定會接觸到這些令人驚奇的概念。→平行宇宙我還是無法接受,因為那來那麼多物質?弦論的十度空間會有10500個宇宙(參P.349)!

心得感想:
終於比較瞭解量子是什麼了,這本書簡單多了。不知是作者強還是譯者強,至少讀起來很順很舒服,或許根本是加乘效果吧。總之,這本是近日內讀到最舒服的科學書籍,解決了困擾我很久的量子學問題,量子力學終於可以畢業了。
呃...,我是說概念,不是技術。

讀書量將會暫緩許多吧。目前愛上寫程式,一寫就上癮了。目前正在建構程式與交易的結合,這兩項都花費我極大人生的資產。程式寫了十年,交易也十年(斷斷續續,近五年完全在交易)。如果這兩項優勢結合,我可能創的是百年層級的優勢呀!



書籍資料:
書名:別管黑洞了,跟著霍金上太空!:一位嚮導,七段旅程,138億年的宇宙旅行
原名:The Universe in Your Hand: A Journey Through Space, Time and Beyond
作者:克里斯多福‧蓋勒法
原文作者:Christophe Galfard
譯者:甘錫安
出版社:臉譜
出版日期:2016/03/03
閱讀價值:高,最新且完整的知識,或許幾年後就變低了,但目前營養價值極高。
目錄:
(待補)

沒有留言:

張貼留言