时间简史和时间简史刻奇 万维钢，物理学家，科学作家 《时间简史》分三种读法。普通的读法，二 x 的读法，和文艺的读法。 物理学是个特别正统的学科，但是物理学招募新人的办法却相当地“非官方”。如果你一直老老实实跟着中学老师学习怎么计算电路图中电阻的电流强度，或者 U 形玻璃管中的水银柱高度，你大概不会认为研究物理有多大意思。物理学的真正招募系统在课外。 第一志愿报物理系的人肯定都是看科普读物的结果。他们被相对论、黑洞、不确定性原理、天才们的趣闻轶事和所谓“统一理论”所吸引，他们忍受不了好奇心和巨大荣誉的诱惑。 引诱我把青春献给物理学的是一套“第一推动丛书”，出版于上世纪九十年代。在今天看来那是一个充满野性魅力的时代 — 公共电视台播放的电视剧中经常出现裸露的、完整的乳房；而在那丛书中的这本《时间简史》的译者序里，徐明贤和吴忠超赫然写道“但是他对首次见到他的人对其残废程度的吃惊早已习惯”— 现在早就没人敢播那样的电视剧或者用那样的词了。 《时间简史》给我的感觉，也是这么野性。那大概是我第一次听说宇宙居然既不是无限大[1]，也不是永久存在的。一个有限大的宇宙又怎么没有边界、杨氏双缝实验为什么不合常理、自旋 1/2 是什么意思、黑洞又怎么不是这么黑，任何人第一次听说这些思想都不可能无动于衷。我那时正在上高中，迫不及待地跟同学讨论、甚至是吹嘘这些内容。 那套丛书令我印象深刻的还不仅仅是物理，还有书中科学家们强烈的个人风格。霍金在书中时不时抖个机灵，比如画张图说明二维动物如果有消化和排泄系统就必然会被一分两半，再比如每个人都读过的全书开头那个关于乌龟的笑话。原来科学家并不是一帮特别死板的人，他们很有幽默感。而且他们对不同科学理论有自己的爱憎，时不时较量一番，就好像武打书里的人物一样。 他们笔下的物理学充满活力。历史上的一个个漂亮理论转瞬间就被更新的理论所取代，谁也不敢固步自封。我还记得当时从图书馆找到一本美国大学物理教材的中文版，作者居然写道“这本书中的物理知识不可能都是对的……但也不可能都是错的。” 谁不想研究这样的科学？ 后来我上大学就报了物理系，然后拿了物理博士，现在的工作就是做物理研究。这听起来像是一个非常完美的故事：一个物理学家写了一本物理书，这本书特别精彩而且特别流行，以至于远在中国的一个年轻人读了这本书受到激励，后来他也成了一个物理学家。 可惜故事没这么简单。 时间简史与普通物理学家 最让故事失色的地方，当然是我根本不是霍金那样的“大”物理学家 — 我对物理学的贡献比霍金差了很多数量级。事实上，除了与我从事特别相似的研究的少数人之外，没人知道我是谁。我发表过的所有物理论文的被阅读次数加起来可能也比不上我写过的任何一篇通俗文章。我是一个非常普通的物理学家。 其实除了被科普读物感召，我敢去物理系的一个重要原因是数学学得不错。科普读物可以把人吸引进门，但你一旦真正做物理了，那些书没啥大用。数学更有用。我们每天干的事情并不是感叹宇宙有限无限，而是做计算。科普读物津津乐道的不确定性原理，并不是一个哲学概念，而是一个数学公式，是可以推导出来和拿来用的。我们用数学公式说话。 我没能成为霍金的最根本原因当然是我不是天才。不过物理学的大多数领域都可能已经不再是个人英雄的舞台了。绝大多数物理学家并不指望自己能在两个月之内搞出一个石破天惊的理论来青史留名。我们更关注实在的小进展，我们在绝大多数情况下是跟好几个人合作而不是单打独斗。结果在这个时代，我们这些不是天才的普通物理学家也很有用。 我们在工作中跟同事讨论的都是技术性很强、非常具体的问题，很少说出什么有哲学味道的、写意的、高大上的话来。我们绝对不可能在讨论物理问题的时候提到“上帝”这个词。 我们每天的研究工作并不总像科普读物描写的那样充满戏剧性。你不能光看射门集锦和答记者问，其实足球运动员大部分时间内做的事情是训练。我们的多数工作几乎没法被写成科普。 一旦把物理当成正经工作，你就会发现再谈自己有多么“热爱物理”变成了一件非常幼稚可笑的事情。很多人写研究生申请信的时候爱说热爱物理，还要讲几个自己童年的轶事，提几本看过的科普书，其实说这些一点用都没有。我们招人基本上只看论文发表记录。 事实上，霍金从未在书里像个选秀歌手一样泪流满面地说过他有多么“热爱物理学”— 真正的物理学家就算再有个性也不会说让人起鸡皮疙瘩的话。在提到自己怎么开始做物理时，霍金半开玩笑地说“为了结婚，我需要一个工作；为了得到工作，我需要一个博士学位。” 怎样误读时间简史 我不是完美故事中的我，《时间简史》也不是完美故事中的《时间简史》。霍金在书中说鉴于“每个数学公式都可能让书的销量减少一半”，他决定只用 E=mc^2 这一个公式。他绝对没想到，可能恰恰是这个不用数学公式的决定带来了一些非常怪异的反应。 我在大学图书馆看过一本某个美籍华人在中国正式出版的书，声称其发现了一个修正爱因斯坦相对论的理论。为了证明广义相对论是错的，他在书中举了个例子：主流物理学认为宇宙正在膨胀，而每个星系离我们远去的速度，与它跟地球的距离成正比 — 他说，这么一来地球不就是宇宙的中心了吗？这显然是错的！ 苍天啊。我不知道这位老兄是在哪本科普读物上听说了这个。首先这不是物理学家相信如此，而是天文学家哈勃观测的结果，是个事实，而不是观点。更重要的是，所有提到这件事的科普读物都会立即告诉你这和“地球在宇宙中地位并不特殊”根本不矛盾 — 你只要把每个星系都想象成一个气球的表面上的斑点，当气球膨胀的时候，这些斑点之间的距离就会越来越远，而在每个斑点看来，所有其他斑点都是距离它越远，远离它的速度越快 — 但没有哪个斑点是特殊的。 所有科普读物说到宇宙膨胀都会举这个气球的例子，《时间简史》的第三章讲了这个例子。而现在居然有人敢拿它只说一半，来证明相对论是错的？！这简直是个二 x 物理学家。 像这样的事儿还有很多。我们经常收到一些奇怪的电子邮件，声称自己发现了更好的物理理论。我们一概置之不理 — 因为这些民间物理学家的共同点是只会非常简单的数学，有的甚至根本不用数学。他们是科普读物的……受害者！ 好在据有人用 Kindle 阅读记录统计，大多数人读《时间简史》没有读到超过全书的 6.6%，所以他们不会看到宇宙膨胀的这个故事，这样看来也就没有机会称为二 x 物理学家。 他们更可能会成为文艺物理学家。 怎样不读时间简史 文艺物理学家们读《时间简史》并不是为了将来自己提出一个新的物理理论，他们只是读。人们在各种书单中推荐这本书，人们在社交网络晒自己刚刚购买了这本书，人们发愿要读完这本书，人们宣称自己正在第 N 遍读这本书，人们把每天早上起来读这本书当成健身项目，人们把这本书当成难读的书的代表来编排笑话。 人们一直在谈论“读《时间简史》”这个动作，而几乎不谈论这本书的内容本身。如果一个未来的考古学家仅凭媒体和网络研究《时间简史》，他恐怕无法判断《时间简史》到底说了什么。 为感谢读者看本文一直看到这里（已经超过全文的 6.6%），下面我来简单说一下《时间简史》这本书到底说了什么，这样你以后至少可以假装读过这本书。我干脆使用霍金的第一人称，这本书说的是 — 只要你仔细想想就知道在引力作用下宇宙不可能是静止或者永恒的。哈勃的观测发现宇宙正在膨胀，这意味着之前它必定有一个开始的时刻 — 那也可以被视为时间的开始。彭罗斯有个关于引力塌缩形成一个奇点的定理，我霍金受这个定理的启发，跟彭罗斯合写了一篇论文，证明如果广义相对论是对的，那么宇宙必然起源于一个无限密度和无限小的奇点。 物理定律会在奇点失效。可这样一来我们还怎么能好好谈论宇宙起源问题？而且如果这时间有个起源边界，那岂不是说只有上帝才能让时间开始？ 好在后来我霍金自己证明，如果考虑量子力学效应，宇宙起源的“奇性”就可以去除。不但如此，我的理论中还包括“无边界”，也就是说宇宙起源就如同一个原子核衰变一样可以无缘无故地发生，根本不需要上帝等“外面”的因素影响。 为了帮助你们理解我的理论，我在书中介绍了相对论、量子力学和黑洞（我霍金在黑洞方面做了很多研究，有漂亮的结果）的简单知识，其中还提到“对历史求和”这种难懂的名词。不过你不懂也没关系，“对历史求和”，这个词听听就觉得很酷。最后，我还根据现有的科学知识展望了宇宙的未来。 — 也就是说霍金写《时间简史》的主要目的是向公众说明他自己对物理学的贡献。因为他要宣传的理论实在抽象难懂，这样的一本书一定是有点技术性的。 而读者对书中任何细枝末节的辅助性知识的赞美，都是拍马屁没拍到点子上。 如果你想假装不仅读过《时间简史》，还知道比这本书更新的物理学，你可以这么说 — 霍金在《时间简史》里非常自然地提到在引力作用下宇宙膨胀的速度必然越来越慢，而且还介绍了关于宇宙未来的三个可能结局：一直膨胀下去、先膨胀后收缩，以及膨胀速度恰好能让宇宙不收缩。可是他当时万万没想到，宇宙正在加速膨胀！要知道《时间简史》最早出版于 1988 年，而宇宙加速膨胀的事实是人们 1998 年才发现的！物理学的发展就是这么让人震惊！ 另外还有个小花絮！霍金的一些成名工作是关于黑洞的，而在写《时间简史》时，物理学家还没有足够观测证据证明黑洞是否真的存在。霍金在这本书的第一版中提到他跟人打了一个赌，说如果将来证明黑洞真的存在，他就给那人订阅一年的《阁楼》杂志。现在我们已经有足够证据黑洞的确存在，所以霍金真的不顾那人妻子的抗议，给他订了一年的《阁楼》。 — 所以《时间简史》其实是一本已经过时了的科普读物。这令人不能理解为什么它仍然是畅销书排行榜上最靠前的科普读物。事实上霍金本人早就出了一本更新的科普书，《大设计》，足以完全取代《时间简史》，可是人们还是更爱买《时间简史》。 看看那些以买过这本书为荣，甚至读了书中几个句子就把自己感动到不行的人，我觉得《时间简史》受到的超常欢迎也许不能用人们对科学的热爱来解释，甚至不能用人们对霍金本人的热爱之情，或者说八卦之情来解释。 这不是热爱也不是八卦。这是刻奇。 提两句物理，然后感动自己，这个动作实在太容易了。你看我！当每个男人都忙着挣钱和看足球的时候，当每个女人都忙着研究星座和明星八卦的时候，我在干什么？我在看《时间简史》！非常庆幸世界上还有许多像我这样的人！这还不令人感动吗？！ 可我还真没感动。不要为自己做过仰望星空这么简单的事儿而感动。 《时间简史》已经不是一本正常的科普书，读科普书不应该是这种读法。欣赏关于宇宙起源的大爆炸物理学跟欣赏关于物理学家生活的情景喜剧《生活大爆炸》是两码事。你不一定像物理学家一样做计算，但你必须付出很多时间和精力去思考，才能真正理解那些科普书在说什么。做谈论物理学的动作，比理解物理学容易，可是特别容易的东西不值得追求。 我绝不是看不起科普书或者反对非物理专业的人谈物理。我认为任何人都有资格欣赏和谈论物理学，乃至经过思考之后提出自己对物理问题的见解。我甚至认为物理研究的一个重要目的就是为了写成科普读物去丰富公众的思想。 门槛越高的东西才越有趣味。我有好几个非物理专业，但是又对物理学很感兴趣的朋友，其中甚至还有文科生。他们非常关心物理学的新进展，读过很多连我都没读过的物理书，而且能把我问倒。我想霍金写《时间简史》其实不是给我写的，恰恰是给这些愿意付出努力去收获智慧和见识的智识分子写的：他们读科普书不是为了结婚、工作和博士学位，不是为了一举成名，更不是为了感动！ [1] 更新的观测表明宇宙有可能是无限大的，但这不是本文重点。 ——————————————— 发自知乎专栏「学而时嘻之」
