《霍金逝世一週年》
* 「我可能是世界上最著名的科學家之一,部分原因是因為我符合殘疾天才的刻板印象」。⋯⋯ 我不能用假髮和墨鏡偽裝自己—— 輪椅使我暴露無遺。眾所周知且容易識別有其優點,也有其缺點,但優點遠遠超過缺點。人們似乎真的很高興見到我。 2012 年我在倫敦為殘奧會開幕時,我擁有了我有史以來最多的觀眾。
* 我在這個星球上過著一種非凡的生活,我利用奇思異想和物理定律穿越宇宙。我到過銀河系最遠處,旅行進入過黑洞,還返回過時間的起始。在這個地球上,我經歷了高潮和低谷、動蕩與安寧、成功和痛苦。我遭遇貧窮,享用富裕,曾經矯健,又身患殘疾。我既受到贊揚,也受到批評,但從未被忽視過。通過我的研究,我極端榮幸地能夠為人類對宇宙的理解做出貢獻。但如果宇宙中不存在我所愛且愛我的人,那的確會是一個空虛的宇宙。沒有他們,它的一切奇跡都對我毫無意義。
* 我們將如何養活不斷增長的人口?如何提供乾淨的水、產生可再生能源、防止並治癒疾病、減緩全球氣候變化?我希望科學技術能夠回答這些問題,但需要人,有知識和理解的人,去實施這些解決方案。讓我們為每個女人和男人奮鬥,為了讓他們都能過上健康、安全,並充滿了機會和愛的生活。我們都是時間旅行者,讓我們一起踏入未來。讓我們共同努力,使這個未來成為我們想去訪問的地方。
* 沒有誰創造宇宙,也沒有誰指引我們的命運。宗教是回答我們都問的問題的早期嘗試:為什麼我們在這裡,我們來自何方?很久以前,答案幾乎總是千篇一律:眾神創造萬物。世界是一個可怕的地方,所以即使像維京人一樣強硬的人也相信超自然的存在,由此來理解諸如閃電、風暴、日食、月食等自然現象。如今,科學提供了更好、更一致的答案,但人們總是依附宗教,因為它給予了安慰,而他們不信任或不理解科學。
幾年前,《泰晤士報》在頭版刊登了一篇文章,標題是:「霍金說:上帝並未創造宇宙。」文章附有插圖。上帝的形象取自米開朗基羅的一幅畫,顯得擁有雷霆萬鈞的威力。他們印了一張我顯得頗為自得的照片。他們讓我們看起來像是在進行一場決鬥。但我對上帝不抱怨恨。我不想給人留下這樣的印象,似乎我的研究是關於證明或反駁上帝的存在。我的研究是要找到理解圍繞我們四周的宇宙的合理框架。
幾個世紀以來,人們認為像我一樣的殘疾人是生活在上帝的詛咒之下的。好吧,我想我可能使那裡的某位感到不高興,但我更願意認為,一切都可以由自然定律給予另一種解釋。如果你像我一樣相信科學,你就會相信存在永遠得遵守的一些定律。如果你願意,你可以說這些定律是上帝的傑作,但那更是對上帝的定義,而非對其存在的證明。
* 我不想告訴任何人該相信什麼,但對我而言,問上帝是否存在是一個有效的科學問題。畢竟,很難想象一個比什麼或誰創生了並控制宇宙更重要或更基本的奧秘。
根據科學定律,我認為宇宙是自發地從無創生出來的。不管宇宙的複雜性和多樣性,製造一個宇宙其實只需要三種成分。試想我們可以在某種宇宙食譜中列出它們。那麼我們烹飪宇宙所需的三種成分是什麼?首先是物質——有質量的東西。物質就在我們身邊,腳下的地中和太空外面。灰塵、岩石、冰、液體。巨大的氣體雲、恆星的巨大螺旋,每個都包含數十億個太陽,向外延伸到令人難以置信的距離。
你需要的第二種成分是能量。即使你從未思考過它,我們也都知道能量是什麼。那是我們每天都遇到的東西。仰望太陽你可以在臉上感受到它:那是9300萬英里(1英里=1.609千米)外的一個恆星產生的能量。能量滲透宇宙,這是它驅動使宇宙永遠充滿活力,並不斷變化的過程。
這樣我們有了物質,我們有了能量。為了建立宇宙,我們需要的第三種成分是空間。很多空間。你可以說宇宙有很多品質——可怕、美麗、暴烈。但有一個品質和它毫不相干,就是狹窄。無論我們朝哪裡看,我們都看到空間,更多空間,更多更多的空間。空間向所有方向伸展。它足以使你頭暈。那麼所有的這一切,物質、能量和空間又是從何而來呢?直到20世紀我們才明白。
* 愛因斯坦。遺憾的是,我從未見到他,因為他去世時我才13歲。愛因斯坦意識到某種極其非凡的東西:製造宇宙所需的兩種主要成分,質量和能量,基本上是一個東西,如果你願意的話,可以說兩者是同一枚硬幣的兩面。他著名的等式E=mc²只是意味著質量可以被認為是一種能量,反之亦然。所以我們現在可以說,宇宙並沒有三種成分,它僅有兩種成分:能量和空間。那麼,所有這些能量和空間又是從何而來的呢?科學家經過數十年的研究後找到了答案:空間和能量是在我們現在稱為大爆炸的事件中自發產生的。
在大爆炸的那一刻,整個宇宙出現,伴隨著空間。這一切都脹大,就像氣球被吹大一樣。那麼所有這些能量和空間從何而來?這充滿能量的整個宇宙,這極端廣袤的空間及其包容的萬物,如何無中生有?對於一些人來說,這是上帝重新進入角色之處。正是上帝創造了能量和空間。大爆炸是創生的時刻。但科學講的是另一個故事。
* 當我們探索銀河系時,我們遇到一種外星生命形式的機會是多少?如果關於地球上生命出現的時間尺度的論證是正確的,那麼應該存在許多其他恆星,其行星上擁有生命。其中一些恆星系統可能在地球之前50億年就形成了。那麼為什麼銀河系沒有爬滿著自我設計的機械或生物的生命形式?為什麼地球沒被它們訪問甚至被殖民過?順便說一句,我不太相信不明飛行物攜帶來自外太空生物的說法,因為我認為外星人的任何訪問都會更加明顯得多——而且可能也更不愉快得多。
那麼為什麼我們沒被訪問過?也許生命自動發生的概率就是如此之低,以至地球是銀河系中或者在可觀察的宇宙中唯一出現生命的行星。另一種可能性是存在合理概率形成自我複製系統,比如細胞,但大多數這些生命形式並沒有演化出智慧。我們過去認為智慧生命是進化的不可避免的後果,但如果它並非如此又怎麼辦?人存原理應警告我們要警惕這些論點。進化更可能是一個隨機過程,智慧只是眾多可能的結果之一。
甚至智慧是否具有任何長期生存價值,這一點尚不清楚。如果地球上的所有其他生命都被我們消滅,細菌和其他單細胞生物可能繼續存在。從演化的年表來看,也許地球上的生命不太可能進化出智慧,因為從單細胞到多細胞生物,它花了很長時間——25億年,而多細胞生物是智慧的必要前提。這是太陽爆炸之前可用總時間的很大一部分,所以它與生命進化出智慧的概率很低的假設相符。在這種情況下,我們可能會在銀河系中發現許多其他生命形式,但我們不太可能找到智慧生命。
另外,如果小行星或彗星與這個星球相撞,這是生命不能發展到智慧階段的另一種可能原因。1994年,我們觀察到了肖梅克·利維彗星與木星的碰撞。它產生了一系列巨大的火球。有人認為,大約6600萬年前一個小得多的天體與地球的碰撞,造成恐龍的滅絕。一些小的早期哺乳動物幸存下來,但任何像人類一樣大的東西幾乎肯定會被消滅。很難說這種碰撞發生的頻率,但平均每兩千萬年可能是一個合理的猜測。如果這個數字是正確的,那就意味著地球上智慧生命的發展只是因為在過去的6600萬年中地球沒有發生重大碰撞。銀河系中的其他行星發展的生命可能沒有足夠長的無碰撞時期來進化成智慧生物。
第三種可能性是存在生命形成並演化為智慧生命的合理概率,但系統變得不穩定,智慧生命自我毀滅。這將是一個非常悲觀的結論,我非常希望它不是真的。
我更喜歡第四種可能性:外太空還有其他形式的智慧生命,但我們卻被忽視了。2015年,我參與了突破聆聽計劃的啓動。突破聆聽使用射電觀測來尋找智慧的外星生命,並擁有最先進的設施、慷慨的資金和數千小時的專用射電望遠鏡時間。它是有史以來旨在尋找地球以外文明證據的規模最大的科學研究計劃。突破性信息是一個國際競爭,旨在創造可讓先進文明閱讀的信息。但我們需要警惕,直到我們進一步發展之前,不要回答外星生命。在我們現階段,遭遇更先進的文明,可能有點像美洲原住民遭遇哥倫布一樣——我想他們認為他們的生活因之變得更糟。
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中國古代傳說,
月食是因為蛤蟆把月亮吃了,
日食是由於天狗把太陽吃掉了
所以每當日食發生時
人們總是驚恐萬狀,紛紛鳴鑼擊鼓,
吶喊狂呼,
脅迫「天狗」吐出太陽,
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在印度,
人們把太陽的突然消失歸咎於一個叫做「拉胡」的魔鬼,
認為是它把太陽咬了一口,造成日食。
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印加人相信,
有隻稱為Ccoa或Kowa的貓,
它只要一甩尾巴,
就能呼風喚雨。
而日食和月食則是Ccoa發怒的表現。
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古人因為不理解日蝕和月蝕的原理
非常害怕
以為是世界末日
就如同三月份和四月份很多投資人很害怕武漢肺炎
人們以為武漢肺炎是世界末日
不了解疫情終究會過去
就像日蝕終究會過去一樣
紛紛拋售手中股票
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華倫老師本身是理化和地球科學老師
也深深明白巴菲特「別人恐懼時我貪婪的道理」
因此我不怕日蝕
也不怕武漢肺炎
所以才建議華倫幫同學在三月和四月要買股票
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今天的結論:
【知識就是力量】
【知識就是財富】
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去年,我花了兩個星期寫出《地球依然在動》一文,盡力把所有涉及的物理原理以淺白的文字解釋清楚,而且盡可能不犧牲技術上的細節正確性。這是我近年寫得最滿意的科普文之一。
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地球會運動,而這運動由幾個部分組成:自轉、公轉,以及隨太陽環繞銀河系中心運行(其實還有自轉軸的進動和擺動,以及受其他行星重力影響等等問題,我現正慢慢寫另一篇文章詳述,敬請期待!)。
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《地球依然在動》長達七千多字,比普遍一本書約六千字一章更長。因此我把這文分為四個部分,每部分稍作調整,每天貼一部分,希望讀過或未讀過的朋友,讀完後都可以有所得著。
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第一部分「從古希臘地心說到伽利略船實驗」
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傳說伽利略接受宗教法庭審判、被迫簽下「地球不會動」的悔過書時,說過這一句說話:「地球依然在動。」(”And yet it moves.”)
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科學尋找大自然定律,而大自然不會受人類意見左右。所謂科學「常識」都必須經過無數科學家努力研究才能得出。今次的主題是「為什麼我們感覺不到地球在動?」古時候並沒有人知道答案。在這個資訊發達、恆常有人駐守國際太空站上、每個人都知道答案的時代,我們又有否思考過,為什麼答案是如此這般呢?我希望藉著這個看似簡單的問題帶出一些思考的盲點。
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觀察天空是古人思考宇宙奧秘的主要方法。日出日落,斗轉星移;東升西落,周而復始。這些觀察使古人歸納出一個結論:萬物都環繞地球轉動。這個直觀的理論叫做地心說(Geocentrism)。相反,古希臘學者亞里斯塔克斯(Aristarchus of Samos)提出太陽才是宇宙中心,稱之為日心說(Heliocentrism)。埃拉托色尼(Eratosthenes of Cyrene)更是首個做實驗計算地球直徑的人。
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雖然日常生活感覺不到地面彎曲,但平面世界並不能解釋幾個觀察。首先,從海岸上望向遠方海上的帆船,總是先看見桅桿和船帆後才能看見船身;在山崖上能夠比在海邊更早看見船隻,在船上也總是先看見山崖再看見海岸;在桅桿上的水手能夠比在甲板上的水手更早看見陸地。這些都是地球表面彎曲的最直接的證據。
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再者,月食發生時,月球上的黑暗面積總是圓形的一個部分。如果月食成因是地球遮掩了投射在月亮上的日光,那麼只有當地球是球狀的時候,才能總是投影出圓形的影子。我們可以試試分別用一個足球和一塊圓形的紙板,利用燈光在牆上投射出影子。我們會發現只有當燈光垂直照射平面的紙板時,影子才會是圓形的。但如果是立體的足球,無論從哪個方向投射燈光,影子都總是圓形的。
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晚間出沒的星星與日間出現的太陽有個共通點,就是會從東邊升起、西邊落下。不過有些星星從不落下,它們只會環繞天空中一個假想的點轉動。對於身處北半球的人來說,有些星星永不落下,它們會環繞北極星附近的北天極轉動,北緯越高越多星星會這樣做。相反,身處南半球的人也會發現有些星星永遠只會環繞南天極轉動。太陽、北天極或南天極在天空中的位置亦隨緯度改變,在平的世界裡這是不可能的。因為在平面的世界裡,世界各地看見的星空都應該是一樣的。除非不同緯度的人看見的並非同一個太陽、同一堆星星,否則地球不可能是平的。
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古希臘人認為物質分為兩種,各自會有自然的運動傾向:天上的物質自然而然環繞地球運動、地上的物質自然地向宇宙中心落下。人們傾向接受地心說,因為除了眾星辰都「明顯」環繞地球運動外,如果地球真的環繞太陽運動的話,為什麼地上的物質又會向地心落下?這是古希臘人未能解釋的。
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地心說一直稱霸西方思想,甚至在東方亦一樣。古中國天文學家認為地球是方形的平面,且天空則是半球形的,即「天圓地方」之說。西方反對日心說的最大理由是地球「明顯」靜止不動。人們說,如果地球在動,那麼當物件向下掉落時,不應該掉在腳邊,而應該掉在後方,因為物件正在空中向下跌時,地球向前移動了。他們認為,即使地球並非宇宙中心,「地上的物質自然地向宇宙中心落下」依舊應該成立,所以如果地球在動,物件就理應向後方掉落而非垂直掉落了。
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直至1624年,伽利略(Galileo Galilei)提出「船實驗」,才把這個攻擊日心說的主要理由消除。伽利略在行進中的船上觀察物件落下,發現與在陸地上時一樣掉在腳邊。這代表物件並不會原地垂直落下,而是會跟隨船隻一邊向前行進、一邊落下。在陸地上看,這個物件的軌跡是一條拋物線。這就代表地球並不一定是靜止的,因為這實驗證明了物件並非永遠向地球中心掉落。
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換句話說,伽利略發現了慣性定律。因為慣性定律,我們不能分辨地球究竟是靜止的還是在作等速運動。當然,地球的自轉和公轉運動並非等速運動,因此伽利略的船實驗只顯示了近似的慣性定律。根據牛頓力學,我們知道地球和太陽之間以萬有引力互相吸引,其結果就是地球環繞太陽公轉。不過只有公轉並不足以解釋恆星、太陽、月亮、行星的周日運動(diurnal motion)和周年運動(annual motion)。地球必須自轉才能解釋所有這些天文數據。然而,這些都只是地球會動的間接證明。
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我們會在下一節討論地球自轉對地球表面上的觀測者的影響,以及地球自轉的直接證據。
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日食月食原理 在 日食 的八卦
原理. 日食一定發生在朔,即農曆初一當日。此時月球位於地球和太陽之間時,但因 ... 《說文》說「日食則朔,月食則望」,唐代詩人盧仝的詩句「望日食月月光滅,朔月掩 ... ... <看更多>