科普 |《万物简史(上)》：为万物写史，为天地立传

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听书笔记 

《万物简史》的作者是美国作家比尔∙布莱森，他花了三年时间去探访各个领域的行家，最后写出了这本有关“几乎所有事情的历史”。

宇宙是怎么来的？

宇宙是在大爆炸发生后极短的时间内产生的，这以后才有了时间、空间，以及引力。其他那些电力、核力、弱核力，是稍后极短的时间内产生的。再后来出现了大批基本粒子。

现在的宇宙有多大？

英国天文学家，马丁∙里斯说，广义的宇宙是1后面接几百万个零的光年这么大，远远超过了我们可以观测到的宇宙范围。太阳系最近的邻居比邻星，离我们4.3光年，可见宇宙的辽阔。

宇宙是如何形成的？

大爆炸的产物只有氢氦锂这几种轻的元素，最初，全空间一边膨胀，一边冷却，终于有些质子和电子可以聚集到一起。这些单独的粒子在空间分布不均，浓厚一些的地方，由于静电力会加速聚集。所有这些物质堆在一起，巨大的压力使原子核之间发生核聚变，产生更重的元素。

这一团核聚变的火球就是恒星，可以持续几十亿年，大多数烧完以后，因为质量变小也就散了。但有极少数个头特别大，相当于10到20个太阳的火球烧完的时候，发生坍缩，刹那间释放1000亿个太阳的能量，持续几个星期，这就是超新星爆发，方圆十光年内玉石俱焚。地球附近500光年远，才有一个这么巨大的恒星，叫做参宿四。

超新星爆发之后，大部分尘埃再次聚拢，形成太阳，重放光明。漏掉0.1%的渣渣，由于静电荷引力，用几万年功夫互相吸引，形成幼星。再有两亿年的光景，搜罗了不少在太空游荡的碎片，形成了行星们，这里面有一个正是我们美丽的地球。

地球成形以后，和其他七个大行星，还有数不清的小行星绕着太阳转。这种运动影响着地球上的一切。

17世纪之后，科学研究的蓬勃发展。

从1661年英国化学家波义耳发表《怀疑的化学家》一文开始，化学脱离了炼金术。17世纪末的化学可以说是商人的科学。直到1799年，出生于美国的伦福德伯爵，在英国创建了皇家科学研究所，算是把化学引向了专门的研究方向。这个研究所发现了越来越多的元素，最后由遥远的俄国人门捷列夫整理排序，制作成为元素周期表。

一开始，这张表并不是填满的，门捷列夫在元素周期表中为尚未发现的元素空出位置。在19世纪最后几年，法国的居里夫妇为这张表填上两个新成员——钋和镭，同时宣告了放射性元素的存在。

真正开创原子时代的人物是英国物理学家欧内斯特∙卢瑟福，他注意到放射性元素衰变成另一种元素的指数衰减规律，利用这个规律就可以倒推出一个元素衰减了多长时间，于是，关于地球或更古老事物的年龄的争论可以终结了。

过去大家认为，原子像一块糕点，质地均匀，电子像葡萄干一样嵌在其中。卢瑟福发现，原子的全部质量就集中在一个很小的核心上，电子是在绕着原子核运动。20世纪前30年里更年轻的一代物理学家，波尔、海森堡、薛定谔、狄拉克、泡利，用不同的数学形式描述了电子的行为。并且不仅仅是电子，任何小到这种程度的物体，行为如出一辙。研究这些微观粒子的科学就是量子力学。

与此同时，宏观世界里往大尺度的一头走去，也仿佛跟过去的经验有了冲突。

天文学家哈勃发现，天体之间互相远离的速度和它们之间当前的距离成正比，这个比值就是哈勃常数。粗略地看，哈勃常数的大小和宇宙膨胀了多久有一个很简单的关系：它的倒数就是宇宙膨胀的时间。如果我们认定宇宙的历史就是一部不断膨胀的历史，可以得到宇宙年龄，大约是１３７亿年。

在这么大尺度里测量天体之间的距离很不容易。物理学家常常用光来测距离，但是按照牛顿时代的时空观念，恒星发出的光的速度，那必定是光速加上恒星自己运动的速度，光速是会变化的。可是用实验来检测，似乎光速从来都没有变过。这就出现矛盾了。

１９０５年，爱因斯坦发表了论文《论动体的电动力学》，解决了上述问题，他把时间乘上个系数，当做空间的第四个分量处理。于是，无论在什么场合，计算出来的光速都不变，这就跟实测的结果一致了。这是狭义相对论的奠基石。１９１5年，爱因斯坦又发表了广义相对论，它在理论上把引力给消解了，引力其实就是有质量的物体把它周围的空间给压弯了，弯曲的空间又对物体产生了引力的效果，所以星体会在弯曲的轨道上运行。

解读 | 张帆（喜马ID：张老三发现的生活）

自幼视科学研究为最高价值，坚持拿下了国内外三个理工科学位（但没有一个是博士），终于态度软化，拥抱多元。遂从事磨工、播音员、通信工程师、球馆老板、废塑料贸易、物业管理员、火警维修这些职业，着落在当前的消防喷淋安装，至今兴致勃勃。

播音 | 张帆

策划编辑 | 陈艳

音频编辑 | 陈子夫