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Gene
來自馬來西亞,現居風城。興趣廣泛的生物學家,研究工作之餘,嗜好讀讀書、看看戲、寫寫作、騎騎車、踏踏青、逗逗貓。

浩瀚的宇宙當中,除了外星人,還有什麼奇特的天文現象讓渺小的人類感到敬畏又謙卑?雙星、白矮星、夸克星、中子、脈衝星、超新星、黑洞、暗物質⋯⋯這些在媒體和電影中不斷出現的名詞,究竟是怎麼回事呢?

頂尖天文物理學家總想要突破人類智識和儀器的限制,探索遙遠光年以外、百億年前的這些天文現象,他們窮盡心力和努力,發現了一個又一個奇妙的星體和行為,花費了各國納稅人大量金錢把科學儀器的靈敏度操至極限──獲得的知識可不能只有科學家知道。

即使我算是科學工作者,想讀懂天文物理這麼高深莫測的學科,不但不輕鬆還可能會要命;但有一本科普書,竟然夠膽談這個深奧的領域,而且還說是寫給大忙人讀的(不管勞基法怎麼修,有誰不是過勞的大忙人?)。

這本短小輕薄的《宇宙必修課:給大忙人的天文物理學入門攻略》(Astrophysics for People in a Hurry)是《紐約時報》排行榜暢銷書,作者泰森(Neil deGrasse Tyson)是美國知名科普作家。這本書從宇宙的誕生談起,從科學上所知最遙遠和久遠的故事,談到我們壓根兒完全無頭緒的暗物質和暗能量。因為天文物理學裡,有太多現象和理論脫離我們日常的經驗和直覺,非常需要想像力,也正因如此,天文物理學有獨特的魅力,讓科幻小說和影劇作品可以大顯身手。

我們還不知道是否有外星人,即使有也應該和我們身處在同一個宇宙、受到相同的物理定律支配。牛頓的宇由機械觀,劃時代地告訴了我們,物理學無論在地球上或是宇宙任何角落,都是普遍適用的。所以天文物理學家才能夠宅在辦公室、研究室和天文台中,研究分析成千上萬光年外和百億年前的宇宙大事。

宇宙中有許多光,我們肉眼看不見,卻能由高明的科學家用精密的儀器偵測。嚴格來說,無線電波、微波、紅外光、紫外光、X射線、伽馬射線等等都是不可見光。在宇宙中,這些光源能告訴天文物理學家許多精彩的故事。我很肯定研究這些不可見光的物理學家的心思,都全心全意放在工作中,因為我有位研究微波的物理系朋友,最常幹的傻事之一,就是把金屬便當盒拿進微波爐裡試圖微波加熱⋯⋯

因為我是城市裡長大的小孩,過去讀到古人對銀河系的描述,總是覺得不可思義,因為家中望出去的夜空,只有幾顆星,最亮的還是「愛的普羅星」。直到在美國加州唸博士班,和實驗室伙伴一起去遠離塵囂的國家森林中露營,淩晨三、四點在被窩中讓老闆強迫拖出去看星空,我才知道原來古人真的沒唬爛,銀河系是真的用肉眼就能看到的。

我們現在也知道,銀河系僅是眾多星系中的一個,古印度人早就有這樣的認知,佛典《世記經》記載道:

如一日月周行四天下,光明所照。如是千世界,千世界中有千日月、千須彌山王、四千天下⋯⋯千四天王、千忉利天、千焰摩天、千兜率天、千化自在天、千他化自在天、千梵天,是為小千世界。如一小千世界,爾所小千千世界,是為中千世界。如一中千世界,爾所中千千世界,是為三千大千世界。如是世界周匝成敗,眾生所居,名一佛剎。

天文物理學家現在知道的當然更精確多了,不僅知道許多星系,而且還知道星系際間有極高能量的宇宙射線,以及虛粒子海和不斷生滅的物質與反物質對。但最讓人困擾的,應該是所謂的「暗物質」吧?暗物質是科學家窮盡所有最頂尖的先進設備都偵測不到的東西,科學家也只能用各種旁敲側擊的方法得知暗物質的存在,可是捉摸不到它們。

除了暗物質讓天文物理學家夠頭痛,雪上加霜的是還有所謂的「暗能量」,這聽起來就應該是科幻小說家和電影編劇可以用來大作文章的吧?暗能量究竟又是哪來的?這要拜愛因斯坦所賜,另一本科普書《完美的理論:一整個世紀的天才與廣義相對論之戰》(The Perfect Theory: A Century of Geniuses and the Battle over General Relativity)對這故事有更詳細的描述,簡單來說是愛因斯坦在發表了劃時代的廣義相對論後,他相信宇宙是靜態的不會膨脹,因此多此一舉地在宇宙模型中加了個「宇宙常數Λ」(cosmological constant)──有人視此為他一生中最大的敗筆之一。

宇宙必修課》卻指出,柳暗花明又一村,愛因斯坦長辭於世後,理論物理學家為了解釋新發現的現象,為了解釋宇宙的加速膨脹,讓宇宙常數Λ峰迴路轉地復活。也就是說,愛因斯坦弄出個宇宙常數Λ是為了符合他認定的靜態宇宙想法,現在理論物理學家反而用宇宙常數Λ來解釋宇宙的加速膨脹,還有比這更諷刺的嗎?不過加入宇宙常數Λ之後,科學家又發現:宇宙全部能量當中,居然有七成是他們無法理解的暗能量啊!

我們所居住的地球是球形的,其他星球也是,天文物理學家當然有理所當然的解釋,泰森提到一個科學界的知名笑話「球形乳牛」(Spherical cow):

牛奶農場的牛奶產量變得很低,於是農場主寫了封信給當地的大學尋求幫助。一個多元並受過訓練的教授隊伍集合在一起,領頭的是一個理論物理學家。進行兩個星期的深入現場調查後,學者們回到大學,筆記寫滿了資料,將此次任務的報告交給了教授隊伍為首的理論物理學家。這名理論物理學家回到農場,對農場主說:「我有解決方案了,只是要在真空狀態下且乳牛是球體的時候才有效。」

星球不僅是球形的,行星也會以近乎圓形的方式繞恆星轉。雖然哥白尼和伽利略主張的日心說不符合當時教會的正統思想,可是抵擋不了的歷史洪流卻製造出愈來愈多的科學知識,太陽並沒有繞著地球轉(只有直昇機父母還以為全宇宙都該繞著自己的媽寶小孩轉)。我們現在知道地球不僅不在宇宙的中心,連太陽系都不在銀河系的中心。銀河系也不在星系團的中心,我們這個星系團也不在宇宙的中心,所以不要再人類中心主義了!

可是畢竟寫書和讀書的都是人類啊,如果沒有人類,以上提到的種種又有何意義可言?所以在天文物理學的書中,我們勢必要探討生命在宇宙中起源的問題,還有面對我們這顆珍貴到不行的地球。

泰森想要告訴我們,「要有宇宙觀!」如果全人類都有宇宙觀,我們在地球上就不會為了區區小事就爭得你死我活了吧?和浩瀚無邊又源遠流長的宇宙相比,我們這白駒過隙又井底之蛙的一生有什麼好執著和庸庸碌碌的呢?

※專欄內容為作家個人創作,不代表本站立場

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