開啟踏入天文學的鑰匙 ──《Welcome to the Universe — An Astrophysical Tour》

“We are born of this universe, we live in this universe, and the universe is in us.” ── Neil deGrasse Tyson, STELLAR SPECTRA.

前一些日子拜讀過 David Christian 的《Origin Story》,那是一本相當精彩的 Big History 書籍。該書是一本精彩的歷史概論,訴說了不同的學科領域在我們的 Origin Story 中所扮演的角色。我想說既然已經有一本相當精彩的書把世界畫出了精美的時間軸,那麼我為甚麼不試試看將時間軸上的知識橫向延伸呢?既然想嘗試看看填滿時間軸上出現的知識,我決定從我最不熟悉、也是時間軸的起始點開始,也就是宇宙。我的入門點就是這一本書:由 Neil deGrasse Tyson,Michael A. Strauss 和 J. Richard Gott,三位天文學領域的翹楚所著的天文物理概論書:《Welcome to the Universe — An Astrophysical Tour》。

“Welcome to the Universe.” J. Richard Gott 在 Preface 中提到,這是他孫女出生時,他送給他孫女的第一句話(check);這本來是這本書的共同作者──Neil deGrasse Tyson──在他的廣播與電視節目中常常提到的一句話;就像 Gott 提到的,你在一出生就是這個宇宙的一員了。存在這件事對我來說是理所當然,但是身為宇宙的一員,老實說,我並沒有把我的世界畫的這麼的遠,我想,這就是這本書之所以能夠讓我感到震撼的原因吧。這本書把宇宙 (Universe) 的知識分成三個大部分:〈STARS, PLANETS, AND LIFE〉、〈GALAXIES〉與〈EINSTEIN AND THE UNIVERSE〉,從我認為相較之下比較簡單的〈STARS, PLANETS, AND LIFE〉開始,如點、線、面一般得延伸,Welcome readers to the Universe。

第一部分〈STARS, PLANETS, AND LIFE〉提到的內容,就跟他的分類標題寫的一模一樣,集中在 stars 及 planets 上。一部分是高中物理、化學及地科就有上過的內容,所以理解起來並不困難。但或許是當時學不夠精,沒有深入理解,在看到這本書提大那些學科內容時,才驚覺當時我並沒有將這些知識連結在一起,或者是說,我當時根本不知道學了這些要做什麼,只會應用在考試上。我認為這應該是我當時教育制度上的一個弊病。不過俗話說,It never too late to start,現在才知道也沒關係。這部分我覺得比較有趣的是,撰文的其中一位教授 Neil deGrasse Tyson 剛好是造成且參與了冥王星 (Pluto) 從行星 (Planet) 降級為矮行星 (Dwarf Planet) 的人,因此第九章〈WHY PLUTO IS NOT A PLANET〉中,可以讀到第一手的軼事,這也是我這一部份中最喜歡的一個章節。

第二部分〈GALAXIES〉提到的內容對我來說就比較新穎了。就像我之前說的,這個部分像是線一樣,從上一個部分延伸出來。先是從 Star 向 Interstellar medium 延伸,擴展到我們所在的 Milky Way (銀河),再將範圍擴到到其他的 galaxies (星系),提到整個 Universe 與其中其他的現象,如 Black Hole。當然,這個部分也提到了在《Origin Story》中和宇宙相關的內容:Big Bang、Expansion 與 The Early Universe,可以更詳細的了解其中的細節與原理。

第三部分〈EINSTEIN AND THE UNIVERSE〉是接在之前的點與線之後,向外畫出的面。這個部分主要是講 Einstein 所提出的物理理論與貢獻,及其他人立足於 Einstein 的理論上所提出的觀察與新理論。我認為這個部分屬於整本書中比較困難的部分,這個部分也有提到撰文時最夯的量子理論與時空旅行。另外就是宇宙是四維這件事也給了我不少震撼,畢竟我並沒有意識到說時間也可以算是一個維度。這部分比較有趣的東西除了 Einstein 的各式理論之外,還有一個常常出現在各式作品跟話題中,不過通常都會被我忽視掉的東西──Black Hole。在這部分的其中一個章節〈BLACK HOLES〉中,J. Richard Gott 就相當詳細的解說了什麼是黑洞、黑洞誕生的原理與在黑洞中會發生什麼事。當然,讀完後也可以理解一些作品在遇上黑洞時的表現方式(以及破綻);Time Travel 的部分對我來說也相當玩味。

這本書的內容本來就是建立在 Princeton University 的大學課程上去做微調,如果讀者像我一樣已經具備了理科的基礎,這本書大部分的內容並不困難 (第三部分就見仁見智了);但是如果本身是沒有基礎的人,有一些部分可能會讀得比較辛苦,需要補一下其他學科的知識。另外,這本書的作者們都相當幽默,讀起來並不會讀一般教科書一樣平淡,是相當值得讀的一本科普概論書。

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