探究万物发展存续之理

汪景琇

如果你曾经读过苏联科普作家雅科夫·别莱利曼的《趣味物理学》，你一定会惊讶于他引述了如此之多的科幻小说片段，特别是儒勒·凡尔纳的几部代表作品中的情节，作为介绍物理知识的引子。恰到好处的引文，成为这本书引人入胜的关键所在;而从另一个角度来说，凡尔纳许许多多的科幻小说片段，其实是通过一个个物理学原理，才得以建构起令人手不释卷的故事。

比如说，凡尔纳的《从地球到月球》，想象了一场发生在蒸汽时代的登月探险。小说中的大部分细节设定，竟然与航天时代的“阿波罗”登月计划有诸多相似之处：比如发射场的位置和飞抵月球所需的时间。其实，这种巧合并没有多么惊人，因为航天飞行背后的物理学原理，决定了科幻作家的“预言”与多年后现实的重合。

从人类黎明时期的渔猎生活，到太空时代登陆异星，对万物存续与运转之理的探索，是人类文明演进的注脚。早在文字诞生之前，人类便已经掌握了一些经验性的物理知识，比如用投矛器让标枪飞得更远也更准、利用弓箭短暂蓄能并在必要时释放，还创造出形形色色的狩猎陷阱。而令文明得以加速发展的现代科学体系的建构，是由人类对空间与时间不断深入的认知所决定。我们发现了天体运行的规律，最终推断出宇宙可能的时空结构;从精确的计时手段，到度量衡标准的建立和不断完善，我们对世界的了解，就建立在物理學研究的坚实基础之上。

而今，物理学已经发展出了庞大的谱系，从宇宙的起源和天体的盛衰，到微观粒子的内禀性质和运动方式，从化学反应动力学到生物过程的定量描述，都属于物理学的研究范围。但随着探索的深入，我们总会发现超出意想之外的现象和过程。未知世界总是带给我们探索的挑战、困惑和欢乐。太阳系之外，有多少宜居的行星？来自太阳系之外的小天体，蕴含着宇宙形成之初怎样的信息？我们是否有可能通过核聚变实现能源自由？我们是否有可能超越光速，或是经由存在于更高维度的通道，实现快速的星际旅行……

是的，这些常常出现在科幻小说和影视作品中的话题，也同样是物理学研究渴望探索的新疆界。为什么充满了“硬核”物理学概念的科幻电影《星际穿越》会成为热映的“爆款”，并且引起人们热议？因为这样的影片展现了一种令人信服的可能性，那就是人类凭借不懈探索的积累，终有一天会在这个充满谜团的宇宙中自在遨游。

在这一期的《知识就是力量》杂志中，我们会为你展现物理学最前沿的研究成果带给全人类的窥见未来的可能性。正如今年的诺贝尔物理学奖所体现的那样，物理学的进步，或许会为人类文明的下一座里程碑—“星际物种”奠基。