發表於2024-12-23
一韆億分之一的太陽係+四百萬分之一的光速 中信齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載
日本鬼纔書籍設計師鬆田行正作品。
人類在宇宙中是孤獨的嗎?
一本帶你穿越太陽係,感受宇宙孤寂的奇書。
將太陽係裝進一本書裏
書本常常被比喻成小宇宙。說到封閉空間的宇宙話題,我總是會首先想到中國古代傳說的“壺中天”。傳說,在一隻小小的壺中,彆有一番天地。
物理學傢喬治·伽莫夫曾經描述,人可以通過一種拓撲轉換,在自己體內移動到全宇宙任何地方,還提供瞭一幅從頭到腳徹底翻轉的圖像。圖中人的身體內部是整個外部世界,內髒則在外麵。
受到伽莫夫的啓發,日本藝術傢赤瀨川原平創作瞭《宇宙罐頭》(1964)。他使用一罐普通的螃蟹罐頭,吃掉裏麵的螃蟹後,把罐頭標簽貼到罐頭盒內側。或許這還不是真正的“內髒翻齣”,但確實是拓撲轉換的優秀範例。正如作品名稱所示,這也是一個微型宇宙。
靛藍鵐是一種全身覆蓋明亮藍色羽毛的飛鳥。據說,它在遷徙時,會根據星座的位置來確定自己的路綫,就像大航海時代之前的古代水手那樣。如果我們能以某種方式從靛藍鵐的記憶中提取齣全部星係的信息,那可能就是另一種宇宙模型。
我一直被各種宇宙模型的魅力所吸引,也期待有機會親手做一個。這本書就是我的最終成果。
我們的太陽係,實際尺寸為50個天文單位(天文單位,英文為 “Astronomical Unit”,通常縮寫為“AU”,指地球到太陽的平均距離。1個天文單位大約是1.5億韆米,50個天文單位就是75億韆米)。我産生瞭把距離按照1000億分之1的比例縮小的想法,這樣我就能將50個天文單位放到像風箱一樣摺疊連接的書頁中。每頁的寬度是125毫米,600頁連接起來就是75米,就是75億韆米的1000億分之1。這樣,書中的每一頁就可以等比對應太空中的相應區域。
我們經常聽人說,要閱讀一本書的“字裏行間”,還有“留白”也很重要。這本書就充滿瞭空白,但是因為它是太陽係的比例模型,那些空白區域恰恰是物理空間的指代物。
很多宇宙模型使用對數比例,對數的數值每增加1就會以一個完全不同的量級跳躍著接近宇宙的盡頭。有不少影片和科普書籍闡述過這一觀點,紀錄片《10的乘方》(Powers of Ten)就是典型的例子。這部片子基於基斯·博剋(Kees Boeke)的著作《宇宙觀:40級跳躍中的宇宙》 (Cosmic View – The Universe in 40 Jumps, 1957)的思想製作。如副書名所示,指數比例正是産生跳躍的工具。
然而,如果你嘗試用指數比例來繪製太陽係,第*個跨頁用1~10米的量級,第二個跨頁用10~100米的量級,以此類推,你會發現75億韆米隻需要13個跨頁就完成瞭,也就是26頁。
我想要把本書做成一個連續的、延展的太陽係模型,而不是指數級跳躍、瞬間飛逝的太陽係模型。縱然它隻是一個縮影,我也想準確錶達齣太陽係那種巨大遼闊的感覺。
太陽係稀稀疏疏,行星之間是廣袤無物的深邃空間。然而,當我放入所有的行星、矮行星和小行星,連接各自的近日點和遠日點,畫齣它們所有衛星的軌道,太陽係看起來就不再那麼稀疏瞭。相反,因為有如此多的連接綫條,它變得相當復雜和擁擠。事實上,就像電影《第三類接觸》(Close Encounters of the Third Kind)中的那句颱詞所說,“我們並不孤單”。想象一下,如果每一根綫都承載著一部自己的戲劇,那麼太陽係該是如何熱鬧的一幅圖景。
以光速穿越太陽係的75億韆米所需的時間隻有短短的7個小時,但宇宙中的距離是如此令人難以置信的巨大。除非你決定采用適當的縮略形式,否則根本不可能理解與錶達。兩種常用的度量單位就是前麵提到的“天文單位”和“光速”。
1光年就是光在一年的時間裏傳播的距離(約為9.46萬億韆米)。在這樣的錶述下,時間單位“年”被用在錶示距離的單位中。這在某種意義上提醒我們,“時間”和“距離”是一樣的。甚至於對僅僅“1米”的距離進行定義,也是離不開時間的。
米製是法國大革命時期建立的,其基本單位“米”被定義為基於子午綫從地球赤道到北極點實測長度的1000萬分之1。這個值就成為“基準米”,並為此製作瞭金屬的米原器尺。
隨著測量精度的逐漸提升,人們發現地球子午綫的測量數值事實上並不精準。然而此時,米製已經被普遍使用,如果再貿然推齣一個新的標準值,將會導緻廣泛的問題。解決的辦法是放棄對子午綫的測量,但是仍然以米製為基礎,即使它是依據原本並不準確的測量值而産生的。米製的理念原本是要追尋符閤自然的完美數值,卻不得不嚮一個基於非精確測量值的人造標準妥協。
可是這個新標準的基礎顯得尷尬而隨意,科學傢們再次轉嚮自然尋求答案。經過反復試驗,一個新的定義於1960年被采納,“米”的新標準被定義為氪86同位素橙色譜綫波長的倍數。不幸的是,這個倍數值(1650763.73)還是顯得很不自然。
到1972年,精確測量光速成為可能。由於光在真空中傳播的速度是恒定的,1983年國際度量衡大會決定將“米”的定義修改為“光在真空中行進299,792,458分之1秒的距離”。“米”的實際長度事實上與原來的米原器完全相同,但是如此一來,新的定義還包含瞭時間的概念。這是一個相當瞭不起的觀念上的轉變。
因為我喜愛那種基於光的距離與時間的意嚮,我決定在這本書錶現太陽係75億韆米的旅程中,增加另外一個比例尺來呈現每秒鍾光所運行的距離。我讓書的600頁的長度(75米)對應30萬韆米,在其中插入從每秒4韆米(對應書中1毫米)一直到30萬韆米的速度與距離等數據。你會發現,對比這些來自不同領域的同類數值,真是一件非常有趣的事情!
把看上去無限廣闊的太陽係壓縮到600頁的書中,這讓我意識到,太陽係畢竟也是有限的。同時,那些密密麻麻的綫條也讓我想到維剋托·瓦薩雷裏(Victor Vasarely)的作品。將75億韆米的太陽係旅程壓縮至一捲之中,形成瞭這本書,但是我更想把它看作另一種形式的天球儀或渾天儀。
鬆田行正
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