关于客观世界的10个答案 弗兰克·维尔切克
天赋并不是我们后天所获，限制也并非出自我们之手。
//序
他们拥有智慧，但缺乏知识。（生产队老队长）
我在写这本书的时候，心里始终装着好奇的朋友们和他们的问题。（宇宙中最不可理解的事是宇宙可以被理解。）
很多科学伟人都是虔诚的基督徒，伽利略、开普勒、牛顿、法拉第、麦克斯韦等，他们认为可以通过研究上帝的杰作来接近和尊敬他。
“上帝难以捉摸，但并不心怀恶意。”
（丰富和重生）两个包罗万象的主题出乎意料展现在我眼前，清晰于深刻令我震惊。
费曼，“于微纳处天地宽。”我们每个人的体内都包含了远比可见宇宙中的恒星数量还多的原子，我们的大脑包含的神经元数量也和我和我们星系中的恒星数量相当。内在宇宙微外在宇宙提供了有价值的补充。
人完整的一生所包含的有意识的瞬间，远多于宇宙历史包含人类寿命的数量。我们被赋予了丰富的内在时间。
量子力学向我们揭示了，你不可能观察一个东西而不改变它。（教育的尊重，你不可能让他受教又完全不改变他。）
在通向深刻理解的航程中，有许多需要抛弃，也有许多需要学习。
William Blake
To see a World in a grain of sand
And a Heaven in a wild flower
Hold Infinity in the palm of your hand
And Eternity in an hour
/引言
激进的保守主义
开普勒、伽利略和牛顿发展的科学方法既保有了尊重事实和向大自然学习的谦逊准则，但这种方法又提倡人们大胆地将所学的知识应用到任何地方，甚至超出了原始证据所在范围。
“我们永远无法像希腊哲学家那样理解自然了···我们知道得太多了。”
//一 世界有什么
/01丰富的空间
“我心胸宽广，包罗万象。”
世界很大，但我们并不小。
我们大道足以将整个外在宇宙置于思维之中。“通过思想，我囊括了整个宇宙。”（物质和能量，时间和空间，思想和什么？以至于我和宇宙息息相关。）
（每天五公里，大概22年绕地球一圈，我还要跑20年？）
比利时天主教神父乔治·勒梅特第一次提出对哈勃的观测结果的解释，他的大爆炸只是一个大胆而美妙的想法。原初原子、宇宙之蛋。
大爆炸至今138亿年。
地球的半径只有十亿分之一光年。
当我们望向遥远宇宙的物体时，我们看到的其实是它们的过去。（当年看到一颗星星眨着眼睛，它可能早就不存在了。你看到的一颦一笑，都是过往。）
当富有灵感的猜测与艰辛的努力相结合，成功便会时而降临。（读书少，计算少，缺爱思考，这是一种病。）
（如果一头狮子能说话，我们也无法理解它。）
卫星的轨道在普朗克尺度下的细节会变得混乱而不可预测。
/02丰富的时间
（在任意一个两两之间要么是敌人要么是朋友的6人群体中，他们两两之间要么都是朋友，要么都是敌人。）
避免陷入模糊而无意义的讨论
“时间是什么？如果无人问起，我心知肚明。如果要向问我的人解释，我却一片茫然。”
我们被赋予了10亿次体验世界的机会。
“一分钟里总还有时间，决定和变卦，过一分钟再变回头。”（约翰内斯·惠更斯；克里斯蒂安·惠更斯）
死亡会毁灭一个人的记忆和学问，这不仅很恐怖，而且是一种浪费。（万物更替的意义似乎比保留更重要呢，宇宙有爆炸重生，必然有毁灭，然后重生。人）
/03极少的组分
我们不应该说“所有物质都由原子构成”，而应该说，“所有物质都由基本粒子构成”。
基本定律描述了变化；状态描述了是什么，定律描述了事物如何改变；基本定律是普适的；基本定律是局域的，一个物体在很紧的将来的行为只取决于当前离它很近的周围的情况；基本定律是精确的。
“一个物体可以通过真空作用于另一个遥远物体，而无需任何介质来将作用和力从一个传达到另一个，这让我感到极度荒谬。”牛顿写给朋友本利特（牛顿对他最辉煌的发现之一极为不满。）
（监考，讲台旁的学生一直扭动身躯，像是身上有虱子，多屁股下有钉子，或是心里有草，其实是伺机作案的体育生；送卷子，足球生大说C语言，说什么一直准备化学，结果考物理，什么都不会。）
从19世纪中叶开始，物理学家给被动的真空，填入一种传递力的成分，我们称为“场”。场，而非粒子，是现代物理学的基本物质组成。
质量/荷和自旋
陀螺拥有方向惯性。
他说话时睁大眼睛，目光里流露出近乎狂喜的热情。
集中了质量、荷和自旋的点，取代“原子和虚空”的是时空和性质。
建筑粒子（电子、光子和上下两种夸克）、变化粒子和意外粒子
在成为一位著名政治家和外交家之前，弗兰克林对早期电科学做出了开创性的贡献，他发现了电荷守恒定律，也证明了存在正负两种电荷。
普朗克在推荐爱因斯坦为普鲁士科学院院士的热情洋溢的推荐信末尾，为爱因斯坦令人尴尬的谬论道歉：有时候，他会在推测中走向极端，比如他的光量子假设，但这不应该成为反对他的理由。（爱因斯坦反而就因此获得诺奖）更讽刺的是，爱因斯坦的这一提议正式基于普朗克的工作。
直到1914年，也就是普朗克推荐信一年后，密立根才对爱因斯坦的提议具有真正决定性的验证。
爱因斯坦本人也将光量子的工作看做自己最具革命性的工作。
质子和中子不是基本粒子，它们的行为太过复杂，以至于对基本粒子的描述不再可行。
质子质量远大于组成它的物质总质量。用能量来理解质量的来源。
我们应该也把阴离子加到建筑粒子的名单中，她是构成引力场的粒子。
光子把原子和分子结合在一起，胶子把夸克、质子和原子核结合在一起，而引力子把行星、恒星、星系和各种大的物体结合在一起。
引力保证了地球能围绕太阳公转且保持与太阳之间的距离，从而平衡温度，产生动态复杂性；电磁力（量子电动力学）将原子编织成分子；强力（量子色动力学）提供了能点燃原子核的吸引力；弱力则保证核燃烧以缓慢的速度持续着。
细胞是高等生命形式的基本粒子。
/04极少的定律
麦克斯韦，“在数学家看到作用于物体中心的超距吸引力的时候，法拉第凭借他特有的思维看到了贯穿整个空间的力线；数学家只看到了距离，而法拉第看到的事一种媒介。”
浩瀚的星际空间将不再被视为宇宙中的荒原。
“这些数学公式有自己独立的生命，有自己的智慧，它们比我们聪明多了，甚至比它们的发现者还要聪明，我们从这些公式身上得到的东西比最初寻找这些公式付出的东西多得多。”
粒子就是场的化身。
$E=h\nu$1900年普朗克提出，1905年爱因斯坦利用这个关系预测了光子，普朗克-爱因斯坦公式。
迎着夺目的光，原子发自灵魂的歌唱。
光谱学是天体物理学和宇宙学的支柱。
相距较远的粒子之间有很强的吸引力，而这种吸引力会随着粒子靠近而减弱，这和日常生活中由橡皮筋产生的力类似。（习惯了距离反比，反而疏忽了橡皮筋的日常。）
从模糊的困扰和愿景，到井井有条的探索，经历无数次的灵光一现、计算、猜想、验证，直至抵达有关物理现实的人所公知的真理，在这条道路上所体验的每一步，都是一种超凡的享受。
维尔切克童年最早的记忆之一是一个小小的笔记本，一面是学相对论的额笔记，另一面，则是代数的。当时还不知道$E=mc^2$是量子色动力学的基础。
“失控决定了物质如何运动，物质决定力时空如何弯曲。”
弱力既不能将物质束缚在一起，也不能促使物体运动吗，其主要能力是使粒子发生转变。得益于其自身作用之弱，弱力这种转变能力使其在宇宙演化过程中扮演了独一无二的角色。（“反者道之动，弱者道之用。”）
弱力为我们展示了自然的炼金术。
1929年，保罗·狄拉克宣布：“对于大部分的物理学问题与所有化学问题，它们的数学理论依照的基本物理定理，我们都已知晓。”（1900年开尔文宣称物理大厦基本建成）
生活中还有比夯实基础和追求实用性更重要的东西。
电磁力、强力和弱力都基于不同形式的荷。
渐进自由，强力在短距离上减弱的现象。（橡皮筋）
外尔：“客观世界只能说是什么，而并没有发生什么。只有在我的意识沿着我身体的生命线向前爬行并注视着这个世界时，这个世界的一部分才鲜活起来，变成空间中随时间不断变化的影像。”
/05丰富的物质和能量
一个成年人每天摄入2000（大）卡的能量，差不多够100瓦灯泡连续亮一天。20%提供给大脑。
功率1瓦1秒消耗1焦耳能量，一年大约3000万秒，我们可以把这个大小的能量作为一个计量单位“人年”。
我们学习的过程就是有用的连续模式得到加强，而无用的链接模式被削弱的过程，我们所学到的很多东西都是通过这些连接的强弱来编码的。连接的数量在我们2岁到3岁之间达到顶峰，但是复杂性的峰值则出现在大量连接被选择性地削弱之后。
//二 开端和结尾
/06 宇宙的历史是一本读不完的书
工作是你最好的老师。
“事情应该力求加单，简单的到不能再简单为止。”（活下去的动物，很好地活下去的宠物，更好地活下去的人。）
过去永远不会消逝，过去甚至不曾过去。福克纳（过去未去，未来已来。）
“上帝创造宇宙之前在做什么？”奥古斯丁记下了本想给出的回答，“为那些问了太多问题的人建造地狱。”
在上帝创造世界之前并不存在时钟，因此也就不存在时间，也不存在以前这样的概念。
/07复杂性的出现
它只需要极少的组分，极少的定律和一个出奇简单的起源，就能构建出整个物质世界。
虽然极少的成分，极少的定律和一个出奇简单的起源制定了整个宇宙历史的大框架，并决定了中间所有的进程，但它们却无法预测宇宙中极其丰富的局部细节。这个世界就像一棵树，遵循这简单的生长规则，长出了许多条分枝，但是每一条分枝的细节都不尽相同，它们为不同的鸟类和昆虫提供了适宜的栖息之所。
/08还有很多值得一看的东西
狗的鼻子有3亿个面向分子的感受器，而人类的鼻子中只有600万个。狗的大脑有很大一部分20%是用来处理这些信息的，而人类的大脑中用来处理这些信息的只占不到1%,
惠勒总结道，时空决定了物质如何运动，物质决定了时空如何弯曲。（一直弄混惠勒、泰勒，甚至他们和杨振宁的关系。）（惠勒的弟弟死于战争，如果原子弹早点成功或许可以避免···泰勒氢弹之父，但对奥本海默有恶意吧，杨振宁的老师是泰勒。）
时空也是物质的一种形式。失控拥有自己的生命。
法拉第场的概念，是麦克斯韦方程组从数学上阐明的概念。（Gemini，一个是点燃火种的直觉先驱，一个是编制网罗的数学统帅）（爱因斯坦和波尔，李政道和杨振宁，海森堡和薛定谔，我加一组，费曼和狄拉克）
我想我可以有把握地说，没有人真正理解量子力学。费曼
/09谜团犹存
神秘感是我们所能体验的最美好的事物，它是所有真正的艺术和科学的源泉。爱因斯坦
勒维耶尝试用解决天王星发现海王星（1846年）的方法解决水星问题，假设存在“祝融星”···
体验神秘感和力量感是再美好不过的事了。
/10互补性是思维的拓展
我们从不同的角度思考同一个事物的时候，似乎会发现它同时具备不同的性质，甚至是相互矛盾的性质。互补性是一种对待经验和问题的态度，我觉得这种态度让我大开眼界，受益良多。它真的改变了我的思考方式，并且让我变得更加强大；想象力更加开放，也更加兼收并蓄。
这个世界既简单又复杂，既逻严森又怪诞不经，既秩序井然又混乱不堪。
人类同样也被二元性裹挟，我们既渺小又庞大，既转瞬即逝又长盛不衰，既知识渊博又懵懂无知。如果不把互补性牢记在心，你就无法完整描述人类的状况。
用最基本的构成要素完成对整个世界的描述会给人带来极大的满足感。人们很容易认为这是最理想化的描述，而其它高层次的描述仅仅是近似的，是由于我们对系统的理解过于薄弱而不得不做出的妥协。这种态度把完美放在了优秀的对立面，它看起来很深刻，但实际上非常肤浅。
互补性实际上是一份邀约，邀请我们嫩从不同的角度来思考问题。
谦逊和自尊之间的互补性是我嫩基本原理中的核心理念。
灵魂的始祖鸟。
//后记 万般最远途，唯有回家路
科学认识就像一棵智慧树，它结出了丰硕而美味的果实，我们一旦吃下这种果实就会对其他食物失去胃口。
质量决定惯性和引力，但质量不是唯一因素。运动的粒子与静止的粒子相比具有更大的惯性，产生更发的引力。
相对论告诉我们，决定惯性和引力的事能量，而不是质量。
