延伸阅读
（一）
1 一般重大科研成果要想获得诺贝尔奖，往往要经历好几十年的等待。但引力波的探测，从发表论文到获得诺贝尔奖，只花了短短的一年零八个月。
2 引力波是广义相对论的最后一个预言。讽刺的是，尽管早就被其他实验验证，广义相对论本身却没有获得过诺贝尔奖。
3 严格地说，引力波使地球上的物体发生伸缩的比例其实取决于两个因素：引力波源发出的引力波总能量和引力波源与地球之间的距离。总能量越大，或离地球距离越近，物体的伸缩比例就越大。
4 引力波有一个很重要的特点：穿透能力特别强。假如把我们的宇宙用番茄酱填满，穿过4000多个这样的宇宙，引力波的能量也只会损失1%。
5 爱因斯坦与罗森还合写过一篇非常有名的文章。在这篇文章中，他们提出宇宙中可能存在一种连接两个不同时空的狭窄隧道。这就是著名的爱因斯坦-罗森桥，也叫虫洞。
6 罗伯逊是宇宙学历史上的一位重要人物。早在哈勃发现宇宙膨胀以前，罗伯逊就从理论上指出了宇宙膨胀的可能性。这让他成了最早相信宇宙膨胀的四位科学家之一。另外三人分别是弗里德曼、勒梅特和沃克。
7 珍珠港事件让韦伯永生难忘。他后来经常给学生讲他当年服役的军舰沉入海底的细节。
8 学术休假是美国学术界通行的一种制度。拥有终身教职（一般是正教授和副教授）的大学老师，每七年就可以休假一年。在休假期间，他们可以去别的大学访问，也可以通过其他的方式来充电。休假的这一年，就是所谓的学术休假年。
9 韦伯其实也想到过用激光干涉仪来测量引力波，但他后来放弃了这种想法。
10 尽管在攻读博士学位期间就做出了后来拿到诺贝尔奖的工作，胡尔斯在学术界的发展却一直不太顺利。他甚至在做诺贝尔奖获奖报告的时候，还抱怨了学术界的工作难找。
11 少年时代的韦斯经常和纽约的黑帮分子打交道。他帮那些黑帮分子修理各种电子设备，以换取他们的“保护”。
12 除了是引力波探测的泰斗，韦斯也是宇宙微波背景（简称CMB）观测的传奇人物。2006年的诺贝尔物理学奖授予了CMB探测卫星COBE的两位项目负责人约翰·马瑟和乔治·斯穆特。事实上，韦斯是这个卫星科学工作小组的主席。如果这次诺贝尔奖像往常一样发给三个人的话，韦斯就会因此而获奖。
13 索恩曾经深入研究过一个在学术界相当非主流的领域：虫洞和时间旅行。
14 索恩最初对用激光干涉测引力波的想法毫无兴趣。在他的著名教科书《引力》中，索恩公然宣称韦斯的想法是没有前途的。后来，韦斯把书中的这段话专门打印了出来。只要索恩到麻省理工学院访问，他就把它贴在自己办公室的门口。
15 LIGO三巨头之间其实并不和谐。德雷弗与索恩的关系很好，但他与韦斯的关系却并不融洽。
16 赶走德雷弗以后，沃格特的声望也受到了严重的影响，致使他在LIGO合作组里很难开展工作。不过在即将下台之际，他还是做了一个英明的决定：推荐巴里什来做自己的继任者。
17 早在2016年，LIGO三巨头就已经拿遍了除诺贝尔奖以外的几乎所有物理学大奖，包括总奖金是诺贝尔奖好几倍的科学突破奖。如果德雷弗没有因病去世，巴里什不会拿到诺贝尔奖。
18 巴里什曾任美国物理学会的会长。他也是第一位获得诺贝尔奖的科学经理。
19 LIGO已经探测到了6次引力波事件。前5次（4次确认、1次疑似）的引力波都来自两个黑洞的并合。双黑洞并合有一个特点：只能发出引力波，不能发出电磁辐射。换句话说，我们只能“听”到，而无法看到这些黑洞并合事件。但在2017年10月16日，LIGO与全球70多家天文机构共同宣布，人类第一次探测到了双中子星并合所产生的引力波。换句话说，人类终于在天上发现了一场既能看又能听的双星舞蹈秀。
20 最后这次的双中子星并合，大概产生了多达300个地球质量的金子。
（二）
1 我们之所以能看到世界上的万事万物，是因为光被这些物体反射以后，射进了我们的眼睛，进而在眼睛的视网膜上成像。
2 需要强调的是，正文中所说的光速是指光在真空中的速度。光在玻璃和水等介质中的速度要小一些。
3 每秒30万千米其实是光速的近似值，真实值应该是每秒299792千米。
4 为什么光速最快？不妨做个类比。大家知道，背着很多行李的人，行动起来会比较缓慢；而什么东西都不带的人，走起路来会比较轻快。类似地，在微观世界中，粒子静止时的质量越小，就越容易达到更高的速度。在所有微观粒子中，光子的静止质量是最小的（0），所以它可以达到最快的速度。
5 关于伽利略的一个流传最广的故事是，他在比萨斜塔上做过一个落体实验，推翻了亚里士多德的理论。但事实上，伽利略并没有做过这个实验。
惠更斯也是一个很有成就的数学家。28岁那年，他写了一本书，书名是《论赌博中的计算》。这让他成了概率论的重要先驱。
7 罗默也计算了光的速度。但他的计算结果是错的：他算出的光速是每秒22万千米。
8 迈克尔逊之所以能够出人头地，一个很关键的因素是他遇到了一个伯乐，那就是美国著名天文学家、《通俗天文学》的作者西蒙·纽康。
9 迈克尔逊非常痛恨抛弃了以太的相对论。一直到死，他都把相对论视为一个“怪物”。
10 莫雷虽然没有和迈克尔逊一起分享诺贝尔奖，但他后来当上了美国化学学会的会长。
11 与牛顿、莱布尼茨等17世纪的科学巨匠一样，笛卡儿也是终身未婚。
12 除了传播光以外，笛卡儿认为以太也能传递引力。这充分说明了以太的垃圾桶特性。
13 洛伦兹非常德高望重。因此，他在1911年被选为著名的索尔维物理学会议的第一任主席。
14 洛伦兹去世的时候，荷兰为他举行了国葬。当天，荷兰全国的电报和电话都中止了三分钟。
15 为了方便那些想多了解一点数学细节的读者，我在这里给出尺缩效应的公式：[插图]。其中c表示光速，v代表运动参考系相对于地面参考系的运动速度，L是指在地面参考系观测到的尺子的长度，而Lo是指尺子本身的长度，它后面的那一串就是洛伦兹因子。很明显，当速度v远远小于光速c的时候，L就近似等于Lo；当v与c比较接近的时候，L就会小于Lo，也就是尺子收缩。
16 还有一位法国数学家也对狭义相对论做出了非常重要的贡献，那就是被誉为“最后一个数学全才”的亨利·庞加莱。他出身于法国的一个名门望族。他的表哥雷蒙·庞加莱曾出任法国总统。
17 与牛顿爵士一样，爱因斯坦很可能也是阿斯伯格综合征的患者。这种病的患者比较缺乏同理心。举个例子。爱因斯坦第一次见到自己亲妹妹的时候，就拿棍子敲了她的头，还抱怨这个玩具一点都不好玩。
18 爱因斯坦曾经高考落榜。16岁那年，他报考了苏黎世联邦理工学院，结果因文科成绩太差而名落孙山。爱因斯坦被迫去一所中学复读。为了面子，他忽悠自己远在意大利的家人，说是去上大学预科班。
19 基于洛伦兹变换，爱因斯坦还推导出了一个举世闻名的公式，那就是爱因斯坦质能公式。很多科普书上都说这个公式开启了人类的核能时代。事实上，爱因斯坦提出这个公式的时候，压根没想过什么核能的事。
（三）
1 牛顿爵士早年的生活其实特别悲惨。他是一个遗腹子，同时也是个早产儿，从小就体弱多病。在他3岁那年，他妈妈为了钱，嫁给了一个年纪是她两倍多的老头子。这个老头不喜欢小孩，所以牛顿就被交给他的外婆抚养。牛顿特别恨他的继父，曾经想一把火烧掉他的房子。
2 12岁的时候，牛顿到附近的城镇去上中学，并养成了写日记的习惯。由于矮小的身材、孤僻的性格以及遗腹子的身份，牛顿在学校里饱受欺凌，甚至经常被打得头破血流。
3 奥斯特瓦尔德曾经错误地认为，世间万物并非由物质构成，而是由能量构成。为此，他与相信原子论的著名物理学家玻耳兹曼展开了一场漫长的论战。1906年，奥斯特瓦尔德终于承认了自己的错误。但那时，玻耳兹曼已经自杀了。
4 爱因斯坦相信，他迟迟无法在学术界找到工作的一个重要原因是，物理系主任韦伯一直在背后说他的坏话。
5 格罗斯曼是爱因斯坦的贵人。他不仅帮爱因斯坦找到了一份稳定的工作，还向爱因斯坦介绍了后来成为广义相对论数学基础的黎曼几何。
6 1913年，普朗克提名爱因斯坦去参选德国科学院院士。他在推荐信中写道：“爱因斯坦在多个物理学领域都提出了颠覆性的新理论。虽然不可能全对，但只要对一个就足以在历史上留名。”但事实证明了普朗克的错误。爱因斯坦提出的那些理论全都是对的。
7 1915年，爱因斯坦发现了广义相对论最核心的引力场方程。几乎在同一时间，曾听过爱因斯坦相对论讲座的著名数学家希尔伯特，也用不同的方法推导出了完全相同的方程，但他放弃了争夺这个方程的发现权。有人问希尔伯特为什么要放弃。希尔伯特是这么回答的：“在哥廷根的马路上随便找一个孩子，都比爱因斯坦更懂黎曼几何。但真正有能力发现相对论的人，只有作为物理学家的爱因斯坦。”
8 弗罗因德利希最早也是学数学的。他的导师是著名数学家、哥廷根大学数学系主任克莱因。由于在哥廷根遇到了太多数学好的牛人，弗罗因德利希就转行做了一个观测天文学家。
9 爱丁顿特别喜欢骑自行车。他甚至专门发明了一个爱丁顿数“E”来做自己的骑车记录。爱丁顿数E是指满足有E天骑车超过E英里的最大整数。据说爱丁顿最后的E值达到了87。
10 英国当局之所以能容忍爱丁顿不服兵役，还有一个很重要的原因。1915年，英国物理学家莫塞莱在“一战”中阵亡。这使英国当局反思了让著名科学家参军是否符合英国的长远利益。
11 最早猜到太阳能量源于太阳中心核聚变的人是爱丁顿，但最早弄清楚其中每一个细节的人是美国物理学家汉斯·贝特。后者也因此获得了1967年的诺贝尔物理学奖。
12 贝特的博士生导师是曾培养出七个诺贝尔奖得主的索末菲。在他的博士论文答辩会上，贝特第一次见到了他的毒舌师兄泡利。毫无悬念，他也受到了泡利的挖苦。泡利对他说：“在听过索末菲讲的关于你的故事后，我对你的期待可比你这篇博士论文的水准要高多了。”不过考虑到泡利的毒舌程度，这种说法已经算是一种赞美了。
13 泡利是实验物理学家的灾星。他走进哪个实验室，哪个实验室的设备就会发生故障。为此，1943年诺贝尔物理学奖得主斯特恩甚至对泡利下达了封杀令，禁止他进入自己位于德国汉堡的实验室。
14 有一次，位于哥廷根大学的一个实验室发生了一起事故。当时，泡利根本没去那个实验室。但听到这个消息后，泡利给实验室的人写了封信，告诉他们事发的时候，自己乘坐的火车恰好停在哥廷根的站台上！
15 尽管发生过非常严重的冲突，钱德拉塞卡与爱丁顿的私交却一直很好。1944年，钱德拉塞卡被选为英国皇家学会的会员，爱丁顿还帮了不少忙。而在爱丁顿去世以后，钱德拉塞卡为他写了一篇感人至深的悼词，盛赞爱丁顿是20世纪最伟大的天文学家。
16 钱德拉塞卡是一个工作狂。1937年，他加盟芝加哥大学天文系。作为系里唯一的理论家，钱德拉塞卡承担起了为研究生制定专业课的任务。他总共制定了18门课，要在两年之内上完，而他本人要上12门。但即使有这么繁重的教学任务，钱德拉塞卡的科研工作也完全没受影响。1937年，他一共发表了6篇科研论文，还写出了他的第一本学术专著。
17 钱德拉塞卡当了20年《天体物理学杂志》的主编，并让这个杂志从一个芝加哥大学的校内期刊，摇身一变成为全世界排名第一的天文学顶级期刊。1971年，年过六旬的钱德拉塞卡辞去了主编的职务。在他的告别晚宴上，一位杂志社的高管说道：“在《天体物理学杂志》的稿件中，经常看到有人提钱德拉塞卡极限。但那些作者不知道的是，钱德拉塞卡根本没有极限。”
18 奥本海默是原子弹之父，但他拒绝再为美国政府研制氢弹。为此，他受到了美国联邦调查局的窃听和监视，还差点被送进监狱。
19 有人开玩笑，说乔丝琳·贝尔没拿到诺贝尔奖的原因出在她的名字上。因为“诺贝尔”（Nobel）的意思就是“不给贝尔”（No Bell）。
20 《星际穿越》最初的制片人是基普·索恩的前女友。她本来想请史蒂文·斯皮尔伯格执导此片，后来由于档期问题，换成了克里斯托弗·诺兰。
（三）
1基本粒子有很多种，我们提到了电子、谬子，这类基本粒子叫轻子。开始的时候，轻子的名字意味着“精致、小和单薄”，因为电子只有原子核中的质子、中子的近两千分之一重。后来，到了陶子被发现时，“轻子”就不再“轻”了。陶子，不是台湾那个主持人，而是希腊字母“陶”的音译，谬子中的“谬”也是希腊字母的音译。陶子其实比质子还要重一点。
2 陶子、谬子，除了质量和电子不一样之外，其他性质非常像电子。不过，正因为它们像电子又比电子重，所以才不稳定，会变成电子加上中微子。这个过程叫作衰变。
3 说到中微子，我们不得不再次提到泡利。这种粒子是泡利在一封信中提出的。那时，人们在中子衰变成质子和电子的过程中发现，有一部分能量消失了。勇敢的玻尔就说，能量不守恒了。玻尔这个人特别迷信量子力学，既然在量子力学中什么都是不确定的，那么能量也可以是不确定的。爱因斯坦听到玻尔要放弃能量守恒，就说，如果这样，我宁愿做管道工也不做物理学家。当然，爱因斯坦这次赢了，因为能量确实是守恒的，泡利在信中提出“消失的能量”被一种新粒子带走了，也就是中微子，它不带电。
4 中微子的命名，其实是另一个著名物理学家干的，他就是费米，这个人我们在《给孩子讲量子力学》中提到过，他是华人物理学家李政道的老师。
5 中微子和电子一样，也是轻子。中微子可以说几乎是没有质量的。物理学家知道它们质量的大致范围，但由于太小了，还不能确定到底有多大。就像带电的轻子有三种一样，中微子也有三种。
6 带电和不带电的轻子一共有六种。那么有没有像质子一样的更多的“重子”呢？其实有很多很多。加州大学的物理学家在20世纪60年代发现了很多。后来，人们就迷惑了，这么多重子怎么解释啊？不要紧，我们在正文中提到的盖尔曼出马了。他说，其实重子都是由夸克构成的。
7 夸克的出现彻底解决了重子之谜。物理学家假设，质子由三个夸克组成，中子也由三个夸克组成。夸克的出现引发了基本粒子物理学的革命。
8 我们说过，盖尔曼这个人会很多种不同的语言。其实，这个人没有费曼有趣，因为他对其他物理学家很严厉。但是，别人拿他没办法，谁让他确实很聪明呢，他27岁就当上了加州理工学院的正教授。
9 原子弹之父奥本海默对物理的主要贡献当然不是制造原子弹，而是研究了中子星。制造原子弹的曼哈顿计划结束之后，他到普林斯顿高等研究院当院长，在院长的位置上，他对物理学做出了更多的贡献，例如，杨振宁和李政道就是被他留在高等研究院工作的。
10 泰勒这个人领导制造了氢弹，在此之前，他在芝加哥大学做教授，所以经常与当时的研究生杨振宁和李政道讨论。杨振宁喜欢讲费米和泰勒的故事，比如说，他说泰勒这个人很厉害，经常能够一眼看到物理图像，但计算经常出错。
11 慧眼识费曼的贝特除了对原子核物理有很大贡献之外，还有一个不属于他的贡献：提出大爆炸宇宙论。俄罗斯裔物理学家伽莫夫指导他的学生阿尔法研究大爆炸宇宙，然后写了一篇论文，阿尔法和伽马是希腊字母表中的第一个字母和第三个字母，伽莫夫觉得缺少第二个字母，正好贝特是第二个字母，于是他邀请贝特来做这篇论文的第二个作者，贝特就答应了。
12 粒子加速器的发展有很长的历史。历史上第一台粒子加速器其实是美国人古里奇用三个X光管串起来的，这是1926年的事情。到了1932年，英国人考克饶夫和瓦尔顿在剑桥大学的卡文迪许实验室制造出高压电仪器，可以用来加速质子。
13 现在，世界上最大的加速器在日内瓦，可以将质子的能量提高到与它的质量相当的能量的7000倍，质子几乎以光速运动。这台巨大的加速器周长有27千米，它在2013年发现了标准粒子模型的最后一个粒子——希格斯粒子，这种粒子又叫上帝粒子。
14 上帝粒子这个名字归功于诺贝尔奖获得者里昂·莱德曼。1988年，他写了一本科普书，原书名叫《该死的粒子》，因为希格斯粒子难以找到，但出版商认为不妥，就改成了《上帝粒子》，因为英文“该死的”（goddamn）这个词中含有“上帝”（God）这个词。
15 有位华裔科学家号称发现了“天使粒子”，其实，在基本粒子中，这种粒子根本不存在。他在做类比，但这种类比有些不伦不类。
16 中国科学家建议中国制造更大的加速器，这个建议很有争议，主要是因为在上帝粒子之后，人类也许不会再发现新的粒子了。
17 超光速会导致回到过去的可能，这几乎成了“常识”。其实没有几个人真的懂得为什么超光速会导致回到过去的可能。2012年，一个主要由意大利科学家组成的团队号称发现了超光速中微子，结果，这是一起乌龙事件。
18 墨西哥物理学家阿库别瑞在1994年发现，在爱因斯坦的广义相对论中，超光速是可能的，但是需要负能量。
19负能量才能产生超光速一点也不奇怪，因为第1讲中提到的物理学家索恩早就发现，如果想制造虫洞，就需要负能量。迄今为止，物理学家没有找到制造大量负能量的方法。
20 最后，我想强调一下，回到过去真的没有意义，面向未来才是真正有意义的事情。在未来，人类会实现很多不可思议的科技，以及很多好玩的生活方式。
来源：节选
《给孩子讲相对论》李淼
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