《三体》中的物理学

三体》中的物理学大家好，我叫李淼，来自于广州的中山大学，在广州中山大学天文与空间科学研究院做院长，以后会到珠海成立物理天文学院。今天跟大家聊聊我的一本书，叫《三体中的物理学》。介绍刘慈欣《三体》三部曲科幻中所涉及的物理学中的一些问题。今天跟大家聊三个问题，第一个问题就是前段时间美国人发现的引力波。这个引力波是怎么回事，在三体小说中也涉及到了。第二个问题我们讲讲大刘的地球往事第一部《三体》，三体的来历，三体星人受到的不规则的运动到底是真的还是假的？第三部分我们谈谈三维人进入四维空间的碎片会发生什么？第一个问题就是引力波。美国 LIGO 在 2 月 11 号公布他们发现引力波的结果，所以我先想讲第 18 章，引力波天线这一章节。引力波天线的好处是什么呢？是它可以发射的更远，你如果定向发射的话，是没有任何东西可以阻挡它的，因为它是一个时间和空间的波动，它和我们平常看到的波动不一样。平常看到的波动，水波是水在晃动。比如说你在河里面扔一个石子，就产生了一个波动，这是水波。光波稍微抽象一点，它并不是一个介质的波动，而是一个纯粹的由电磁现象引起的波动。最早发现光波的人是英国一个伟大的物理学家，叫麦克斯韦。麦克斯韦发现了电磁学的一组完整的方程，他发现这个方程里面有波动解，就像水波一样。而且这个波动解的速度，他认为和光速是一样的，于是他就预言，光其实也是一种电磁波。电磁波是如何产生的呢？它有很多种，其中有一种是赫兹为了验证麦克斯韦的预言，用电火花产生了射电波段。电火花产生波动之后，在另外一边，就可以被检测到，也产生电火花了，所以赫兹是第一个验证了电磁波存在的人。大家都知道现在电磁波的应用非常广泛，比如说电视、广播、手机信号，都是射电波段。麦克斯韦发现电磁波远远不只这个，因为他还预言光也是一种电磁波。那物理学家就可以通过电磁波来探测很多东西，比如说我们可以探测很远之外的天体，他们会发射出射电。我们通过光学望远镜，可以看到月球上的环形山，土星环，诸如此类的。而且现在光学望远镜可以做到很大，口径非常大，已经超过十米了，我们可以看到非常非常遥远的天体。话扯了这么长，我们回来谈谈引力波。引力波和光波一样，爱因斯坦发明了万有引力这个方程组，他就像麦克斯韦对电磁现象一样，他发现了完整的一个方程组，他也发现在他的方程组里也存在着波，这个波当然就不是电磁波了，也不是水波，也不是声波，这就是所谓的引力波。引力...