科普“网红”让前沿物理变得有趣可感

　　2020年6月23日上午9时43分，西昌卫星发射中心，长征三号乙运载火箭喷着烈焰拔地而起。这是令每个中国人都兴奋的日子，因为它是北斗卫星系统（简称北斗）的第55颗卫星，也是组网的最后一颗食人蜥蜴卫星。它的成功，标志着中国历经26年，全球卫星系统星座部署全面完成。我们可以骄傲地对着天际说：中国的北斗，世界的方向。

　　这吸引着30万人为之共同奋斗了26年之久的“北斗星辰”，到底在科技与人类进步中扮演着什么样的角色？这一颗颗“巨星”背后，又蕴含着什么知识？

　　事实上，卫星系统就是生活中所常用的GPS定位。大到国防军事，小到外卖、网约车，都离不开卫星。随着北斗在全球布局，中国人也正在用时间，给世界定位。这样一个极其重要的系统，其对应的知识，除了精准的科技制造，更多地是应用了20世纪的性知识——广义。

　　对于普通人来说，似乎是遥不可及的物理知识，想要通过来理解GPS的工作原理，似乎就更加不可能。很多人觉得物理学是艰深晦涩的，但他们不知道，物理学的通常体现在数学计算的复杂上。物理学中最核心的思想，往往大道至简。

　　接力出版社近期推出的科普类图书《六级物理》的作者严伯钧就试图用一种相对通俗、透彻的方式来向普者阐释物理学知识。

　　这些卫星都在做一件事情，那就是向外自己的时钟时刻以及目前的坐标，这些信号在全球都是可以接收到的。接收到信息之后，手机就立刻与自身的时钟进行对比，算出这几个信号所携带的时间信息和自身时钟的时间差，再结合卫星的信息，根据光速不变原理（的基石：不论手机和卫星是否移动，光速恒定不变），算出自己和每颗卫星之间的距离（时间差乘以光速）。

　　然后，再以每个卫星的球心到手机的距离为半径，就可以在空间中画出一个球形，几个球形交叠，就能推算出自己的，这也就是全球定位系统的原理。

　　而广义在全球定位系统的作用，除了光速不变原理外，还有将在光速乘以时间差的计算中所默认的电磁波信号直线径，修正为了曲线线。这个修正，让无论是外卖，还是军事作战，都有了更精准的定位。

　　光速为何不可超越？如果超越，会看到什么？为什么是146亿岁？薛定谔的猫不死不活，那最后到底是死是活？海森堡VS爱因斯坦，结局谁是王者、谁是青铜？从到、从夸克到大爆炸、从薛定谔方程到量子纠缠，从超导到人造太阳，《六级物理》是一本最全面展示前沿物理的启蒙书，直观展现了104个物理主题，几乎涉及物理发展史的所有经典理论：从经典力学，到，再到量子力学、热力学、凝聚态物理等。严伯钧以“生活举例+漫画”的呈现方式，以界的六个维度为切入点，讲述了极快、极大、极重、极小、极热、极冷，从六个极限概念中呈现的物理大厦全貌，还原经典物理原理。

　　该书作者严伯钧是“网红”知识博主，2018年底，他进入短视频平台，尝试用一句话解释黑洞，结果火了。他的解释方式和课堂上的物理不太一样，“黑洞就是一个引力大到光都没有办法从逃脱的。”他站在“小白读者”的角度讲述，让读者直观感受物理，目前科普类、艺术类多门课程，时长逾500小时，播放量超10亿。

　　在美深造期间，我曾受邀担任一场中学生科学创新比赛的评委。在比赛中，我注意到一位美国中学生参赛者的课题，居然是与费曼的径积分相关的，这让当时的我大吃一惊。

　　因为径积分可以说是物理学中非常专业、高级的一部分，即便是物理学专业本科生也未必会去学习。所以我当时的第一感觉是，这孩子直不知轻重，最后弄得一知半解，不够扎实，对于以后的物理学专业学习没有什么好处。物理学习的过程还是应该按部就班，一步一个脚印。

　　但是后来听了这位中学生的，可以说了我对物理学习这件事情的认知。他通篇没有进行任何数学计算，仅仅是从逻辑推理的角度，结合了生活中的一些经验，就把径积分的核心思想解释得明明白白。这让我意识到，高深的物理学知识，经过拆解，其实甚至可以不用数学，就可以得明明白白，因为大道，其实至简。