天文學(xué)家迦勒布（ ）（科學(xué)日本/、作者，2017）的一本新書，將帶讀者以完整的視角展示可觀測宇宙——從光在138億光年的徘徊到最短的距離理論探測寬度，普朗克寬度。 一路上，探索宇宙、銀河系和月球的誕生、生命的構(gòu)成和量子化學(xué)，以及在任何尺度觀察它們時它們所解釋的復(fù)雜性。
這本書以多個數(shù)量級為基礎(chǔ)：10的27次方米的尺度包括了我們所知的宇宙，而10的負(fù)35次方米的尺度是我們目前所能看到的最精細的時空結(jié)構(gòu)想象。
并討論了宇宙尺度上的嬗變和生活方式的特殊性如何成為天體物理學(xué)家，等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。
原子中心的質(zhì)子和中子將出現(xiàn)在足夠小的視場中，從而由夸克組成——
此處，原子核可視為 10-15 米。
在10的26次方米的尺度上觀察，我們看到一個看似
絲狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接著宇宙中密集的恒星。
：你為什么決定寫這本書？
迦勒：我認(rèn)為有兩件事促使我寫這本書。 動機之一是對老電影《10的冪》的喜愛。 [查爾斯·伊姆斯和雷·伊姆斯于 1977 年拍攝的電影] 當(dāng)時的化學(xué)家菲利普·莫里森出版了一本同名的書。 我和出版商以及藝術(shù)家羅恩·米勒對此非常感興趣。 其中一部分是，“嘿，讓我們重拍它。” 過去 20、30 年發(fā)生了很多事情，科學(xué)發(fā)生了轉(zhuǎn)變，我們對宇宙尺度和小尺度的理解也發(fā)生了變化。 這是我們的動機之一，我們可以嘗試更新它并為其注入新的生命，既向舊版本致敬，又做一些不同的事情，通過更多的信息圖表和更多地指出這些偉大的技術(shù)，使其更加現(xiàn)代。
我們居然找到了這個舊視頻！
然后另一個觸發(fā)點，真的，我想寫一些關(guān)于“現(xiàn)實的本質(zhì)”的東西，這聽起來非常傲慢和雄心勃勃。 但這種觀點可以告訴我們許多關(guān)于宇宙的事實：我們的大小、月球的大小、微觀亞原子的大小。 這一切連接在一起，將是多么壯麗、多么美麗，將是一幅宏偉的畫卷。 但如何做到這一點呢？ 再次強調(diào)，使用比例尺（Scale）是一種很好的形式。
規(guī)模是講述“真相”故事的好方法。 我相信你可以用其他方式來呈現(xiàn)它，而僅僅關(guān)注規(guī)模將幫助你創(chuàng)造你想要的敘述； 它為您提供了一條可追蹤的路徑，即坐標(biāo)系。 我希望再現(xiàn)“10的冪”觀點，并渴望用最新的研究成果，通過“尺度”結(jié)合起來探索“真理本質(zhì)”。
太陽系的誕生
：自最初的“10 次方”以來，我們對宇宙的看法發(fā)生了怎樣的變化？
：我認(rèn)為，從我的角度來看，最大的變化之一似乎是復(fù)雜性的增加，而不是僅僅忽略它們或僅僅給出難以估計的近似值。
復(fù)雜性和復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)現(xiàn)在處于現(xiàn)代科學(xué)各個領(lǐng)域的絕對前沿，從宇宙學(xué)到粒子化學(xué)。 復(fù)雜和混亂，他們是大師。 我覺得我在書中所做的是將復(fù)雜性與我們不斷擴展的不同規(guī)模的知識結(jié)合起來。 告訴大家，大范圍的事情和小范圍的事情其實是相互關(guān)聯(lián)的。 這些復(fù)雜性在宇宙中普遍存在。 在正文中，我也試圖在某種程度上暗示這一點。
甚至在最后我談到我們閱讀這本書的順序?qū)嶋H上是一萬億條埋藏路徑之一，你可以用一萬億種方式講述這個故事，每一種都是真實的，每一種都觸及宇宙的一個方面。
當(dāng)《10的冪》完成時，雖然很精彩，但有點機械。 就像按順序列出事物一樣，指著這個說：這是我們所知道的，指著那個說：這也是我們所知道的。 您很快就會意識到，這就像編寫一個可以解釋一切的方程式。 但我想我現(xiàn)在已經(jīng)明白了，盡管宇宙似乎比這更黑暗。 新的事物不斷出現(xiàn)，我們的視野已經(jīng)不可思議地超出了宇宙如何成為天體物理學(xué)家，其他更復(fù)雜的事物也在不斷出現(xiàn)。
百米尺度的小象和旁邊的吉普車
：您認(rèn)為這本書的哪一部分將來會變得最過時？
: 啊，這真是一件可怕的事情。 這是一個好問題，但表達起來有點棘手。
這本書雖然在討論宇宙學(xué)時試圖保持平衡，但它談到了暗物質(zhì)、暗能量，它也談到了多元宇宙； 有些事情我們可能確實做錯了。 我認(rèn)為是暗物質(zhì)，顯然我們還沒有弄清楚。 就在最近，兩個實驗室檢測暗物質(zhì)粒子的實驗再次失敗。 人們普遍感覺——至少我是這么認(rèn)為——雖然很多人都說推翻暗物質(zhì)的基本概念需要做太多的工作，但我們已經(jīng)進入了一種令人不安的狀態(tài)。 這可能表明我可能必須在某種程度上重寫我的書的前兩章。
10米尺度，一只小鳥棲息在小象背上
同樣在亞原子末端，同樣的事情也在發(fā)生。 讓我們這樣說吧：這些天，我試圖對沖我的賭注并討論量子熱，有趣的是我們從未對量子熱到底是什么有一個完整的概念圖。 例如，對量子熱的不同解釋。 值得注意的是，我們還沒有一個被證實為絕對真理的理論。 我們傾向于使用阿姆斯特丹的解釋，因為這就是我們所做的； 這就是我處理研究問題的方式，研究中對此有很多討論。 量子世界有些令人不安的地方，我們對這個理論還沒有更好的掌握。 所以在量子熱領(lǐng)域也會發(fā)生一些新的事情，這是可以預(yù)見的。
1米刻度
另外，如果我們在其他地方發(fā)現(xiàn)了生命，我認(rèn)為會引起這個領(lǐng)域的根本性變化，這實際上是一個積極的變化。 這意味著要改變本書的整個中間部分，我有點夸張了。 我認(rèn)為這些發(fā)現(xiàn)將深刻改變我們對月球生命本質(zhì)和特殊性的理解。 如果我們在其他地方找到了東西，無論是在火星還是系外行星上，那就太好了。 事實上，這本書需要修訂版。
鳥兒的獵物呈現(xiàn)在10厘米的視野內(nèi)
：其他地方的生活水平一定要和我們一樣嗎？
: 這是一個棘手的問題。 如果他們的生活規(guī)模與我們截然不同，那將非常有趣和令人驚訝。 例如，它非常巨大，大到20、30、40KM，甚至非常小，比一個輕度復(fù)雜的分子還要小。 不管怎樣，它都會給我們帶來驚喜的體驗。 在微觀尺度上，很難想象如何能夠擁有一個能夠維持生命系統(tǒng)最低復(fù)雜性的結(jié)構(gòu)。 分子是微小的東西，從這個意義上說，分子生物學(xué)可能是一個普遍的東西。 你的體內(nèi)可能沒有亞原子生物學(xué)，這可能只是因為它更復(fù)雜。 后來，在大規(guī)模上，已經(jīng)有人做了相關(guān)的研究，比如生物體的大小與能量消耗和性能的關(guān)系。 在能量層面上，你會遇到更多的問題。 在信息交換層面也是如此。 如果你把人的大腦拉伸到100KM這么巨大的半徑，請考慮一下，所有的聯(lián)通號碼都在你的腦子里跑來跑去，除非你能改變信號傳輸?shù)乃俣龋駝t你的大腦會顯得很臃腫，很溫柔。
這顯然是基于我自己的帶有偏見的思維而做出的推論，但是對于有機體來說，一個有機體想要進化成這樣的形態(tài)，讓他能夠適應(yīng)環(huán)境而不被淘汰，是非常困難的。 事情發(fā)生了，有東西摔倒了，有東西在追你——這些事情很可能會在短時間內(nèi)發(fā)生。 你的身體看起來越大，處理這種事情就越困難，即使不計算完成它所需的能量。 但這種假設(shè)是基于生命是由碳基元素組成的這一事實。 我想說的是，由于碳元素的豐富程度令人難以置信，這些猜想似乎是最合理的。 但生命系統(tǒng)也有可能不是由碳構(gòu)成的，這會讓事情變得更有趣。