我们最该知道的10大科学定律及理论(4)

　　3.我们自身的探讨：进化与自然选择
　　标准释义：进化，即演化，在生物学中是指种群里的遗传性状在世代之间的变化。自然选择也称为天择，指生物的遗传特征在生存竞争中，具有了某优势或某劣势，进而在生存能力上产生差异，并导致繁殖能力的差异，使得这些特征被保存或是淘汰。
　　既然我们已经建立起关于宇宙何以从无到有，以及物理学在日常生活中是如何发挥作用的若干基础概念体系，下一步便可以开始关注我们人类自己的形式问题，即我们是如何成为今天这番模样的。
　　我们知道，基因是会复制给下一代的，但基因突变会让其情况出现变化，这种变化了的新情况，可能随着物种迁徙等在种群中传递。
　　那么按照当今大多数科学家的观点，所有地球生物曾经拥有一个共同的祖先。后来随着时间的发展，部分开始进化成为特征鲜明的特定物种。久而久之，生物多样性便逐渐在所有有机生物中增加与扩展开来。
　　从最基本的意义上说，基因突变等变异机制在生物进化的过程中一直发生着。而每一阶段的这些细节变化都会通过世代的遗传而得以保留。相应的，生物种群也因此发展出了不同的特征，并且这些特征往往能够帮助生物更好地繁衍生存下来。比如棕色皮肤的青蛙，显然比其他颜色的同类更适宜以伪装的方式在泥泞的沼泽地区生存。这便是所谓的自然选择。
　　当然，对于进化与自然选择理论，我们还可以将其应用到更广泛的生物范围。但是达尔文在19世纪提出的“地球生命丰富的多样性，来源于进化中的自然选择”，无疑依旧是最基础和最具开创性的。
　　2.永远转变了理解宇宙的方式：广义相对论
　　标准释义：引力在此被描述为时空的一种几何属性(曲率)，而这种时空曲率与处于时空中的物质与辐射的能量—动量张量直接相联系，其联系方式即是爱因斯坦的引力场方程(一个二阶非线性偏微分方程组)。
　　对于任何一个不曾学习或研究它的人来说，广义相对论的标准释义看了和没看一个样。因为它在解释该词条时，至少又用了4组不被人理解的词汇。
　　它的内涵和外延涉及甚广，似乎非论文形式不能描述。在此，我们且看看被称为现代引力理论研究的最高水平的广义相对论在论什么。作为比牛顿万有引力更具有一般性的理论，质量还是一个决定引力的重要属性，但是不再是引力的唯一来源。
　　在爱因斯坦这里，引力已不再是牛顿所描述的一种力，甚至可以说，已没有了原来引力的概念。因为爱因斯坦把它看成物体周围的时空弯曲，以前所说的“物体受引力作用所作的运动”，被归结为物体在一个弯曲时空中，沿短程线的自由运动。
　　如果让“弯曲时空”的概念更明朗化些，可以想象环绕地球飞行的航天飞机里的宇航员，对他们而言，他们是按直线方式在太空中飞行，但实际上航天飞机周围的时空，已经被地球的引力所弯曲，这使航天飞机成为又能向前飞行又能围绕地球转的物体。
　　按美国相对论研究的首席专家约翰·惠勒解释，这种所谓时空的几何属性可以这样概述：时空告诉物质如何运动，物质告诉时空如何弯曲。因而，其可以展现出宇宙星光受大天体影响的弯曲方式，并且为研究黑洞奠定了理论基础。
　　1.上帝掷骰子吗：海森堡测不准原理
　　标准释义：德国物理学家海森堡于1927年提出，表明量子力学中的不确定性，指在一个量子力学系统中，一个粒子的位置和它的动量(粒子的质量乘以速度)不可被同时确定。
　　“测量！在经典理论中，这不是一个被考虑的问题。”《量子物理史话》如是说。
　　那是因为在经典物理学里，你、我——或作为观测者的任何一人，对这个等待被测量的客观物体是没有影响，或影响甚微以致可忽略不计的。那时就算我们弄不懂个中道理，也不妨碍原理待在那，等着我们慢慢参详。