引力,作为一种思想对象 | 赛先生书评
过去的几年里,最刷屏的科学大事件当属2016年春节期间引力波直接探测的宣布和2019年4月10日黑洞照片的发布。现在,我们有机会深度重温这两大科学事件。
湖南科技出版社第一推动丛书新引进了一本关于引力的新书《不可抗拒的引力》。作者是意大利理论物理学家卢西亚诺·雷佐拉(Luciano Rezzolla,1967年9月25日—),他参与了拍摄黑洞照片的项目。
黑洞是科普图书曝光度最高的题材之一,但本书中文译名没有翻译副标题:黑洞发现之旅(a journey to discover black holes)。这也合理,因为本书不满足于向读者展示黑洞的神秘与壮观,而是试图通过黑洞这一极端案例,重新回答一个更为根本的问题:
引力究竟是什么,我们又是如何认识它的?
从直觉经验出发
全书的结构清晰而克制,遵循一条从日常经验逐步走向理论极限的认知路径。作者从“为什么物体会下落”这一司空见惯的问题出发,为读者导览牛顿力学的成功、爱因斯坦广义相对论的革命,以及随之而来的时空观念的彻底重塑 。
这一叙事策略的优势在于,它并未将广义相对论作为一个突兀的数学奇观强加给读者,而是将其呈现为基于观测经验和理论审美而自然发展的结果。引力不再是超距作用,而是时空几何本身的体现;自由落体不再是受力运动,而是沿着弯曲时空中的最短路径前行。这种逐层推进的写法,使读者能够理解理论为何“不得不如此”,而不是“科学家是这样认为的”。
黑洞:理论的产物,还是自然的事实?
本书的核心章节集中于黑洞的形成、结构及其观测证据。作者特别强调,黑洞在科学史上长期处于一种暧昧地位:它最初是爱因斯坦方程在特殊情形下的解,因其奇异性而被视为“数学上病态、物理上可疑”的对象,而非真实存在的天体。
天体物理学一系列发展,如恒星演化模型的探究、致密天体物理的成熟、射电与X射线天文学的突破,共同促成了黑洞从“理论可能性”向“天体物理现实”的转变 。作者对这一历史演变的梳理,展现了现代科学知识形成的一个重要特征:
理论与观测并非简单的验证关系,而是长期相互塑造的过程。
在这一过程中,黑洞的出现并未削弱广义相对论的可信度,反而成为其最严苛、也最成功的实验室。
为黑洞拍照
本书关于事件视界望远镜(EHT)项目拍摄黑洞照片的讨论,是全书最具当代意义的部分之一。作者作为该合作项目的核心成员之一,并未将“第一张黑洞照片”渲染为技术奇迹,而是将其置于一个高度协作、制度化的科学框架中加以解释。
作者指出,这张图像并非“看见”了黑洞本身,而是重建了其周围光线在强引力场中被扭曲后的分布。这一区分至关重要,它揭示了现代科学观测的本质:
观测并非直接感知,而是通过理论指导下的数据重构来实现的。
这种解释不仅澄清了公众对黑洞成像的常见误解,也帮助读者意识到,当代物理学的进步越来越依赖于计算、模拟、实验观测及其相互协作,而非单一实验装置的现象收集。
引力波:从理论到现实
书中对引力波的讨论,并未将其描绘为一次突如其来的技术突破,而是将其放入广义相对论长期发展的内在逻辑中加以理解。
作者指出,正是致密天体物理的成熟,尤其是对双中子星和双黑洞系统的系统建模,使引力波首次成为可读的物理信号。在这一意义上,引力波探测并非单纯依赖探测器灵敏度的提高,而是建立在数值相对论长期积累的大量结果之上。没有相对论模拟方面的工作,引力波观测只是工程成就,而难以称得上科学成就。
作者还展示了,引力波探测与电磁波观测的相互印证,二者结合带给科学家新的洞察,这就是所谓多信使天文学(这一天,为何永久地改变了天文学?)。作者在这里引用了北京大学教授李立新老师的工作。
中国科学家的名字走进了前沿科普书,距离走进教科书还远吗?
北京大学科维理天文与天体物理研究所教授李立新,他的名字出现在本书中。图源:北大官网
作为思想对象的引力
本书是一部关于现代物理学如何在极端条件下反思自身基础的作品。作者成功地将引力从一个稀松平常的自然现象,转化为一个持续挑战人类直觉与认知框架的思想对象。随着章节的展开,让我们感受到:
在科学中,真正具有吸引力的,往往不是答案本身,而是那些迫使我们重新思考“什么是理解”的问题。
你如果是那种希望理解当代物理学精神,而不仅仅是其结论的读者,这本书就为你而写。

