为患有理科惧怕症、但足够聪明的《生活大爆炸》观众准备的观赏指南。
对大多数人来说，数理化绝对是高中时代的惨痛记忆。除非你生下来就流淌着谢尔顿的血液，不然，这些理科课程难起来，那真是，很难。幸运的是，《生活大爆炸》的美妙之处在于你用不着拿一个物理方面的博士学位才能看。不过，相识一些在剧情里最常出现的科学概念有助于你更好地理解一些笑料。所以，为了我们之中那些搞不清楚那些神马一样的概念的读者着想，下面就对这些概念以火箭一般的速度来个走马观花吧。
大爆炸理论如同片头曲所唱的，大多数科学家认为宇宙大约在130 亿年前诞生于极热的、致密的状态，简单来说就是一场“大爆炸”。如今，这一爆炸可以说还在持续：宇宙仍然在扩张和冷却（见第185 页）。
斯蒂芬.霍金在《大设计》中对上帝创造宇宙的说法不屑一顾：“由于万有引力等基本力的存在，宇宙仍然可以从虚无中诞生。为什么宇宙会存在？为什么我们会存在？⋯⋯有关上帝站在一张大蓝图前按个开机键的主意并不是必须的。”
如果你对技术层面上的讨论感兴趣的话，可以参考.net/ oq/oq-.htm 。美国国家航空航天局在.nasa.gov///what--the-big-bang 则有一个更通俗的探讨。
大爆炸理论不仅在科学上有着重要的意义，甚至引入来解释我们的生活：比如说，我们的人际关联和朋友圈就时刻处在熵增的状态。
多普勒效应在第1季第6集《中土范式》中，潘妮家进行了一场万圣节派对，所有男主角都穿上了幻想角色的服饰，除了谢尔顿之外（还能有谁呢）：他穿成了“多普勒效应”，这让麻瓜们大惑不解。谢尔顿的“斑马服”在视觉上的确满足多普勒效应的定义，然而只有他的几位老伙计才能看得明白。
1842 年，奥地利物理学家克里斯蒂安.多普勒注意到移动的波的频率对观察者来说并不是不变的，这一效应随后被称为多普勒效应。谢尔顿是这样解释的：“‘多普勒效应’指的是由于波源与观察者之间的相对速度造成的波的频率的变化。”当然，对于麻瓜们来说，这一解释没有任何意义。于是他只好利用如同火车高速通过一样的声音来解释，但仍然没有任何效果。
这一效应的视觉演示可以参考： a.htm
德雷克方程（绿岸公式）在第2季第20 集《霍夫斯塔德同位素》中，当霍华德问谢尔顿是否熟悉德雷克方程时，谢尔顿——用他最擅长的表述方式——以机关枪一样的速度解释了一遍。这是个相当纯粹的“谢尔顿时刻”( ) 。
弗兰克.德雷克，加州大学圣克鲁兹分校的荣誉教授，利用这一公式确定银河系中可被发现的外星文明的总数。根据他的计算，在数百万恒星系统中能够只有十个高等智慧文明。
后来，迈克尔•克莱顿博士（著名科幻作家），在加州理工大学的演说中对此不屑一顾：“德雷克方程和科学无关，而且完全没有意义。我认为科学涉及建立可以被证伪的假说。德雷克方程不能被证伪，所以所谓的SETI （搜寻地外文明计划）也不是科学。”
实验物理学这是莱纳德•霍夫斯塔德博士的范畴。简单来说，实验物理学就是利用观测某种物理现象来增加我们对宇宙的认知。推荐教程 和 的《实验物理学的艺术》(The Art of )，或者 的《现代物理学中的实验》( in )。
柯伊伯带（古柏带）在第3 季第15集《大型强子对撞》中，谢尔顿想当然地认为莱纳德将把他带去看对撞机，而莱纳德实际上打算带潘妮（他当时的女友）去。这一集是各种情感和假设的碰撞，并如同通常情况那样，这样的碰撞产生了意想不到的成果。
磁单极子在第2 季第23 集《磁单极子远征》中，谢尔顿和他的伙伴们前往北极寻找一种尚未探测到的名叫“磁单极子”的物质。谢尔顿将这个视为开启名望的绝佳时机，——啊，应该说，早就该到来的时机。“如果我能监测到缓慢移动的磁单极子的话，我就是确认弦理论的第一人了！”他宣称，“人们会给我作书立传。”可惜他高兴得太早了，可以想象当他意识到他被他的伙伴们捉弄之后的沮丧样（他们还认为，这样做是为了保护自己）。
磁单极子由皮埃尔.居里在1894 年首先提出。根据维基百科的介绍，这是一种“粒子物理中假设的粒子——只有一个磁极⋯⋯在理论物理学中，一些现代的研究预测到了这种磁单极子的存在。著名的弦理论物理学家约瑟夫. 珀金斯基( ) 认为磁单极子的存在是‘物理学未知范畴中最能保本的赌注’。” 《探索新闻》() 的撰稿人詹尼佛.奎莱特说：[ 谢尔顿] 认为如果他的确找到了磁单极子，那他将驶入诺贝尔奖的快车道。然而，几个世纪以来最优秀的科学家们却屡屡在这个问题上无功而返⋯⋯谢尔顿专攻弦理论，而弦理论也预测到了磁单极子的存在。所以，这类发现将在将广义相对论和量子理论结合起来的大一统理论上起到关键作用。
神经科学在第1季第13 集《蝙蝠匣猜想》中，当霍华德、莱纳德和拉杰需要一名新成员加入他们的物理杯竞赛队时，拉杰提议让后来在《生活大爆炸》中饰演艾米.弗拉.福勒的马伊姆.拜力克加入：“你知道那个演《布洛瑟姆》（ ）的女孩吧，她看起来挺聪明的，现在好像是神经学还是什么其他科目的博士。” 神经科学协会(sfn.org) 将这个范畴定义为“研究神经系统、深化对人类思维、情绪和行为的认识的学科”。
平行宇宙在第4季第5 集《失望的放射》中，谢尔顿说：“对我来说，如果有无数个平行宇宙，那其中能够会有某一个宇宙里，存在一个不相信平行宇宙存在的谢尔顿。”在第3 季第3 集《哥特维茨偏差》里，谢尔顿声称：“用多世界理论来说，如果无数个宇宙中有无数个谢尔顿，我保证其中没有哪一个会跳舞。”不过后来他改变了口风，在第4 季第21 集《剖解室友协议》中，在美眉们把他和艾米拉出去周六晚的聚会里跳舞（噢，原来谢尔顿能跳舞）。平行宇宙理论，或者说多世界理论，由美国哲学家和心理学家威廉.詹姆斯( ) 在1895 年首先提出，其核心是存在其他的宇宙。同一概念在科学、科幻以及宗教范畴都被提出过。在当代的科幻漫画书中，平行宇宙概念更是流行的主题，比如史蒂芬.金( King) 的《黑暗塔》(Dark ) 建立在多世界基础之上，菲利普.普尔曼( ) 的《黑暗元素三部曲》(His Dark ) 则描述了一种能切割窗户以便通往其他世界的刀。
弦理论在第3季第14 集《爱因斯坦近似》中，谢尔顿出去找工作，当被问及最后一份工作时，他说他是“加州理工大学的高级理论粒子物理学家，次要研究M 理论，或对菜鸟们来说，‘弦理论’。”
在第1 季第12 集《耶路撒冷对偶》中，一个叫丹尼斯.金的朝鲜神童看到谢尔顿办公室里白板上的公式之后丢下一句话：“这里的弦理论研究是死路一条。”谢尔顿当然为他的宝贝范畴辩护，但金耸耸肩说：“好吧，看来你没看到问题在哪儿。不过记着我的话吧，有一天你会看到的。”
在加州理工大学获得物理学博士学位的帕特里西亚•施瓦兹( ) 博士为没有科学背景的读者提供了弦理论的一种简单的解释。在她的网站上(.com) ，她解释道：
想象一根被拉紧的吉他弦，弹拨不同的拉紧程度的弦将产生不同的音符。这些音符可以被称为被拉紧的吉他弦的激发状态( mode) 。
同样，在弦理论中，我们在粒子加速器中观测到的基本粒子也可以被当作“音符”，或者基本弦的激发状态。
对M理论的另一种解释可以参考公共电视网（PBS）“优雅的宇宙”节目的网站(pbs.org/wgbh/nova/) 。对于权威性的、讲义级的详细解析，可以参考安德鲁.齐默尔曼.琼斯( ) 的《弦理论入门》( for )。
弦理论入门解释清楚弦理论的奥秘并不容易,但安德鲁 • 齐默尔曼 • 琼斯在《弦 理论入门》中解决了这个问题。齐默尔曼拥有瓦巴什学院的物理学学士学位, 还拥有普渡大学数学教育方向的硕士学位。
在这本书的前言部分,他解释了为什么弦理论很重要 :它能够是一盏 能解决宇宙许多秘密的指路明灯。
“理解弦理论所暗示的问题意味着在最基本的层面上理解我们存在的根 基。存在平行宇宙吗?自然法则是唯一的吗?为什么我们的宇宙遵循这一 套法则?时空旅行能够实现吗?宇宙有多少个维度?物理学家们正满怀兴 致地探寻这些问题的答案。”
这本 384 页的书能帮助本身并非科学家、但却对宇宙的宏大问题充满 好奇心的外行读者理解弦理论所隐含的奥秘。
量子力学按维基百科的解释，量子力学是“解释原子和原子粒子尺度上物质表现的一整套科学理论”。当谢尔顿第一次见到潘妮的时候，后者看到了他公寓里的白板，说：“这太强悍了。”“啊，呃，这不过是一些量子力学的式子罢了，周围还有点弦理论的东西。”谢尔顿解释说。
薛定谔的猫：在第1季第17 集《橘子因数》中，谢尔顿向潘妮解释了她所在的困境——是否和莱纳德一起外出这个问题——可以被等价于所谓的" 薛定谔的猫" 的问题。潘妮当然无法理解这一比较，但莱纳德立马就明白了：“啊，这真是个漂亮的比方。”“薛定谔的猫”并不是真实存在的猫，而是一个假设的场景。霍金在《黑洞与婴儿宇宙》中是这样写的：“对于薛定谔的猫来说，有如下两种能够发生的汗青——猫被杀死了抑或猫还活着。在量子理论中，这两种汗青是可以同时存在的。但有些哲学家在这个问题上陷入了死胡同，因为他们本能地认为猫只能阅历一种汗青。”
奇点在第4季第2 集《十字花科蔬菜放大效应》中，谢尔顿考虑了他家庭的汗青，总结出他的一生的时间线。最后他总结到：“为了能活到能让节制论掌管我的意识的那一天，我得改变一下我的膳食布局。”他改变了，但仅仅是暂时的，因为他注意到，十字花科的蔬菜会导致某些响度非常大并且颇有毒性的生理现象。而且，他实在太喜欢印度菜、中国菜和快餐了，不能够把它们放弃掉。
在这一集中，谢尔顿提到了技术上（并非重力上）的奇点() 。这由维诺•温格( ) 提出。他认为，呈指数形式增长的技术水平能够将在未来几个十年内产生超人类的人工智能技术。
未来学家雷蒙德•库茨魏尔( ) 对技术奇点问题有过诸多描述，他认为如果这一情况达到，那人工智能能够将取代人类成为地球上的统治性物种，或者人将按照节制论被升级成一种人机混合体，使得这样的“超人类”突破生物学限制实现永生。
对这一问题感兴趣的读者可以参考库茨魏尔的《奇点临近：当人超越生物学》(The Is Near: When )，这本在2005 年出版的书是他此外两本在1990 年和1999 年出版的书的升级版。此外，一本有关他的生活和工作的书，《超越之人》( Man)，包括了他对技术奇点问题的思考。简而言之：我们即将实现永生！
从大爆炸到 二十一世纪: 宇宙简史如果你像玛丽——谢尔顿的母亲——一样，是个极其正统的基督教徒，你就应该坚信上帝在一星期之内创造了天地万物，包括光、天空、陆地、海洋、植物、天体以及所有生物，当然还包括人。最后，在第七天，也就是安息日，他终于可以休息了。
这就是玛丽所说的“上帝之道”(Word of God) ，但谢尔顿更倾向于叫它“创世神话”。总之，在不同宗教中，近似的故事解释了现有的宇宙是如何被创造出来的。
在第3 季第1 集《电动开罐器扰动》中，谢尔顿和他的母亲在这个问题上发生了激烈的争吵。当她认为谢尔顿是在“向她这个创世论者教授进化论”时，她提醒他：“管住你的嘴，谢利。所有人都有权持有他们自己的观点。”“进化论不是什么观点——它是事实。”谢尔顿反驳道，而他母亲随即说道：“这就是你的观点。”
谢尔顿当然没有被她的狂热动摇。他再次表示对科学信条的赞同：将任何事物都用科学方法来描述及研究，这被S. 克劳福德（S. ）和L. 斯塔奇（L. ）在《同行评议和研究记录的变化》中总结为如下几点（摘自《美国信息科学与技术学会会刊》，1990 年）。
定义一个问题获取有关信息和资源（观测）提出解释假说利用实验检验假说分析数据利用实验数据给出结论，并提出新的假说（如果需要的话）发表成果重复验证（一般由其他科学家来完成）文明的诞生在类人猿和黑猩猩之后，第一批可以称为“人”的动物，或者说直立猿人(Homo )，出现于大约250 万年前。
约翰.匹克瑞尔（John ）在《新科学家》中写道，早期人类的“面部不像原始人类（）那般突出，但仍保有许多类人猿的特征。原始人类开始经常性地使用由碎卵石打造的石器⋯⋯”大约150 万到180 万年之前，“直立人(Homo ) 在亚洲出现，他们是我们最早的真正以打猎和采集为生的祖先，也是第一批大量从非洲迁出的⋯⋯我们所属的人类(Homo ) 也很快出现了——并随即开始在欧亚大陆上迁徙。”
随着文明在世界上扩张，许多帝国也随之建立，科学的兴起和工业革命在欧洲大陆上展开。
1492 年，克里斯托弗.哥伦布未能找到去亚洲的新航道，反倒发现了新大陆，最终导致了欧洲人在北美的殖民。
1847 年，墨西哥将加利福尼亚地区割让给了美国，这一地区成为了美国领土。
1887 年，圣塔菲铁路贯通，带来了“来自东海岸的大量富人”，他们大多“在冬季来此享受南加州温暖的阳光”，“许多人最后在一个名叫帕萨迪纳的小镇定居，追逐阳光的艺术家们和波西米亚主义者也随之纷至沓来”。（引自《目击者旅游指南：加利福尼亚》，DK : ）。
本小节注解可圈可点的萨尔斯伯格博士《生活大爆炸》中的科学家影星我的研究范畴是超弦理论，这是一个能够实现爱因斯坦的梦想的理论——它有潜力将所有力统一到一起。超弦理论最奇怪的一点是它要求宇宙必须有多于3 个水平的维度。我的研究次要专注于对那些多出来的维度的物理意义，以及它们具有何种数学性质。乔治.斯穆特（ ）【乔治.斯穆特（ ），个人页面/lbl.gov/cobe.html】
在第2 季第17 集中《终结者去耦》，谢尔顿对潘妮解释道：“乔治.斯穆特是位获得过诺贝尔奖的物理学家，也是我们这个时代最伟大的学者之一。他在宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性方面的研究大大加深了我们对宇宙起源的理解。”（诺贝尔奖引文是这么写的：“⋯⋯他们的贡献在于发现宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性。”）
骄傲自大的谢尔顿认为斯穆特够格称得上他的同行，他认为可以将他所写的“探测早期宇宙中的M 理论效应的探测器”一文交给斯穆特，后者可以借此机会“高攀”和他合作，以便弄个诺贝尔奖。这个主意听起来不错，但斯穆特显然并不买账：“恕我直言，库珀博士，您的脑袋被驴踢了吗？”
现实生活中，斯穆特于1992 年在美国物理协会上的发言“让反对大爆炸理论的人彻底噤声，并改变了我们对宇宙的起源和演化的认识”——劳伦斯伯克利国家实验室的发言人Lynn 如是评价。这让他和戈达德宇航飞行中心的约翰.玛德（John C. ）共同分享了2006 年的诺贝尔物理奖。他对自己的研究工作是这么解释的：
我们研究中发现的微小的温度变化即是大爆炸中“时空漩涡”的印记。在数十亿年之后，这些小漩涡已经发展成了星系、星系团，乃至极大的空洞⋯⋯人们在亚里士多德的时代就已经开始思考宇宙的起源问题，但许多年来，宇宙学仍然停留在假设和质疑的阶段。如今，揣测终于可以给科学让路了，我们可以利用观测数据来检验我们的理论。
奈尔.德葛拉司.泰森（Neil ）【奈尔.德葛拉司.泰森（Neil ），个人页面.org/】
奈尔.德葛拉司·泰森在哥伦比亚大学获得天体物理学博士学位，现任纽约著名的海登天文馆馆长。在第4 季第7 集《道歉不充分》中，谢尔顿毁了霍华德的提升道路，他糊里糊涂地把怒气发在了泰森身上。在加州理工大学的某条走廊里，拉杰将泰森介绍给谢尔顿。谢尔顿不屑地回答道：“我和泰森博士可很熟了，他得为冥王星的降级负次要责任。”（他随即转向泰森）“我喜欢冥王星，所以，我不喜欢你。”
“如果我那乱糟糟的邮件收件箱可以表明什么现象的话，那就是冥王星降级事件对中小学生和主流媒体来说仍然是个问题。”泰森2007 年在美国天文协会的通讯刊物《火花》() 上写道，表示他觉得所有人都在小题大做，“冥王星乱局并不是一件糟糕的事，它还可以是我们对身边的宇宙的新思考方式的劈脸。”
斯蒂芬•霍金（ ）【斯蒂芬•霍金（ ），个人页面.org.uk】
截至本书英文版杀青之日，霍金还没有在剧中出现过②，但由于他在业内的显赫地位，在好几集中可以看到他的身影。比如第1 集中，霍华德和拉杰冲入谢尔顿的公寓，兴致勃勃地说：“看看这个！斯蒂芬•霍金于1974 年在麻省理工大学的演讲，那时他还没成为那个让人毛骨悚然的电脑合成声音。”在接下来的几集中，霍华德在许多时候提到了霍金。按照霍金自己的网站来说：
（他）致力于研究节制整个宇宙的基本定律，并与罗杰.彭罗斯一道证明了爱因斯坦广义相对论暗示了时空必定开始于大爆炸并以黑洞作为终结。这个解释统一了20 世纪上半叶的两个重大发现——广义相对论和量子理论。霍金还发现了黑洞并不是完全黑的，它们实际上在向外界发射辐射，并最终会完全蒸发；宇宙并没有边界，也没有真正的“时间的劈脸”，我们所讨论的劈脸实际上是现有的物理定律“定义”下的劈脸。