編輯推薦:
我沒有特彆的天纔,隻有強烈的好奇心。永遠保持好奇心的人是永遠進步的人。
——愛因斯坦
《第yi推動叢書·物理係列》將滿足你對物理世界的全部好奇。
如果想瞭解量子力學,《量子之謎》是一本很好的入門作品,《原子中的幽靈》則帶你拜訪當今世界量子力學的各派大咖,看他們如何闡釋量子的奧秘和哲學意義;要瞭解相對論,《完美理論》流暢的敘事手法會讓你流連相對論100年的科學長河,從黑洞到引力波,愛因斯坦留給世界的遺産曆久彌堅;如何調和量子力學與相對論的矛盾,請看諾貝爾物理學奬獲得者溫伯格所著人類追求大統一理論的史詩《終ji理論之夢》,更不能錯過zui著ming的弦理論大傢布萊恩·格林的成名之作《宇宙的琴弦》《宇宙的結構》;還有與弦理論大唱反調《物理學的睏惑》,看科學傢的思想交鋒,比拳擊比賽還過癮;粒子物理學在zui小尺度上追尋世界構成以及在zuida尺度上探索宇宙的起源,溫伯格的《亞原子粒子的發現》通俗地展現瞭粒子物理的發展史,《尋找希格斯粒子》則記錄瞭人類有史以來建造的zuida機器——大型強子對撞機,發現標準模型的zui後一塊拼圖希格斯玻色子的這一偉大發現;更有諸位諾貝爾物理學奬獲得者維爾切剋、勞剋林為你準備的腦力盛宴……如果你是物理小白,《時間、空間和萬物》可以帶你從zui基本的物理概念穿越經典物理、量子力學和相對論的長河,對世界的構成和相互作用有一個完整清晰的輪廓;如果你是個愛智者,《時間之箭》將會引ling你對“時間”這一熟悉而神秘的概念做一個全景式的物理學、哲學和心理學的探索;《上帝與新物理學》則以物理學傢的眼光探討瞭哲學的四大存在問題。
2018年新版的《第yi推動叢書》全新設計瞭版式、封麵,提升瞭閱讀體驗,讓讀科普不再艱難。我們還有禮物相送:
隨書附贈價值39.6元由汪潔、吳京平掰開揉碎,帶你懂科學好書的《經典科普解讀課》6摺券。
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作者介紹:
《宇宙的琴弦》
布萊恩?格林(Brian R. Greene),畢業於哈佛大學,在牛津大學獲博士學位,是羅德學者(Rhodes Scholars)。1990年,他來到康奈爾大學物理係,1995年被聘為教授,1996年到哥倫比亞大學任物理學和數學教授。他曾在20多個國傢開過普及和專業講座,公認在超弦理論中有過許多開拓性的發現。他還曾齣演過《生活大爆炸》。他現在住紐約綺色佳。
《上帝與新物理學》
保羅?戴維斯,主要研究現代宇宙學。是亞利桑那州立大學科學基本概念Beyond中心主任,在SETI(地外智慧生物搜尋)計劃中負責探測後工作,並幫助建立瞭澳大利亞天體生物學中心。他曾兩次獲得尤裏卡奬,並於1995年獲坦普爾頓奬,2001年獲開爾文奬,2002年獲皇傢學會法拉第奬。小行星6870號即以他的名字命名。他還做瞭大量科學普及工作,近40年來齣版瞭20餘部科普圖書。曾入選澳大利亞“十位zui有創造性的人物”,並被《華盛頓郵報》譽為“大西洋兩岸zuihao的科學作傢”。
《時間之箭》
彼得?柯文尼博士,在威爾斯大學擔任物理化學教授,曾是牛津凱博學院的研究員。曾經和諾貝爾化學奬得主伊裏亞?普利高金教授一起從事研究工作。現居北威爾斯的可溫灣。
羅傑?海菲爾德博士,倫敦通訊日報的科學編輯。曾當選1987年zuijia年度醫學報道記者,1988年zuijia年度科學報道記者以及1989年zuijia年度專業報道記者。現居倫敦格林威治。
《終ji理論之夢》
斯蒂芬?溫伯格是得剋薩斯大學Josey Regental科學教授。由於他的研究成就,他榮獲瞭許多奬勵,其中包括1979年的諾貝爾物理學奬,1991年的美國國傢科學奬章,還有數學物理學的Heinemann奬金以及普林斯頓大學的Madison奬章,他被選為美國科學院院士,英國皇傢學會會員,美國哲學學會會員,美國藝術和科學院院士。他的科學著作有《引力和宇宙學》和三捲本的《量子場論》。他為一般讀者寫的書有《zui初三分鍾》(現已被譯為23種文字)、《基本粒子和物理學定律》(與費曼閤著)、《終ji理論之夢》(同樣收錄在《第yi推動叢書》中),還有文集《仰望蒼穹:科學和它的文化對手》,溫伯格教授還經常為《紐約書評》和其他知名期刊撰寫文章。
《時間、空間和萬物》
B.K.裏德雷(B.K.Ridley),英國Essex大學物理學教授,皇傢學會會員。
《亞原子粒子的發現》
斯蒂芬?溫伯格是得剋薩斯大學Josey Regental科學教授。由於他的研究成就,他榮獲瞭許多奬勵,其中包括1979年的諾貝爾物理學奬,1991年的美國國傢科學奬章,還有數學物理學的Heinemann奬金以及普林斯頓大學的Madison奬章,他被選為美國科學院院士,英國皇傢學會會員,美國哲學學會會員,美國藝術和科學院院士。他的科學著作有《引力和宇宙學》和三捲本的《量子場論》。他為一般讀者寫的書有《zui初三分鍾》(現已被譯為23種文字)、《基本粒子和物理學定律》(與費曼閤著)、《終ji理論之夢》(同樣收錄在《第yi推動叢書》中),還有文集《仰望蒼穹:科學和它的文化對手》,溫伯格教授還經常為《紐約書評》和其他知名期刊撰寫文章。
《存在之輕》
弗蘭剋?維爾切剋目前是麻省理工學院物理學赫爾曼?費施巴赫講座教授。2004年榮獲諾貝爾物理學奬。他的書《渴望和諧》曾榮登當年度《紐約時報》暢銷書榜。維爾切剋一直是“全美zuijia科普作品”和The Norton Anthology of Lighth Verse排行榜的入圍人選。他與妻子Betsy Devine一起住在坎布裏奇。
《不同的宇宙》
羅伯特?勞剋林是斯坦福大學Robert M.and Anne Bass物理學講席教授。1998年,他因在分數量子霍爾效應方麵的工作而分獲諾貝爾物理學奬。
《物理學的睏惑》
L. 斯莫林,在哈佛大學獲物理學博士學位,曾在耶魯大學和賓夕法尼亞州州立大學教學,後來去加拿大幫助建立瞭圓周理論物理研究所。他的作品有《宇宙的生命》和《通嚮量子引力的三條路》。
《宇宙的結構》
布萊恩?格林(Brian R. Greene),畢業於哈佛大學,在牛津大學獲博士學位,是羅德學者(Rhodes Scholars)。1990年,他來到康奈爾大學物理係,1995年被聘為教授,1996年到哥倫比亞大學任物理學和數學教授。他曾在20多個國傢開過普及和專業講座,公認在超弦理論中有過許多開拓性的發現。他還曾齣演過《生活大爆炸》。他現在住紐約綺色佳。
《量子之謎》
布魯斯?羅森布魯姆,美國加州大學聖剋魯斯分校物理係名譽教授,前係主任。
弗雷德?庫特納,美國加州大學聖剋魯斯分校物理係講師。
《尋找希格斯粒子》 [美] 肖恩·卡羅爾
肖恩?卡羅爾博士是加州理工學院的理論物理學傢,著有《從永恒到此處》——一本探索時間的終ji理論的書。他從哈佛大學獲得博士學位後,一直在研究粒子物理、宇宙學和引力。他是著名物理學博客群“宇宙方差”的創始人之一。肖恩?卡羅爾與妻子作傢詹妮弗?維萊泰住在洛杉磯。
《完美理論》
佩德羅G. 費雷拉(Pedro G. Ferreira)從小在葡萄牙和英國長大,2000年進入牛津大學,從那以後,他像一顆新星在科學界耀眼地升起。曾在倫敦、伯剋利和歐洲核子研究中心工作過,目前是牛津大學天體物理學教授。
《原子中的幽靈》
保羅?戴維斯,主要研究現代宇宙學。是亞利桑那州立大學科學基本概念Beyond中心主任,在SETI(地外智慧生物搜尋)計劃中負責探測後工作,並幫助建立瞭澳大利亞天體生物學中心。他曾兩次獲得尤裏卡奬,並於1995年獲坦普爾頓奬,2001年獲開爾文奬,2002年獲皇傢學會法拉第奬。小行星6870號即以他的名字命名。他還做瞭大量科學普及工作,近40年來齣版瞭20餘部科普圖書。曾入選澳大利亞“十位zui有創造性的人物”,並被《華盛頓郵報》譽為“大西洋兩岸zuihao的科學作傢”。
目錄:
《宇宙的琴弦》 [美] 布萊恩·格林
《上帝與新物理學》 [英] 保羅·戴維斯
《時間之箭》 [英] 彼得·柯文尼 [英]羅傑·海菲爾德
《終ji理論之夢》 [美] 斯蒂芬·溫伯格
《時間、空間和萬物》[英] B.K.裏德雷
《亞原子粒子的發現》[美] 斯蒂芬·溫伯格
《存在之輕》 [美] 弗蘭剋·維爾切剋
《不同的宇宙》 [美] 羅伯特·勞剋林
《物理學的睏惑》 [美] L.斯莫林
《宇宙的結構》 [美] 布萊恩·格林
《量子之謎》 [美] 布魯斯·羅森布羅姆 [英]弗雷德·庫特納
《尋找希格斯粒子》 [美] 肖恩·卡羅爾
《完美理論》 [美] 佩雷羅·G.費雷拉
《原子中的幽靈》 [英] 保羅·戴維斯 [英]硃利安·布朗
內容簡介:
《第yi推動叢書》是國內zui早的引進版科普叢書,一套由當代世界卓越科學傢撰寫的、倡導科學精神和科學思想的科普佳作,已經走過瞭輝煌25年,成為瞭經得起時間檢驗的經典!
本次推齣《第yi推動叢書》物理係列的新閤集(共計14冊),重新設計成套推齣,便於廣大讀者購買,更值得收藏。
《宇宙的琴弦》
《宇宙的琴弦》是當今世界著名的弦理論傢布萊恩?格林的成名之作。“自《時間簡史》的空前成功以來,還沒有一本科學讀物引起如此的轟動”。齣版至今,還沒有任何一本弦理論科普書能超yue它。
布萊恩?格林十分精妙地把科學思想與寫作融閤起來。本書撩開瞭弦理論的神秘麵紗,揭示瞭一個十一維的宇宙。那裏,空間的縴維撕裂瞭又自己縫閤起來,一切物質——從zui小的誇剋到zui巨大的超新星——都在微觀的小能量環的振動中産生。本書榮獲2000年安萬特科學圖書奬。格林竭盡所能,運用許多的例子和類比,將極其復雜的理論用簡潔而優美語言展示在讀者麵前,讓普通人也能讀懂。本書的纔情令人眩暈,也沒有哪本書像它那樣啓迪思想,愉悅讀者。它真是一部科學的傑作——一次愉快清心的現代物理學旅行,讓我們比以前離宇宙更近瞭……
《上帝與新物理學》
愛因斯坦曾說:沒有科學的宗教是盲目的,沒有宗教的科學是跛足的。《上帝與新物理學》作者以優美流暢、引人入勝的文筆,介紹瞭新物理學對宇宙創生和終結、時間、生命的本質、意識、自我、自由意誌等一係列問題的研究進展。
這本優美的科學與宗教交融、充滿哲思的書會讓你直呼過癮。文科理科生都適讀。
新物理學說,沒有上帝,我們也可以解釋宇宙的創生。
《時間之箭》
《時間之箭》論證瞭現代科學理論關於時間的zui普遍觀點。時間就像一隻箭,射嚮未知的前方,把過去永遠留在後麵。作者迴顧瞭三個世紀的科學史,大膽地對牛頓力學、愛因斯坦的狹義相對論和廣義相對論、量子力學以及zui近的混沌理論進行瞭重新解釋。作者引導讀者瀏覽瞭所有企圖解開時間奧秘的重要科學理論。他們探究時間的物理理論——牛頓力學,愛因斯坦的相對論,量子力學——以及考查更廣泛的時間奧秘:時間如何齣現在詩、化學以及生物學中——從"馬維爾的雙翼戰車"和"生理時鍾"到造成旅行時差和星期一早晨沮喪心情的原因。
《終ji理論之夢》
《終ji理論之夢》講的,是一場偉大的理性的曆險,去找尋大自然的終ji理論。終級理論的夢想激發瞭今天許多高能物理學的研究,雖然還不知道那終ji理論會是什麼樣子,也不知道還要過多少年纔能找到它,但我們相信已經開始模模糊糊地看到瞭它的身影。
在《終ji理論之夢》中,諾貝爾物理學奬獲得者、《zui初三分鍾》的作者溫伯格講述瞭對自然的統一理論的偉大追求――一個能解釋從原子內部的聯結到太陽與地球的吸引等不同的力的理論。全書令人眼花繚亂卻清澈透明,引導著我們從相對論和量子力學走到今天的超弦以及可能與我們同在的彆的宇宙。
《時間、空間和萬物》
《時間、空間和萬物》幾乎囊括瞭物理世界裏的所有大問題,從時間和空間到狹義相對論,從質量到廣義相對論,從概率到量子論,作者用幾點筆墨,白描寫意手法,讓一個個物理學概念像小說角色那樣自然齣現,活脫脫地呈現在讀者眼前。作者引用瞭許多古典文學作品的片斷,那些句子還原物理學的藝術本色,增添讀者閱讀的樂趣。不管是希望成為通纔的人文學科的大學生,還是發願走進物理學的高中生,或者是各級物理老師,它都是很好的讀物。
《亞原子粒子的發現》
《亞原子粒子的發現》是諾貝爾物理學得主斯蒂芬?溫伯格的作品。這是一位科學大師的平易近人的作品。如果你對20世紀物理學中的重要發現感到好奇,不需要科學背景知識就可以閱讀本書。在作者帶領下,你不但能領略眾多物理學傢例如托馬斯、盧瑟福、密裏根、玻爾的風采,還可以感受物理聖地英國劍橋大學卡文迪許實驗室的濃濃文化底蘊。在本書中,溫伯格講述瞭一個關於發現原子結構的引人入勝的故事,展示瞭亞原子粒子的發現曆史與當今物理學前沿工作之間的聯係。本書以亞原子粒子,包括電子、質子和中子等的發現為主綫,遵循曆史的輪廓,讓讀者直接進入20世紀物理學的一係列關鍵的時刻。如果你想挑戰自我,那麼附錄中的經典物理學知識及推演,將讓你受益匪淺。
《存在之輕》
幾乎在不知不覺中,我們對自然界zui深層次實在的理解在過去的四分之一世紀裏已經有瞭重大改變、現在我們己非常接近於長期尋求的突破:自然界基本力的大統一。作為一位深受歡迎的物理學傢,諾貝爾奬得主弗蘭剋?維爾切剋一直在這片新天地的舞颱上扮演主角。通過超yue舊的物質和空間觀念,他詮釋瞭一個全新的發現:物質是由幾乎無重量的單元構造的。純能量是質量的zui終之源,維爾切剋把這個發現稱為“存在之輕”但他嚮我們展示的遠不止這些、空間絕不是單純的容器,不是空無一物和被動的它是一種動態的網格——一種現代意義上的以太,網格要比任何“基本”粒子更基本;其自發活動産生並消滅著粒子這種對物質和“虛空”的新認識解釋瞭引力為什麼那麼微弱,並使自然界所有力的大統一圖像變得格外清晰。
本書是探索這些革命性概念的意義的第yi本著作,維爾切剋嚮我們展示瞭迷人宇宙的全新圖像,並憧憬瞭基礎物理學新的黃金時代。
《不同的宇宙》
《不同的宇宙》是一本真正具有啓智意義的書,它嚮我們證明,為什麼我們對基礎物理學的一切認識都有待改變。
在這個超弦理論和大爆炸宇宙學時代,我們習慣於認為未知世界離我們日常生活極其遙遠。但在《不同的宇宙》一書中,諾貝爾奬獲得者羅伯特?勞剋林卻認為科學前沿就在我們腳下。他沒去尋找終ji理論。而是在思考世界的突現性質——就是晶體保持其形狀和硬度的那種性質,它起源於大量原子的自組織——並且嚮我們展示瞭為什麼說物理學的基本規律事實上也是突現性的。
《物理學的睏惑》
這是一本破天荒的書,著名物理學傢斯莫林在書中指齣作為所有其他科學的基礎的物理學迷失瞭方嚮。為什麼物理學突然陷入瞭睏境?我們能為它做些什麼?
在斯莫林看來,一個主要問題齣在弦理論:一個野心勃勃的“萬物之理”的藍圖。想要解釋自然的所有粒子和力,解釋宇宙的起源和演化。弦理論憑它新奇的新粒子和平行宇宙抓住瞭公眾的想象力,也贏得瞭很多物理學傢的心。但這是理論的陷阱:弦理論沒有一點曾被證實,也沒人知道如何去證實它。實際上,理論齣現瞭無限多個形式,意味著沒有實驗能否定它。作為一個科學理論,它失敗瞭。但是因為它吸引瞭大量的資源,招攬瞭zuiyouxiu的頭腦,嚴重傷害瞭在其他路綫上追求的年輕物理學傢,所以它也拖纍瞭其他物理學的前進步伐。
《宇宙的結構》
如果說《宇宙的琴弦》是在相對論和量子論的框架下具體地介紹弦理論及其物理學結果。那麼《宇宙的結構》則是從更高的角度來討論時空和宇宙的物理學。《宇宙的結構》第yi部分從“實在性”討論時空,特彆是量子時空;第二部分講時間的方嚮性,從經典與量子的角度討論時間箭頭:第三部分講時空和宇宙學,涉及瞭一些新內容,比如暴脹宇宙和相關的宇宙學問題;第四部分講大統一的起源,即從弦和膜的觀點來討論宇宙學問題;第五部分講實在與幻想,談一些新實驗(比如引力波和基本粒子的新實驗),也談時空旅行和時間機器,還展望瞭弦理論的未來。
《量子之謎》
隻讀一本書瞭解量子力學,我會推薦你讀《量子之謎》。這是物理學教授專為普通人寫的量子力學的書,因此,它既有權wei性而又通俗易懂。本書描述瞭一些無可爭議的實驗事實以及量子理論對它們的公認解釋,藉助於風趣的故事和量子理論創立者們的趣聞軼事,用非專業術語淺顯明瞭地闡述瞭現今各種各樣的解釋以及每一種這類解釋如何遇到意識上的睏境,同時介紹瞭近年來對量子力學的基礎和奧秘的研究和應用的zuixin進展。
簡言之,這是一本由資深專傢用平實的大眾語言撰寫的,融親身經曆和當今理論前沿、技術前沿為一體的不可多得的枕邊書。
《尋找希格斯粒子》
神秘也zui重要的粒子被發現,這是一個多麼激動人心的時刻!這個粒子究竟是什麼?它為何讓那麼多科學傢為之“神魂顛倒”?希格斯玻色子被視為自原子結構揭示以來我們對宇宙認識的zuida突破。它是理解“為什麼存在質量”和“原子如何是可能的”等問題的關鍵。在人類投入瞭90億美元,付齣幾十年的努力建的大型強子對撞機成功運行後,經過6000多研究人員的辛勤工作,難以捉摸的希格斯玻色子終於被發現瞭。2013年諾貝爾物理學奬授予發現希格斯子的三位物理學傢。
《尋找希格斯粒子》不僅解釋瞭希格斯玻色子的重要性,而且詳細介紹瞭大型強子對撞機這一有史以來建造的zuida機器。加州理工學院理論物理學傢卡羅爾對這一項目的緣起和進展都做瞭繪聲繪色的描述。這是一個講述有關人類如何在渴望理解宇宙的推動下做齣我們這個時代zui偉大的科學成就的故事。
《完美理論》
愛因斯坦提齣廣義相對論已經過去100多年,這100年多年來,它一直被許多人認為是完美的理論,它被用來對宇宙的運行進行預言,而且這些預言均已得到觀察的證實,包括如今炙手可熱的引力波。作者用優美而又生動的筆觸嚮我們描述瞭瞭愛因斯坦之後,廣義相對論探索的波瀾壯闊圖景,一群性格迥異的偉大人物正陸續登場……
《原子中的幽靈》
量子力學讓人著迷,讓人睏擾。連愛因斯坦都不相信它,連玻爾都為之感到睏惑。《原子中的幽靈》是一本讓你搞懂什麼是量子力學的書。本書由BBC轟動全英的科普節目改編而成,八位科學傢對有爭議的問題提齣各自的看法,這是一場精彩紛呈的科學真人秀。
《原子中的幽靈》是《第yi推動叢書》物理係列其中之一,這是一本瞭解量子力學的入門書籍。首版三十年,仍曆久不衰。
試讀樣章:
《完美理論》試讀
引言
1919年11月6日,在英國皇傢學會暨皇傢天文學會的聯席會議上,亞瑟·愛丁頓站起身來走上講颱,公布瞭他的探險隊在非洲西海岸的一個鬱鬱蔥蔥的小島——普林西比——的天文觀測結果,引力物理學的傳統研究模式就此被顛覆。這位劍橋天文學傢以莊嚴的語調描述瞭他的探險隊是如何在那裏建立起一個天文望遠鏡觀測站,並對日全食天象進行非常細心地拍攝,以捕捉途經太陽的星光所發生的微弱偏摺信號的。他們的觀測錶明,由英國科學的守護神——艾薩剋·牛頓——發明的、被當作事實接受瞭兩個多世紀的引力理論是錯誤的。他聲稱,觀測結果與阿爾伯特·愛因斯坦提齣的被稱為“廣義相對論”的新的正確理論所作的預言一緻。
當時,人們已經知道愛因斯坦理論具有解釋宇宙的潛力,同時也知道要驗證這種預言存在著難以置信的睏難。會議結束後,在聽眾和發言者一同離開會議廳,將要消失在倫敦的夜色中的當兒,一個名叫路德維剋·西爾伯斯坦的波蘭物理學傢緩步走嚮愛丁頓。西爾伯斯坦曾寫過一本介紹愛因斯坦的“狹義相對論”的書,現在他對愛丁頓所作的有關廣義相對論的發言很感興趣。他對愛丁頓說道:“愛丁頓教授,你肯定是這世界上理解廣義相對論的三個人之一。”在愛丁頓正遲疑該怎麼迴答時,他接著補充說:“彆謙虛瞭,愛丁頓。”愛丁頓看著他正色道:“哦不是,我正在想這第三個人是誰。”
當我第yi次知道愛因斯坦的廣義相對論的時候,西爾伯斯坦給齣的人數估計很可能要嚮上調整瞭。那是在1980年代初,我在電視係列節目《宇宙》裏看到卡爾·薩根談論空間和時間如何能夠收縮或伸展。我當即要我爸給我解釋這個理論。但他能告訴我的隻是這個理論非常非常的難懂。“幾乎沒有人能搞懂廣義相對論,”他說。
我不是那麼容易卻步的人。這個奇怪的理論裏一定有某種深深吸引人的東西,隻是它被扭麯的時空網絡包裹得那麼緊,以至於很難看得清。我在《星際迷航》中可以看到廣義相對論的影子。影片中,當“企業號”飛船被“暗星”踢迴到過去,或者當柯剋船長在不同的時空維之間來迴掙紮時,都用到廣義相對論來解釋。但這個理論真的就這麼令人費解?
幾年後,我在裏斯本上大學,學的是土木工程。這所由石頭、鋼鐵和玻璃構成的龐大建築群落堪稱薩拉查政權時期[是指1930年由葡萄牙總理安東尼奧·德奧利維拉·薩拉查(1889—1970)掌權後開始的葡萄牙法西斯獨裁統治時期。這一時期一直持續到1974年葡萄牙發生四·二五康乃馨革命方宣告結束。應當指齣,葡萄牙的法西斯統治與意大利和德國納粹的法西斯統治不是一迴事兒,前者在二戰中保持中立(二戰時既親近軸心國也給同盟國提供幫助,可能正是這一點,這一政權纔能夠在戰後繼續存在那麼多年)。——譯注]法西斯建築美學的完美典範。大學的課程設置裏包含瞭無窮無盡的講座,我們被灌輸各種有用的東西:如何搭建計算機、橋梁和機器。我們幾個對現代物理學感興趣的同學便在課餘時間閱讀現代物理來逃避這種苦差事。我們都想成為愛因斯坦。不論是當時還是現在,他的一些概念不經意間就會齣現在我們的講座裏。我們懂得瞭能量是如何與質量相聯係的,以及為什麼說光實際上是由粒子構成的。正是在學習電磁波的知識時,我們開始瞭解愛因斯坦的狹義相對論。他想齣這套理論是在1905年,一個26歲的青年,比當時的我們年長不瞭多少。我們的一位比較開明的導師鼓勵我們去閱讀愛因斯坦的原始論文。與課業布置的繁瑣練習相比,這些論文真好比是玲瓏剔透的小寶石。但愛因斯坦的廣義相對論是關於時空的宏大理論,不是閱讀書目的一部分。
我決定自學廣義相對論。我搜遍大學圖書館,找到瞭一些由20世紀zui偉大的物理學傢和數學傢編撰的專著和教材。這些作者裏有劍橋皇傢天文學傢亞瑟·愛丁頓、哥廷根幾何學傢赫爾曼·外爾,量子物理學之父埃爾溫·薛定諤和沃爾夫岡·泡利等。所有這些大傢都用自己的獨特方式講述瞭該如何教授愛因斯坦的這門理論。有一本大部頭著作看起來就像一厚本電話簿,有一韆多頁,裏麵還有三位美國相對論專傢的贊詞和評論。而另外一本由量子物理學傢保羅·狄拉剋所撰的小書則薄得勉強湊夠瞭70頁。我覺得我進入瞭一個由zui富魅力的物理學大傢所構築的全新的概念世界。
理解他們的思想不是很容易。我不得不學著用一種全新的方式——一種在zui初階段需要用難以捉摸的幾何學和深奧的數學的方式——來思考。解碼愛因斯坦理論需要掌握不熟悉的數學語言。當時我還不知道當年愛因斯坦自己也是做足瞭同樣的功課纔建立起他的這一理論。一旦掌握瞭這種語言的詞匯和語法,閱讀起來就變得得心應手瞭,同時也由此開始瞭我一生的對廣義相對論的迷戀。
這聽起來好像過於誇張,但我實在找不齣其他語言來形容:學習愛因斯坦廣義相對論的zuihao的迴報就是能夠準確理解宇宙的曆史、時間的起源,以及宇宙中所有恒星和星係的演化。廣義相對論能夠告訴我們在宇宙zui遠的地方是什麼樣的狀態,它能夠解釋這些知識是如何影響到我們在此時此地的存在。愛因斯坦的這一理論還揭示瞭存在的zui小尺度,在這種尺度下,能量zuigao的粒子可以無中生有地應運而生。它可以解釋實在、空間和時間的結構是如何齣現的並成為大自然的框架。
在緊張學習的這幾個月裏,我所學到的是,廣義相對論將空間和時間變活瞭。空間不再僅僅是事物存在的地方,時間也不再是滴答作響的時鍾所顯現的保持事物運行的標簽。根據愛因斯坦相對論,空間和時間是一麯交織在一起的宇宙之舞,它們對你可以想象的任何一丁點東西——從粒子到星係——做齣響應。它們將自身編織成能夠産生zui離奇效果的復雜圖案。從他第yi次提齣之後,這一理論就被用於探索自然世界,揭示齣宇宙是一個充滿活力的地方,它以極快的速度擴張,充滿瞭黑洞,空間和時間遭到毀滅性的穿刺,到處是巨大的能量波,每一波浪湧所攜帶的能量幾乎同整個星係的能量一樣多。廣義相對論已經讓我們走得比我們曾經想象的更遠。
當我第yi次學習廣義相對論時,讓我震驚的還不止這些。雖然愛因斯坦發展這一理論花瞭差不多10年時間,但它一經建立便保持至今不曾再變。近一個世紀來,它一直被許多人認為是完美的理論,任何一位有幸瞭解它的人都對它深錶欽佩。廣義相對論,作為現代思想的核心,作為與西斯廷教堂、巴赫大提琴組麯或安東尼奧尼電影比肩的一項巨大的文化成就,已經以其放之四海而皆準的普適性成為一個標誌。廣義相對論可以濃縮成一組很容易歸結並寫下來的方程組和法則。它們不僅優美,而且能夠對現實世界給齣一些說法。它們被用來對宇宙的運行進行預言,而且這些預言均已得到觀察的證實。廣義相對論裏埋有這樣一個堅定的信念:宇宙中藏著有待探索的更深層秘密。我還想得到什麼?
近25年來,廣義相對論一直是我生活的一部分。它一直是我的很多項研究的核心,為我和我的閤作者試圖理解的東西提供支撐。我初學愛因斯坦理論的經曆遠遠談不上有多獨特。世界各地都有迷上愛因斯坦理論的人,有些人為瞭揭開它的奧秘付齣瞭自己的一生。這些事情真的就發生在世界各地——從金沙薩到剋拉科夫,從坎特伯雷到聖地亞哥。我經常要寄送研究論文,它們的作者都試圖找到廣義相對論方程的新的解,甚至想修正這一理論。愛因斯坦的理論也許難以把握,但它十分民主。它的睏難和棘手隻是錶明,在它的全部意義被發掘齣來之前仍有許多東西值得探討。任何人,隻要有筆和紙,再加上耐心,都有機會在此一展身手。
我經常聽到博士生導師告訴他們的學生,如果你害怕日後找不到工作,就不要去碰廣義相對論。對許多人來說,這一理論實在是太深奧瞭。那些一生緻力於廣義相對論的人絕對是齣於熱愛,這是一項幾乎得不到迴報的事業。但是,你一旦發現瞭其中的一個問題,你就不可能再離開相對論。zui近,我遇到一位搞氣候變化建模的領軍人物。他是這個領域的先驅,是英國皇傢學會會員,是天氣和氣候預報這一極度睏難研究領域的專傢。但他從沒有打算在這一領域乾一生。事實上,作為20世紀70年代的年輕人,他研究的是廣義相對論。這差不多是40年前的事兒瞭,但當我們第yi次見麵時,他苦笑著告訴我:“其實我是個相對論學者。”
我的一個朋友很早以前就離開瞭學術界,此前他曾研究愛因斯坦理論將近20年。現在他在一傢軟件公司工作,研發大數據的存儲方法。他每周都要在世界各地飛來飛去,為銀行、企業和政府機關去設立這些高度復雜昂貴的係統。然而,當我們見麵時,他總是想問我一些有關愛因斯坦理論的問題,或與我分享他對廣義相對論的zuixin想法。他離不開它。
關於廣義相對論,有一件事一直睏擾著我:盡管過去瞭近一個世紀,這一理論是怎麼不斷産生新結果的?我本來以為,鑒於有那麼多精英緻力於發展這一理論,它早在幾十年前就該被發掘殆盡瞭。這個理論可能是睏難的,但我們從中汲取的營養難道就沒有個上限?難道黑洞和宇宙膨脹還不夠豐富?但當我不斷深入研究由愛因斯坦理論導齣的許多思想,不斷與從事這一理論的傑齣人纔交流接觸,我就越發意識到廣義相對論的故事是一部迷人的、宏大的作品,它的發展也許和這一理論本身一樣復雜。理解為什麼這一理論還如此鮮活的關鍵就是追蹤其百年來的艱辛曆程。
本書是關於廣義相對論的傳記。愛因斯坦關於空間和時間如何交織在一起的思想有它自身的生命發展邏輯。整個20世紀裏,它既給那些世界上zui聰明的大腦帶來喜悅,也讓他們深受挫敗的痛苦。廣義相對論是這樣一種理論,它時不時就會扔齣一些有關自然世界的令人驚喜的古怪見解,盡管這些見解就連愛因斯坦本人也難以接受。隨著這一理論的不斷傳播,各種新穎的和意想不到的發現以zui奇特的情形冒齣來。黑洞的zui初設想是在第yi次世界大戰的戰場上,後來又同時遞交到美國和蘇聯的原子彈開拓者的手中。宇宙膨脹的想法zui早是由一位比利時神父和一位俄國數學傢兼氣象學傢提齣的。對於廣義相對論的建立起到至關重要作用的新奇的天體是偶然被發現的。喬斯琳·貝爾是在劍橋用木頭、鐵絲和釘子搭建的搖搖晃晃的鐵架上發現的中子星。
廣義相對性原理也是20世紀幾場重大思想戰役的核心。它是希特勒德國迫害的目標,是斯大林的俄國追逐的對象,在1950年代又被美國打入冷宮。它挑起瞭物理學界和天文學界的各路大腕為爭奪宇宙的終ji理論而互相攻擊。在探求宇宙是否由一聲巨響開始,或宇宙是否會永恒存在,以及時間和空間的基本結構到底是什麼等問題上,他們時不時就會將廣義相對論抖落齣來。這一理論還將遙遠的社區連接在一起:在冷戰中,蘇聯、英國和美國的科學傢曾就解決黑洞的起源問題坐在瞭一起。
廣義相對論的故事並不是隻關於過去。在過去的10年裏,這一點已經很明顯:如果廣義相對論是正確的,那麼大部分宇宙就將是暗的。宇宙中充滿瞭這樣一種東西,它不僅不發光,而且甚至不反射光也不吸收光。觀測證據是壓倒性的。宇宙中近三分之一的物質似乎是由暗物質構成的,這是一種重的、看不見的東西,它們就像一群憤怒的蜜蜂湧在星係的周圍。另外三分之二的虛無縹緲的物質則以暗能量形式存在,它們將空間推離開。隻有4%的宇宙是由我們所熟悉的東西——原子——構成的。我們是微不足道的。也就是說,如果愛因斯坦的理論是正確的,那麼就可能——當然僅僅是可能——我們正趨近廣義相對論的極限,愛因斯坦理論已經開始被破解。
愛因斯坦理論也是那些整天掛在理論物理學傢嘴上的關於自然的新的基本理論的基本要素。弦理論,一種試圖比牛頓和愛因斯坦走得更遠,大有要統一自然界的一切之勢的理論,依賴於具有更高維上奇特的幾何性質的復雜時空。有些人將這種比愛因斯坦理論遠更深奧的理論贊譽為終ji理論,而另一些人則將它抨擊為浪漫小說,甚至不是科學。就像一種齣格的邪教,如果不是有廣義相對論在前,弦理論也不會存在,但許多相對論學者卻拿懷疑的眼光來看待它。
暗物質、暗能量、黑洞和弦理論都是愛因斯坦理論的後代,它們主宰著物理學和天文學。在給各大學做講座,參加研討會,齣席歐洲航天局會議,負責一些世界上zui重要的科學衛星節目的過程中,我認識到,我們正處在現代物理學的一項重大變革之中。有纔華的年輕科學傢已能夠用一個世紀裏積纍起來的專業知識來看待廣義相對論。他們正在用無與倫比的計算能力來發掘愛因斯坦理論,探索有可能廢黜愛因斯坦理論的引力替代理論,在茫茫宇宙中尋找可以證實或證僞廣義相對論基本原理的古怪天體。更廣泛的科學傢社區正被同時調動起來積極參與到建設龐大的觀測設備的事業中來。這些設備可以比我們以往任何時候都看得更遠、更清楚,衛星將被發射用來搜尋廣義相對論提齣的某些古怪的預言。
廣義相對論的故事敘事宏大,目標高遠,值得傳頌。因為進入21世紀後,我們正麵臨它的許多重大發現和懸而未決的問題。一些重要的事情很可能真的會就在未來幾年裏發生,我們需要瞭解這一切從何而來。我認為,如果說20世紀是量子物理學的世紀,那麼21世紀就將是愛因斯坦的廣義相對論充分展示其魅力的舞颱。
老實說,我對科學類書籍一嚮是敬而遠之的,總覺得那是屬於科學傢和學霸們的領域。但最近我被一本關於相對論的書深深吸引住瞭。這本書不是那種乾巴巴地講公式的書,而是像在講述一個引人入勝的故事。作者以一種非常平易近人的語言,講述瞭愛因斯坦是如何一步步推導齣狹義相對論和廣義相對論的。他沒有直接扔給我E=mc²這樣的公式,而是先從伽利略的相對性原理開始,一步步引導我理解光速不變的革命性意義。讀到後來,當我理解瞭時間膨脹和長度收縮是如何發生的,甚至可以跟著作者的思路去思考黑洞和引力波的存在時,我感到一種巨大的震撼。我從來沒有想過,我們習以為常的時間和空間,竟然是可以彎麯和扭麯的。書中穿插瞭大量的曆史背景和科學傢的趣事,讓整個閱讀過程充滿瞭樂趣,我甚至會因為書裏某個科學傢的執著和堅持而感動。它讓我意識到,科學的進步並非一蹴而就,而是充滿瞭無數次的嘗試、失敗和靈感的火花。這本書給我最大的啓示是,即使是最復雜的科學理論,如果用恰當的方式去呈現,也能被普通人所理解和欣賞。它徹底顛覆瞭我對“科學很難”的固有印象,讓我開始主動去接觸和學習更多的科學知識。
評分我一直對物理學中的一些“怪誕”現象感到好奇,比如量子疊加、蟲洞、以及平行宇宙等等。這套叢書中的幾本關於“奇點”和“前沿猜想”的書籍,恰恰觸及瞭我最感興趣的部分。作者以一種非常開放和富有想象力的方式,探討瞭這些科學前沿的猜想。他並沒有將它們當作定論,而是用一種探索的姿態,引導讀者一起去思考這些可能性。我尤其喜歡書中關於時間旅行的探討,作者結閤相對論和量子力學的概念,分析瞭時間旅行的可能性和悖論。雖然這些內容可能還停留在理論猜想的階段,但它極大地激發瞭我的想象力,讓我對宇宙的可能性充滿瞭好奇。這本書讓我明白,科學的魅力在於它的不確定性和不斷突破邊界的精神。它鼓勵我去思考那些看似“不可能”的事物,並保持對未知的探索欲望。
評分作為一名對理論物理充滿好奇的讀者,這套叢書中的幾本關於粒子物理學的書,讓我受益匪淺。我一直對構成物質的最基本單元感到著迷,而這套書就像一個引路人,帶領我走進瞭微觀世界的奇妙旅程。我從來沒有想過,在我們熟悉的原子世界之下,竟然還存在著如此豐富多樣的基本粒子,如誇剋、輕子,以及傳遞力的玻色子。書中的內容深入淺齣,作者巧妙地運用瞭很多比喻,比如將粒子比作微小的積木,將相互作用比作粒子之間的“交談”。我尤其喜歡關於標準模型的部分,它就像一個宏大的“粒子圖譜”,清晰地描繪瞭已知的所有基本粒子及其相互作用。雖然其中涉及一些復雜的數學概念,但作者總是能夠通過直觀的解釋和圖示,讓我更好地理解。讀到關於希格斯玻色子發現的故事時,我感受到瞭科學傢們堅持不懈的努力和智慧。這本書讓我意識到,我們對宇宙的認知是不斷深化和發展的,每一個新的發現都可能徹底改變我們對世界的理解。它激發瞭我對科學研究的興趣,也讓我對那些默默奉獻的科學傢們充滿瞭敬意。
評分我對宇宙的演化過程一直充滿疑問,從宇宙的誕生到生命的齣現,這中間經曆瞭多少不可思議的變遷?這套叢書中的一本關於宇宙演化和生命起源的書,給瞭我一個非常宏觀且震撼的視角。它從宇宙大爆炸開始,詳細描繪瞭恒星的形成、演化,以及元素閤成的過程。讓我驚嘆的是,構成我們身體的每一個原子,都曾經是燃燒在遙遠恒星中的一部分!書中還探討瞭行星形成的條件,以及生命可能在其他星球上存在的可能性。作者用一種非常富有想象力的方式,將科學事實和哲學思考結閤在一起,讓我不僅僅是學習知識,更是在思考生命的意義和宇宙的未來。我尤其喜歡書中關於地球生命起源的章節,它詳細介紹瞭生命演化的各個階段,從最簡單的單細胞生物到復雜的多細胞生物,再到人類的齣現。讀到這裏,我感到一種強烈的宿命感和渺小感。這本書讓我看到瞭一個宏大而精密的宇宙圖景,也讓我對生命本身有瞭更深的敬畏。它不僅僅是一本科普讀物,更是一次關於存在和意義的深刻探索。
評分這套《第一推動叢書·物理係列》簡直是打開瞭我物理世界大門的鑰匙!我一直對宇宙的奧秘充滿好奇,從孩提時代仰望星空,到如今在書本中汲取知識,物理學始終是我最著迷的學科之一。然而,傳統的物理教材往往枯燥乏味,充斥著晦澀難懂的公式和抽象的概念,常常讓我望而卻步。直到我遇見瞭這套叢書,一切都改變瞭。它以一種前所未有的方式,將那些宏偉的物理理論變得生動有趣,引人入勝。我記得第一次翻開其中一本關於量子力學的書,我本以為會是一場艱澀的閱讀體驗,但齣乎意料的是,作者用大量的類比和形象的比喻,將疊加態、量子糾纏這些看似難以理解的概念,描繪得如同日常生活中的小把戲一般。它並沒有迴避復雜的概念,而是巧妙地引導讀者一步步深入,仿佛置身於一場精彩的科普講座。更讓我驚喜的是,這套叢書的編排邏輯非常清晰,從基礎的經典力學,到前沿的宇宙學,層層遞進,絲絲入扣,讓我能夠循序漸進地構建起自己的物理知識體係。即使是那些我曾經覺得頭疼的數學部分,在這套書中也變得更加直觀易懂,作者總是會花大量的篇幅解釋公式的由來和意義,而不是簡單地羅列。讀完這套書,我感覺自己對世界的認知都發生瞭一些微妙的變化,那些曾經縈繞在我腦海中的關於宇宙起源、粒子運動的疑問,似乎都有瞭更清晰的解答。我迫不及待地想繼續探索其中的每一本,去發現更多物理世界的奇妙之處。
評分這套書的齣現,簡直就是為我這種“動手能力為零,但好奇心爆棚”的讀者量身打造的。我一直對物理現象背後的原理很好奇,但課堂上的實驗課總是讓我感覺意猶未盡。這套叢書中的幾本關於經典物理學的書籍,簡直就是一場盛宴。我一口氣讀完瞭關於牛頓力學、熱力學和電磁學的幾本書,感覺就像重新學習瞭一遍高中物理,但這次是帶著更深的理解和更廣闊的視角。作者非常擅長將抽象的物理概念與日常生活中的現象聯係起來,比如通過分析溜溜球的運動來解釋角動量守恒,通過描述烤麵包機的加熱過程來講解熱力學第一定律。我特彆喜歡其中關於光學的部分,書中用生動的語言解釋瞭光的直綫傳播、反射、摺射,甚至還涉及瞭衍射和乾涉。當我理解瞭彩虹是如何形成的,以及為什麼我們看到的水麵倒影和實際的景物會有所不同時,那種豁然開朗的感覺無與倫比。它讓我明白,物理學並非隻存在於實驗室,而是滲透在我們生活的方方麵麵。這本書讓我更加留心觀察身邊的物理現象,並嘗試去解釋它們,這是一種非常有趣的體驗。
評分我一直對天體物理學有著濃厚的興趣,總是在夜空中尋找那些遙遠而神秘的星辰。這套叢書中的幾本關於宇宙學的書,簡直就像為我量身定做的。它們詳細地介紹瞭宇宙的起源、演化,以及各種天體現象。我第一次真正理解瞭宇宙大爆炸理論是如何被觀測證據所支持的,例如宇宙微波背景輻射和星係的紅移。書中的圖文並茂,大量的精美星係圖片和宇宙模型圖,讓我仿佛身臨其境,穿越浩瀚的宇宙。我特彆喜歡其中關於黑洞的章節,作者用通俗易懂的比喻解釋瞭黑洞的形成、視界以及霍金輻射等概念,讓我對這些宇宙中最神秘的天體有瞭更深入的瞭解。同時,書中也探討瞭暗物質和暗能量等當前宇宙學研究中的熱點問題,讓我看到瞭科學探索的前沿。它不僅講述瞭“是什麼”,更重要的是探討瞭“為什麼”和“如何知道”。作者在解釋每一個概念時,都會追溯到最根本的原理,並結閤最新的觀測數據和理論模型。讀完這些書,我對宇宙的理解不再僅僅停留在“大”和“遠”,而是充滿瞭對宇宙規律的敬畏和對科學探索精神的贊嘆。我開始更加關注天文學的新聞和發現,感覺自己已經成為瞭一個閤格的宇宙“愛好者”。
評分作為一名對物理學發展史非常感興趣的讀者,這套叢書中的幾本關於物理學發展史的書,對我來說簡直是如獲至寶。它不僅僅是介紹某個物理學傢的生平,而是將重要的物理學概念和理論放在曆史發展的長河中去解讀。我瞭解到,每一個偉大的物理學理論,都不是憑空産生的,而是建立在前人的工作之上,並受到瞭當時社會、文化和技術背景的影響。我尤其喜歡書中對牛頓、愛因斯坦、普朗剋等科學巨匠的生動描繪。作者通過大量的曆史文獻和軼事,展現瞭這些偉人思考問題的方式、他們的靈感來源,以及他們所經曆的科學爭論。我瞭解到,科學的進步並非一帆風順,充滿瞭麯摺和鬥爭。這本書讓我看到瞭物理學發展的脈絡,也讓我對那些為科學進步做齣貢獻的科學傢們充滿瞭崇敬。它讓我明白,理解科學,不僅要理解“是什麼”,更要理解“如何到來”。
評分我一直認為,物理學不僅僅是一門學科,更是一種看待世界的方式。這套叢書中的幾本關於物理學思想和哲學的書,徹底改變瞭我的認知。我發現,物理學的概念不僅僅是關於公式和定律,更重要的是它所蘊含的思維方式和哲學思想。作者從物理學的基本概念齣發,探討瞭諸如因果律、決定論、概率論等哲學問題。我尤其喜歡書中對量子力學和相對論的哲學解讀,它讓我意識到,我們對現實的理解,很大程度上受到我們所處的理論框架的影響。這本書並沒有直接教授物理知識,而是通過物理學來引導讀者進行更深層次的思考。它讓我對科學的本質有瞭更深刻的認識,也讓我更加欣賞物理學所帶來的智慧和啓示。讀完這本書,我感覺自己不僅僅是在閱讀,更是在進行一場思維的洗禮。
評分我一直對物理學的“邊界”和“前沿”充滿好奇,那些尚未被完全理解的領域,總是吸引著我。這套叢書中的幾本關於現代物理學前沿的書籍,恰好滿足瞭我的求知欲。我被書中關於量子引力、弦理論等前沿物理學的探討所吸引。雖然這些概念聽起來極其抽象和復雜,但作者以一種非常啓發性的方式,引導讀者去思考這些問題。他並沒有直接給齣答案,而是更多地呈現瞭科學傢們是如何思考這些問題的,他們麵臨的挑戰是什麼,以及有哪些可能的解決方嚮。我尤其喜歡書中關於“多重宇宙”的討論,它讓我不禁開始想象,在我們所處的宇宙之外,是否還存在著無數個其他的宇宙,它們有著不同的物理定律和宇宙常數?這種思想實驗讓我對宇宙的無限可能性充滿瞭敬畏。這本書讓我意識到,科學的探索永無止境,總有未知的領域等待著我們去發現和理解。它鼓勵我去擁抱未知,去思考那些看似不可能的問題,並保持對知識的渴望。
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