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[美] 加来道雄 著

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出版社： 上海科学技术文献出版社

ISBN：9787543969957

商品编码：29182298533

包装：平装

出版时间：2016-07-01

基本信息

书名：合众科学译丛：不可能的物理

定价：42.00元

作者：加来道雄

出版社：上海科学技术文献出版社

出版日期：2016-07-01

ISBN：9787543969957

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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是否会有那么一天，我们将能穿墙而过、建造飞行速度超过光速的飞船、解读他人的思想、隐形、以意念之力移动物体、瞬间将我们的躯体传送到太空？
对于“不可能”事物的认真研究常常会开拓出富饶并且完全出人意料的科学疆域；对“不可能”事物的研究可能也改变了世界的历史进程。一次又一次，我们看到对于不可能事物的研究打开了全新的视野，拓展了物理学和化学的疆界，并且迫使科学家们对自己所说的“不可能”重新定义。正如威廉奥斯勒爵士所言：“一个时代的信仰在下一个时代成为谬误，而过去的荒唐愚蠢却成为明日的睿智。”

内容提要

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目录

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作者介绍

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加来道雄是纽约城市大学研究生中心的理论物理学亨利。塞特（Henry Semat）席教授。他是超弦理论的共同创立者。他已经写作了不少书，包括《平行宇宙》和《爱因斯坦》。他的畅销作品《超间》被《纽约时报》和《华盛顿邮报》选为年度**科学图书之一，他常常作为嘉宾出现在全国性电视节目上，他在全国范围内播出的广播目能在130个城市里收听到。他居住在纽约。

文摘

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序言

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《量子之魅：颠覆你认知的宇宙法则》 一本带领你穿越微观世界，触碰宇宙最深层奥秘的科普巨著。 你是否曾仰望星空，对宇宙的浩瀚与神秘心生敬畏？你是否曾好奇，我们所处的世界，究竟是由怎样的基本粒子构成的？你是否曾对那些看似违背直觉的现象感到困惑，例如，一个粒子如何能同时存在于两个地方，又或者，遥远的两颗粒子之间，为何能瞬间产生神秘的联系？ 《量子之魅：颠覆你认知的宇宙法则》将带你踏上一场前所未有的思想旅程，深入探索那个由微观粒子构建的奇妙世界——量子力学。本书并非艰涩难懂的数学公式堆砌，也非枯燥乏味的理论推演，而是以生动形象的比喻、引人入胜的故事、以及清晰易懂的语言，为我们揭示量子世界的精彩纷呈与深邃迷人。 第一章：原子中的幽灵——量子概念的萌芽 想象一下，我们回到十九世纪末，物理学似乎已经找到了描述一切的“完美理论”。牛顿的力学定律如同坚固的基石，解释了行星的运动，也预言了物体的轨迹。麦克斯韦的电磁理论更是统一了电与磁，照亮了我们对光的理解。然而，科学的进步往往伴随着意想不到的挑战。 本书将从那些看似微不足道的“异常”现象说起，比如黑体辐射的“紫外灾难”。当科学家试图用经典物理学解释物体加热时发出的光时，理论预测在紫外线波段会出现能量无穷大的荒谬结果。这就像试图用一把尺子去丈量一片你从未见过的土地，结果却发现尺子坏了。是时候引入新的工具了。 我们将一同见证普朗克如何大胆地提出了“能量量子化”的革命性假设。他认为，能量并非连续不断地流动，而是以一份份“量子”的形式存在，就像水可以被分割成无数滴水珠一样。这个看似微小的改变，却如同投入平静湖面的一颗石子，激起了量子革命的巨大波澜。 第二章：光的双重奏——波粒二象性的奥秘 光，这种我们每天都能感受到的物质，它的本质究竟是什么？是像水波一样传播的能量，还是像微小弹珠一样具有质量的粒子？本书将带领你走进双缝干涉实验的经典场景，亲眼见证光所展现出的奇特“双重人格”。 你将了解到，当光通过双缝时，会像波一样形成干涉条纹，这证明了它的波动性。然而，当我们将光强度减弱到只剩下单个光子时，干涉条纹依然存在，仿佛一个粒子能够同时穿过两条缝，并与自己发生干涉。这种“波粒二象性”彻底颠覆了我们对物体单一属性的认知。 我们将深入探讨爱因斯坦的光电效应解释，他借助普朗克的量子假说，认为光本身就是由一份份能量独立的粒子——光子组成的。每一次光子的吸收或发射，都伴随着能量的量子跃迁。这本书将层层剥开光的神秘面纱，让你理解为何在某些实验中它像波，在另某些实验中它又像粒子。 第三章：电子的舞步——量子世界的“不确定” 如果说光已经足够令人惊奇，那么微观粒子的行为则更加令人费解。本书将聚焦于电子，这个构成原子外壳的微小“舞者”。我们将探讨玻尔模型如何初步描绘了原子内部的结构，但很快，新的挑战出现了。 我们将深入理解“量子化轨道”的概念。电子在原子中并非随心所欲地运动，而是只能存在于特定的能量轨道上，就像楼梯的台阶，只能停留在台阶上，而不能悬浮在两级台阶之间。当电子吸收能量时，它会“跃迁”到更高的轨道；当它释放能量时，则会“跃迁”到更低的轨道。 然而，最令人震惊的莫过于海森堡的“不确定性原理”。它告诉我们，我们无法同时精确地测量一个粒子的位置和动量。你越是精确地知道它的位置，就越不确定它的速度；反之亦然。这并非仪器不够先进，而是量子世界本身的内在属性。本书将用生动的方式解释，为何我们无法像描述宏观物体那样，为微观粒子画出精确的轨迹。 第四章：量子纠缠——宇宙的“超光速”通讯？ 想象一下，你有一对特殊的骰子，无论它们相隔多远，当你掷出其中一个，另一个的出现结果总是与前者完美关联。这便是量子纠缠的神秘景象，也是本书将重点探讨的又一量子奇观。 我们将介绍爱因斯坦对量子纠缠提出的质疑，他称之为“幽灵般的超距作用”。当两个或多个粒子发生纠缠后，它们的状态就紧密地联系在一起，无论它们相距多远。测量其中一个粒子的状态，会瞬间影响到其他纠缠粒子的状态，这种影响似乎超越了光速的限制。 本书将以通俗易懂的方式阐述“量子叠加态”与“测量坍缩”的概念。在被测量之前，粒子可能处于多种可能状态的叠加。而一旦进行测量，这种叠加态就会“坍缩”成一个确定的状态。我们将探讨量子纠缠的非定域性，以及它在量子计算、量子通信等前沿科技中的巨大潜力。 第五章：量子的哲学——实在与观察者的关系 量子力学不仅仅是一套描述物理现象的理论，它更深刻地挑战了我们对“实在”的理解。本书将带领你思考，在量子世界中，观察者的角色扮演着怎样的重要作用。 我们将讨论“哥本哈根诠释”，它是对量子力学最主流的解释之一。根据这种诠释，粒子的状态在被测量之前是不确定的，观察者的测量行为“创造”了粒子的确定状态。这引出了一个深刻的哲学问题：客观实在是否独立于我们的观察而存在？ 你将了解到，关于量子力学的解释，科学界至今仍有诸多讨论，例如“多世界诠释”等，这些理论都试图为量子世界的奇特现象提供更完整的解释。本书不会强加任何一种解释，而是鼓励你独立思考，与科学家们一同探索这些深邃的哲学命题。 第六章：量子世界的应用——改变未来的科技 量子力学并非仅仅是实验室里的理论游戏，它正在以前所未有的方式改变着我们的世界。本书将展望量子力学在现实世界中的应用，让你看到这些看似“不可能”的物理原理如何转化为驱动未来的强大力量。 你将了解到“量子计算”的原理，它利用量子叠加态和量子纠缠，有望解决目前经典计算机无法解决的复杂问题，例如新药研发、材料科学、金融建模等。 我们将探讨“量子通信”的安全性。基于量子叠加态的不可克隆性，量子密钥分发可以实现理论上绝对安全的通信。 此外，本书还将提及量子精密测量、量子传感器等领域的最新进展，它们在医疗诊断、地质勘探、导航定位等方面展现出巨大的应用前景。 《量子之魅：颠覆你认知的宇宙法则》是一本适合所有对科学充满好奇心的人的读物。 无论你是否拥有物理学背景，本书都将以清晰的逻辑、引人入胜的叙述，为你打开一扇通往量子世界的大门。你不需要精通微积分或线性代数，只需要一颗开放的心和对未知的好奇。 翻开本书，你将： 颠覆你对现实世界的固有认知： 了解微观粒子如何挑战我们基于日常经验建立起来的物理直觉。 认识最前沿的科学理论： 深入理解量子力学的核心概念，如波粒二象性、量子叠加、量子纠缠等。 领略科学家的智慧与探索精神： 跟随科学家的脚步，体验他们如何从细微的异常现象中发现宇宙的深刻规律。 展望改变未来的科技： 了解量子技术如何正在重塑我们的生活，并为人类的未来带来无限可能。 激发你对科学的无限热爱： 感受量子世界之魅，让你对宇宙的探索永不止步。 这是一次思想的冒险，一场认知的革命。 《量子之魅：颠覆你认知的宇宙法则》将带领你穿越微观世界的奇幻图景，让你领略那隐藏在日常现象背后，由最基本的粒子编织而成的、令人惊叹的宇宙图景。准备好迎接一场智识上的震撼吧！

评分☆☆☆☆☆

我最近刚读完《不可能的物理》这本书，简直像是在进行一场思想的“极限运动”。它彻底颠覆了我过去对物理学的一些刻板印象。过去，我总觉得物理学就是研究一些看得见摸得着的规律，比如牛顿三大定律，或者一些基本的光学、力学原理。但这本书，将我带到了一个完全不同的维度，让我认识到物理学的边界其实远比我想象的要宽广得多。作者对“熵增定律”的解读，就让我受益匪浅。我原本以为熵只是一个描述事物混乱程度的概念，但书中将其与宇宙的演化、信息的丢失，甚至是生命存在的本质联系起来，让我看到了这个看似简单的定律背后深刻的哲学含义。它告诉我，即使在看似有序的系统中，也存在着不可逆的趋势，而生命的出现，本身就是一种对抗熵增的奇迹。书中关于“量子退相干”的讨论，更是让我脑海中闪过无数的电光火石。一直以来，量子世界的“叠加态”和“坍缩”就让我感到非常困惑，而退相干的理论，似乎为我们理解微观粒子为何在宏观世界里表现出经典物理的规律提供了一个合理的解释，尽管这个解释本身也充满了挑战性。作者用一种非常生动的语言，描绘了量子世界是如何在与环境的相互作用中，逐渐失去其“量子特性”，变得“实在”起来。这种从微观的奇异走向宏观的“常识”，在我看来，是一种极其精妙的科学叙事。这本书不是那种读完就能立刻掌握所有知识的书，它更像是一扇门，推开它，你会看到一个充满无限可能的广阔世界，而你需要做的，就是带着好奇心，继续往前走。

评分☆☆☆☆☆

《不可能的物理》这本书，给我的感觉就像是在进行一场高智商的“头脑风暴”。它让我有机会接触到物理学领域中那些最引人入胜、也最令人匪夷所思的议题。我一直对“宇宙的加速膨胀”感到非常好奇，而这本书在这方面的内容，给了我非常深刻的解答。作者在介绍“暗能量”的时候，不仅仅是简单地陈述一个概念，而是追溯了它被发现的历史，从宇宙学观测到的异常现象，到科学家们提出的各种理论解释，比如宇宙常数、五维时空等。我特别欣赏书中对“宇宙学常数”的讨论，它既是爱因斯坦早期理论中的一个“败笔”，却又在现代宇宙学中扮演着至关重要的角色，解释了宇宙加速膨胀的现象。这种科学理论的演变和修正，让我看到了科学的活力和迭代性。书中还探讨了“奇点”的概念，比如黑洞中心的奇点，以及宇宙大爆炸最初的奇点。在这些点上，我们目前的物理学理论都失效了，这让我们看到了科学的边界，也激励着科学家们去探索更深层次的理论。作者在描写这些内容时，并没有故作高深，而是用一种非常清晰、有条理的方式，引导读者一步步地理解这些复杂的概念，让我感觉自己仿佛置身于一个科学家的思考过程中。

评分☆☆☆☆☆

读完《不可能的物理》这本书，我最大的感受就是，物理学远比我想象的要“活”得多。它不是一门静态的、已经完全被发现的科学，而是一个充满活力、不断演进的领域。书中对“弦理论”的介绍，就让我看到了物理学界在试图统一所有基本力的宏大愿景。虽然弦理论本身还存在很多数学上的挑战，并且缺乏直接的实验证据，但作者并没有将其描绘成一个遥不可及的幻想，而是清晰地阐述了其提出的动机，以及它如何能够解释一些当前标准模型无法解决的问题，比如引力子与量子力学的结合。我特别欣赏书中对“超对称”理论的讲解。这种理论认为，每一个基本粒子都有一个对应的“超对称伴侣”，虽然这些伴侣粒子目前尚未被发现，但它们的存在却能极大地简化物理学中的一些复杂问题，并为暗物质的存在提供了一种可能的解释。作者在介绍这些理论时，会不时地穿插一些历史故事和科学家之间的争论，这使得整个阅读过程充满了人文色彩，让我感受到科学研究并非孤军奋战，而是充满了智慧的碰撞和思想的火花。书中对“因果律”的探讨，也让我对时间旅行的可能性有了更深入的思考。虽然我们普遍认为时间是单向流动的，但一些理论，如爱因斯坦的广义相对论，却允许在理论上存在闭合类时曲线，从而可能实现时间旅行。作者对此的分析，既严谨又充满想象力，让我对“过去”、“现在”和“未来”的理解，都产生了一些新的维度。

评分☆☆☆☆☆

《不可能的物理》这本书，就像一扇通往未知宇宙的窗户，每一次翻开，都能发现新的奇迹。它不仅仅是知识的堆砌，更是一种思维方式的启迪。我一直对“量子纠缠”这个概念感到非常着迷，但总是觉得它过于抽象，难以把握。这本书在这方面的内容，给了我极大的启发。作者没有直接抛出复杂的数学公式，而是从“爱因斯坦的佯谬”入手，引导我一步步理解纠缠态的奇特性质——两个粒子无论相距多远，它们的状态似乎是瞬间关联的。书中对“贝尔定理”的介绍，更是让我明白了为什么量子纠缠并非简单的“隐藏变量”效应，而是真正违背了定域实在论。这种“鬼魅般的超距作用”，虽然听起来不可思议，但却得到了实验的验证。我特别喜欢作者在解释这些前沿概念时，所展现出的那种探索精神。他并没有将科学理论描绘成一个完美无缺的体系，而是清晰地指出了当前理论的局限性，以及科学家们正在努力的方向。例如，书中对“量子引力”的讨论，就让我看到了物理学界在试图融合广义相对论和量子力学这两大支柱时所面临的巨大挑战，以及各种新兴理论，如圈量子引力、弦理论等，都在试图解决这个问题。这种对科学未完成性的坦诚，反而更加吸引我。

评分☆☆☆☆☆

《不可能的物理》这本书，是一次真正意义上的智力冒险。它让我有机会窥探物理学中最前沿、也最令人着迷的那些领域，并且以一种非常易于接受的方式呈现。我一直对“量子计算”的潜力感到好奇，这本书在这方面的内容，确实让我大开眼界。作者解释了量子比特（qubit）如何能够同时处于0和1的叠加态，以及如何利用量子叠加和量子纠缠来实现超越经典计算机的强大计算能力。书中对“Shor算法”和“Grover算法”的介绍，让我看到了量子计算在破解密码和搜索数据库等方面的巨大潜力，同时也让我对未来的科技发展充满了期待。更让我惊喜的是，书中对“霍金辐射”的讲解。黑洞并非完全“黑”的，而是会发出辐射，并最终蒸发，这个概念本身就充满了反直觉的魅力。作者通过对量子场论在弯曲时空中的应用的分析，清晰地解释了霍金辐射的来源，并探讨了黑洞信息悖论等深刻的物理学问题。我之前对黑洞的理解仅限于它吞噬一切的强大引力，而这本书让我认识到，黑洞背后还隐藏着如此复杂而精妙的量子物理学原理。书中的行文流畅，逻辑清晰，即便是对于一些非常抽象的概念，作者也能通过巧妙的比喻和类比，帮助读者建立起直观的理解。我尤其喜欢作者那种“引导式”的写作方式，仿佛他总是在我需要的时候，恰到好处地提供信息，让我能够一步一步地理解这些复杂的理论。

评分☆☆☆☆☆

这套“合众科学译丛”简直是我近几年的一个惊喜。一直以来，物理学在我眼中都带着一种高高在上、难以企及的神秘感，即使我出于兴趣阅读过一些科普读物，也常常在深入的理论和抽象的公式面前望而却步。而这套译丛，尤其是《不可能的物理》这本书，给我带来的冲击是颠覆性的。它并非那种堆砌概念、让人昏昏欲睡的学术论文集，更像是一位耐心而睿智的朋友，一步步地引导你走进物理学那扇看似沉重的大门。我特别喜欢作者在解释一些极其复杂的概念时，所采用的类比和视角。比如，关于量子纠缠的部分，作者没有直接抛出薛定谔的猫或者贝尔不等式，而是从生活中我们熟悉的“心灵感应”或者“同步发生”现象入手，虽然这些类比并非完全精确，但却极大地降低了理解门槛，让我能够初步抓住量子纠缠的核心——那种超越时空的“幽灵般的相互作用”。更让我赞叹的是，书中对一些“不可能”现象的探讨，比如时间旅行的可能性，并没有止步于科幻小说式的幻想，而是深入到了爱因斯坦的相对论，讨论了虫洞、闭合类时曲线等前沿理论，并清晰地阐述了其背后严谨的数学推导和物理学原理。尽管有些地方我仍需反复阅读，但作者那种层层剥茧、循循善诱的写作风格，让我觉得学习物理不再是一件苦差事，而是一种智力上的探险，一种对宇宙奥秘的迷人求索。这本书的翻译也非常到位，语言流畅自然，没有机器翻译的生硬感，很多专业术语的处理也十分得体，既保留了科学的严谨性，又兼顾了读者的阅读体验。我强烈推荐给所有对物理学怀有好奇心，却又被传统科普书籍劝退的朋友们，相信我，这绝对是一次值得的投入。

评分☆☆☆☆☆

如果说有什么书能让你对“现实”本身产生怀疑，《不可能的物理》绝对榜上有名。这本书不仅仅是关于物理学，它更是关于我们如何理解和认知这个世界的底层逻辑。我一直对“观察者效应”在量子力学中的作用感到非常困惑，这本书对此进行了非常深入的探讨。作者解释了在量子世界里，一个粒子的状态似乎取决于我们是否对其进行测量，这种“不确定性”和“非决定性”的特征，与我们日常的经验完全不同。书中对“哥本哈根诠释”、“多世界诠释”等不同解释的对比，让我看到了科学家们在试图理解量子世界时所面临的巨大挑战，也让我认识到，科学的进步往往伴随着对旧有观念的颠覆。更让我着迷的是，书中对“虚粒子”的讨论。这些在短时间内出现又消失的粒子，虽然无法直接观测，却在解释各种物理现象中扮演着至关重要的角色，比如真空的起伏、力的传递等等。作者通过生动的描述，让我仿佛看到了一个充满活力的“量子真空”，一个并非空无一物的“虚无”。这种对微观世界精妙运作的揭示，让我对宇宙的本质产生了更深的敬畏。书中对“时间箭头”的探讨，也让我思考了很多。为什么时间总是向前流逝，而不能倒退？熵增定律是否是唯一的原因？作者在此过程中，引导我思考了时间与因果关系、量子测量等多个层面的联系，让我对“时间”这一我们习以为常的概念，有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书《不可能的物理》让我对“可能性”这个词有了全新的理解。它让我意识到，我们日常的经验和直觉，在宇宙的某些角落，可能完全不适用。书中对“负质量”和“负能量”的探讨，就彻底颠覆了我对物质和能量的认知。虽然负质量和负能量在我们的日常生活中并不存在，但它们在一些理论物理模型中，比如理论上的虫洞或某些真空态中，却扮演着关键的角色。作者在介绍这些概念时，并没有回避其理论上的复杂性，而是通过对爱因斯坦场方程的巧妙应用，以及对一些前沿实验的设想，让我得以窥见这些“不可能”现象的理论依据。更让我感到震撼的是，书中对“量子隧穿效应”的解释。一个粒子竟然可以“穿过”一个它本来没有足够能量越过的势垒，这简直就像是物理学中的“魔法”。作者将这个现象与量子力学的波粒二象性联系起来，解释了粒子波函数在势垒区域的“渗透”效应，从而使得粒子有一定概率出现在势垒的另一侧。这种“不劳而获”的能量穿越，虽然在我们宏观世界里是不可能发生的，但在微观世界里却是一种普遍存在的现象。它也为扫描隧道显微镜等技术的出现提供了理论基础，让我看到了理论研究如何能够直接转化为实际应用。

评分☆☆☆☆☆

我必须得说，《不可能的物理》这本书，真是我读过的最能激发思考的科普读物之一了。它不仅仅是在科普，更是在挑战我们对现实世界的固有认知。作者以一种近乎哲学家的审视角度，将那些看似荒诞不经的物理现象，如“负能量”、“穿越平行宇宙”等等，置于严谨的物理学框架下进行分析。我尤其对关于“暗物质”和“暗能量”的章节印象深刻。我们日常所见的物质和能量，只占宇宙的极小一部分，剩下的绝大部分，我们却知之甚少，甚至无法直接观测。书中对这部分“不可见”宇宙的探讨，充满了令人惊叹的猜想和基于观测的推断，让我对宇宙的浩瀚和我们认知的局限性有了更深刻的认识。作者并没有回避科学的未知和不确定性，反而以此为契机，引导读者去思考科学的本质——它是一个不断探索、修正和突破的过程。书中对“测量问题”的阐述，更是让我脑洞大开。一个粒子在被观测前，似乎同时存在于多种状态，而一旦被观测，它就“坍缩”到一个确定的状态。这种“观测者效应”在宏观世界里是难以想象的，但在微观世界里却真实存在，这其中的哲学意味和科学意义都极其深远。读完这一部分，我感觉自己对“实在”和“意识”的关系都产生了一些新的疑问。书中的数学公式和理论推导，虽然我无法完全理解其精妙之处，但作者总是能在关键之处提供清晰的逻辑链条，让我即便不懂数学也能大致把握其核心思想。这种“懂与不懂”之间的张力，反而更加吸引我不断去钻研，去试图触及那隐藏在数字背后的真理。

评分☆☆☆☆☆

在浩如烟海的科学书籍中，《不可能的物理》这本书绝对是一股清流，它以一种非常规的方式，深入浅出地探讨了物理学中那些最令人着迷、也最令人费解的议题。我一向对宇宙的起源和终结，以及是否存在其他宇宙抱有浓厚的兴趣，而这本书在这方面的内容，无疑满足了我最大的好奇心。作者对“大爆炸理论”及其后续演进的阐述，并非简单的重复，而是加入了最新的宇宙学观测数据，比如宇宙微波背景辐射的精细结构，以及近期对引力波的探测。这些都为理解宇宙的早期状态提供了新的视角。更让我感到兴奋的是，书中对“多重宇宙”理论的探讨。虽然这听起来像是科幻小说，但作者却能追溯到量子力学的多世界诠释，以及一些弦理论的预言，解释了为什么科学家们会认真考虑这些“不可能”的存在。书中关于“宇宙常数”的讨论，也让我对宇宙加速膨胀的奥秘有了更清晰的认识，以及这背后可能隐藏着某种我们尚未理解的“能量”。让我印象深刻的是，作者在介绍这些前沿理论时，始终保持着一种严谨的科学态度，不会夸大其词，也不会轻易下结论，而是清晰地呈现了不同理论之间的争议和发展方向。这种求真务实的精神，对于一本涉及如此 speculative 话题的书籍来说，尤为可贵。书中的图示和插画，也起到了画龙点睛的作用，很多抽象的概念通过形象的图解，变得容易理解。总的来说，这本书让我对宇宙的认知，从“已知”拓展到了“未知”，并且激发了我对更深层次科学探索的渴望。