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让物理变性感的科普书单

作者:郑筱诗

2023-06-11·阅读时长6分钟

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【写留言赢实体书】量子力学,包教包会。

让物理变性感的科普书单

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“最终的计算结果呈现在我面前时,已将近凌晨三点。我被深深震撼,情绪激荡,根本无法入睡。我走出家门,开始在黑暗中缓慢前行。我行至海岬,爬上海边耸立着的一块礁石,静候太阳升起……

我经常问自己,北海中荒芜多风的黑尔戈兰岛上,年轻的海森堡在第一个隐约窥见人类有史以来首次看见的大自然最令人目眩神迷的秘密之一后,行至海岬,爬上那块礁石,凝视着广袤海面上的巨浪,静候日出时,心里会涌起何种想法和情感。那年,海森堡23岁。

这是来自《量子物理如何改变世界》里的第一段话。这本书讲的就是量子物理学如何改变经典物理学,改变世界,改变人类认知的故事。本书是意大利物理学家卡洛·罗韦利(Carlo Rovelli)在2020出版的新书,英文译本出版于2021年,同年荣获《金融时报》2021年最佳书籍、《卫报》2021年最佳科学书籍,中文译本于2023年出版。

[意] 卡洛·罗韦利 著/ 王子昂 译/ 磨铁·文治图书 / 企鹅兰登中国/ 浙江科学技术出版社 / 2023-5

把晦涩的理论,用普通人也能看明白的语言讲出来,这是科普书的基本功。在这方面,卡洛·罗韦利已经做得比很多科普作家都要好了。他以往的著作——《七堂极简物理课》《时间的秩序》《物理学家的智性冒险》等,早就证明了这一点。

与以往的作品相比,《量子物理如何改变世界》在完成好科普工作的基础上,让人眼前一亮的地方在于,作者展现出了更加醇熟的叙事魅力,以及从量子力学延伸到文学、哲学等各个领域的一种跨学科视野。

我们先看,卡洛·罗韦利打算怎么讲好一个关于量子的故事,这得从书名说起。“量子物理如何改变世界”,这样取名是为了便于中文读者理解(顾名思义,这是一本关于量子物理的科普书),但这并不是原书名。原书名叫Helgoland,译作黑尔戈兰岛。黑尔格兰,是北海的一个岛屿,德国唯一一座远海岛屿。作者以“黑尔格兰”作为书名写下有关量子物理的故事,正是因为他的故事从黑尔戈兰起笔,也在这座岛屿收笔。

故事从1925年的夏天写起,在荒芜、偏僻、北风肆虐的黑尔戈兰岛上,23 岁的德国青年沃纳·海森堡(Werner Heisenberg)在这里度假调养身体。就是在隐居的这段时间里,他突然获得了灵感,意外地发展了量子力学的基本思想,从而揭开了物理学上的一个令所有科学家困惑已久的关于“量子跃迁”的难题。

故事由此展开,一批量子力学领域的奠基式人物(薛定谔、普朗克、玻尔、泡利、爱因斯坦、马克斯·玻恩等)逐一登场;可观测量、叠加态、坍缩、量子纠缠、多重宇宙等有关量子力学的重要概念,经典物理崩塌后量子理论如何重新阐释我们的宇宙,在作者巧妙的叙事线里一一阐述。

这正是本书好看的地方,我们是在读一个有意思的故事,而不是在机械地学习量子力学,这是作者极力想传达给我们的感觉。他不想像写教科书一样逐一进行概念阐释,而是将整个量子理论的建立、发展、未解开的谜团,巧妙地放置在一个连贯的故事线里。只要故事开场了,就会有发展、有矛盾、有冲突,解决一个问题,新的问题又出现。物理学的故事也是一样,一群科学家轮番登场,像升级打怪一样,通过不同的方式击破谜团,但是新的结论又会引发新的论战,新的谜团又等着新一代科学家去挑战……卡洛·罗韦利仿佛在说,朋友们,跟上我的思路,量子力学,包教包会。

因此,我们可以说这即是一部关于“量子力学”的故事,也是一部关于量子力学的“故事”。

卡洛·罗韦利被叫做“让物理变性感的男人”,他的书被统称为“浪漫科普书系”。与人文学科的碰撞,也让本书更具魅力。仅仅写好一个科学故事,显然不能满足卡洛·罗韦利的科普视野了。正如他在书中所说的,量子理论教会我们的是一种开放的态度,他的写作格局也由此打开了。他会追溯到两千多年前的哲学著作《智者篇》,柏拉图早已用一句简短的、片段式的思想掠影——“编织世界的是关系和互动,而非物体”,这一概念足以证明量子理论发现的奥秘。作者还会联想到莎士比亚戏剧的台词、《尤利西斯》中的某句话,还有文学家皮兰德娄(One,None,And A Hundred Thousand)和罗伯特·穆齐尔(《学生特尔莱斯的困惑》《没有个性的人》)的小说作品。

在黑尔戈兰岛上,我们又要说到黑尔戈兰岛了,这是书中反复提及的意象。海森堡在黑尔戈兰岛上孕育出的想法,也是他一系列魔法般研究的出发点,正是受到了物理学家、也是哲学家的恩斯特·马赫“反形而上学”哲学理论的启发。恩斯特·马赫也是薛定谔最喜爱的哲学家,他从儿时起就几乎读遍了马赫的所有著作,连爱因斯坦多次承认自己曾经受到过马赫的影响。恩斯特·马赫的理论,涉及科学、政治、哲学和文学等领域。而马赫的“反形而上学”精神,将认知建立在经验和观察基础上的理论,所遵循的古典经验主义传统,源头可追溯至洛克和休谟,甚至是亚里士多德。

这样广博的跨学科视野,让作品整体呈现出一种恢弘的宇宙观。

[美] 尼尔·德格拉斯·泰森 著/ 高爽 译/ 中译出版社 / 2023

尼尔泰森的《星际信使: 宇宙视角下的人类文明》也呈现出这样的恢弘之感,格局打开的架势。以“星际信使”作为书名,是为了向意大利著名物理学家伽利略致敬。伽利略在1610年出版了他的成名作《星际信使》,书中详细记录了通过光学望远镜发现月球表面状况、银河系的情况以及木星卫星的特点。《星际信使》展现出伽利略通过望远镜重新理解“宇宙”的科学过程,开启了天文学研究的新篇章,堪称划时代的科学经典著作。

尼尔泰森向伽利略致敬的这部作品,想要向读者传达在我们的世界中,像伽利略一样划时代的宇宙视角的出现是何等重要。这些来自星星的信息迫使人类重新思考自己与他人、与地球、与宇宙的关系。若非如此,我们就有可能认为,世界围绕着我们和我们的思想运行。

伽利略 著/ 范海登 译/ 上海人民出版社 / 2020

尼尔泰森的《星际信使》,从宇宙视角出发,思考我们这个时代讨论和辩论最多的话题——战争、政治、宗教、真理、美、性别、种族……英国演化生物学家、动物行为学家和科普作家(《自私的基因》作者)理查德·道金斯(Ridhard Dawkins)称赞这本书的“每一页都被原创的诗意想象照亮,并带有理性思维的印记,浸透了数学和科学之美。”尼尔泰森希望将《星际信使》看作洞察力的宝库,受知于宇宙,以科学的方法和工具带给读者全新的宇宙视角。

[英] 吉姆·勒阿尔-哈利利 著/ 黄佳磊 译/ 理想国/上海三联书店 / 2023

如果你想快速了解“现代物理学”,还可以读一读《欢迎来到物理学的世界》,这是英国核物理专家、量子生物学家吉姆·勒阿尔-哈利利(Jim Al-Khalili)的一部科普著作。他希望用一个公式都没有的方式,带读者了解现代物理学的基本面貌。

让我看看谁还没听过这期节目:物理学家为什么如此迷人?

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制作人/主播:筱诗 音频制作:译丹 发布时间:2023年6月11日 开奖时间:2023年6月18日 

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Azaleh - Forever In My Heart

Jacoo - Cosmos

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郑筱诗

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