《从一到无穷大》——让科学走近生活

前言


《从一到无穷大》——让科学走近生活

《从一到无穷大》

《从一到无穷大》是当今世界最有影响的科普经典名著之一,作者伽莫夫以非常生动的语言介绍了20世纪议来科学中的重大进展。他先讨论了一些数学知识,然后介绍了爱因斯坦的相对论和思维时空结构,同时也介绍了人类在微观世界(如基本粒子,基因)的认识和宏观世界(如星系,宇宙等)方面的成就。

这本书的的作者伽莫夫是什么来头呢?大家都听说过宇宙大爆炸理论吧,这是他与另外一个科学家勒梅特一起提出来的理论。这家伙不仅在学术上成就很高,在写作上,更是让其他科学家难以望其项背。他凭借幽默风趣的语言,出版了十几本科普读物,其中最出名的就是这本。

书的名字叫《从一到无穷大》,听着很新颖,但还是没有让人想看的欲望,如果叫《十分钟了解宇宙大爆炸》,或者叫《人类顶级知识快速入门》,会更加有爆点。这本书英文名叫《One, Two, Three……Infinity》,直译就是《一,二,三……无穷大》,于是译者就翻译成现在的名字,很是尊重原著。其实这个名字挺有内涵的,1,2,3,等等,任何科学,都离不开这些简单的阿拉伯数字,从0到9,这十个数字,几乎出现在这本书的每一页,如果大得连这些数字都表示不了,我们还有杀手锏:无穷,也就是infinity的意思。很难想象,如果世界上没有阿拉伯数字,我们的书写方式将会如何,我们的科学发展将会如何。

另外,我们也可以看到,最纯粹,最艰深的数学问题,其实就是数字的问题。著名的哥德巴赫猜想:任何一个偶数都能表示为两个质数之和。就这么一句话,迄今为止也没有人证明出来。多少数学家前赴后继,也无人参透其中的数学奥秘。这些数字游戏,看起来和实际生活没有相关,证明出来即使,也不能为我的工厂多生产一打口罩,或者让机器人更加聪明一些。但是纯粹数学家的烦恼,你们知道是什么吗?他们想保持这种纯粹,其他学科却极力示好,纷纷往数学上凑,就好像一个贵妇人身边的乞丐一样。事实上,纯粹数学的几乎每一个分支,包括诸如抽象群、不可逆代数、非欧几何等一向被认为纯而又纯、决不能派任何用场的数学理论,现在也都已被用来解释物质世界的这个性质或那个性质了。纯粹数学家看着这些被玷污的分支,摇头叹息。

数学是许多学科的基础,很多学科的理论,都可以通过纯数学的方式推导出来,并且应用到实际生活中,最近人见人爱的人工智能,说白了,底层就是那一串串公式搭建的。而构成数学的最基本元素:数字,像是一块块砖头,搭建起了人类的文明大厦。

所以啊,作者这个书名看似随随便便,其实代表着宇宙的终极奥秘呢。

本书的三个特点

1、叙述方式风趣幽默。他的讲述方式完全不同于一般的科普读物,非常引人入胜。他自己也在前言中提到,本来是打算写给12岁的小孩子看的。我想,小孩子也是能看得进去这本书的。原本枯燥无味的知识,在他的解说下,变成了一个个妙趣横生的小故事,而且会配上非常形象的插画,想不读懂都不行。吴军也说过,一本好书,读起来仿佛是作者在和你说话,而不是故作高深,说一些听不懂的专业术语。

《从一到无穷大》——让科学走近生活

作者手绘的插图

2、会把涉及到的庞大而艰生的数字具体化,变得人人可以理解。其他科普读物是不太敢碰数字的,尤其是非常大的数字,怕吓到读者。但是作者的做法是,告诉你这数是怎么来的,然后再告诉你,这么大(或者小)的数字是什么概念。比如在第一章,在以前,我读到一个故事:国王要赏赐大臣,于是大臣的要求是往棋盘的格子里放小麦,第一格是1颗,第二格是2颗,第三格是4颗,,每一格小麦数量是前一格的两倍。以此类推,放满64个格子。最终国王发现,需要2e64颗小麦。即使国库里的麦子都拿过来,也不够。故事到此结束,我看的也是不明所以。然而伽莫夫是怎么写的呢,我就直接引用:

计数麦粒的工作开始了。第一格内放一粒,第二格内放两粒,第三格内放四粒,……还没到第二十格,袋子已经空了。一袋又一袋的麦子被扛到国王面前来。但是,麦粒数一格接一格地增长得那样迅速,很快就可以看出,即便拿来全印度的粮食,国王也兑现不了他对西萨·班·达依尔许下的诺言了,因为这需要有18 446 744 073 709 551 615 颗麦粒呀!这个数字不像宇宙间的原子总数那样大,不过也已经够可观了。 1 蒲式耳 *小麦约有 5 000 000 颗,照这个数,那就得给西萨·班·达依尔拿来 4 万亿蒲式耳才行。这位宰相所要求的,竟是全世界在 2000 年内所生产的全部小麦!这么一来,舍罕王发觉自己欠了宰相好大一笔债。什么办?要么是忍受西萨·班·达依尔没完没了的讨债,要么是干脆砍掉他的脑袋。据我猜想,国王大概选择了后面这个办法。

我想,任何一个识字的人,都会被他书中的故事所吸引,同时对此数字之大惊愕不已,在脑海里留下深深的印象。这种例子在书中比比皆是,原本枯燥的数字具体化为我们可以理解的方式,自然也就不觉得枯燥无味了。

3、书的内容有深有浅,足以做到任何人开卷有益。这本书的内容既有很简单浅显的内容,也有那种高精尖的科学成就,不管你是工科还是文科,保姆或者科学家,看完都会获益匪浅。就拿我自己来说,第一遍不是没看下去么,因为被四维空间卡住了,但这并不妨碍我看其他章节的内容,看完后再回头看没看懂的,还是没看懂。但是这本书的其他内容,对我而言印象深刻。这也好,给了我一个以后二刷的理由。

我想,任何人都应该看一看这本书的。即使和你的专业不相关,也可以借此机会,看一看那些古怪的科学家都在研究什么,看一看他们至今(我指20年代中期)得到了哪些令人咋舌的成就,同时也看一看,即使是这些顶尖的科学家,也会有很多问题至今无法解决。这再次让我们体会到人类的渺小,宇宙的无穷。这也将会使得读者认识科学,敬畏科学,从而

尊重科学,尊重知识,尊重这些伟大的科技工作者。我觉得,这是这本书最大的意义所在。

后记

这也让我想到刘慈欣的小说《朝闻道》。一群物理学家,建造了一个在北纬45度上环一周的加速器,准备用它完成建立宇宙大统一模型的梦想,完成爱因斯坦的意愿。可是在实验前夕,一个外星人破坏了加速器。他声称这个实验会导致真空衰变,从而毁灭宇宙。他作为排险者,负责监控各个星系文明,防止此类事情发生。科学家请求排险者告诉人类宇宙大统一模型,遭拒,因为知识密封原则不允许高级文明向低级文明传输知识。明白此生可能无法了解到宇宙的终极奥义,这些物理学家们做出决定:用生命换取真理。排险者同意了,因为这样子做不违反知识密封原则。这个消息传出数日后,来自世界各地各学科顶尖的科学家们聚集于此,不顾亲友、政客的苦苦相劝,分批走上“真理祭坛”,在看到各自科学的终极奥义后,在强光中化作一个个火球。朝闻道,夕死可矣。


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