《從一到無窮大：科學中的事實和臆測》
撰寫 | 遊蘇寧（中華醫學會繼續教育部）
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竊以為，一本好書不僅能讓讀者產生“學而時習之”的慾望，還能帶來溫故而知新的感覺。為此，再次閱讀了美國科學家喬治·伽莫夫撰寫的《從一到無窮大：科學中的事實和臆測》。儘管該書問世已逾70載，但依舊是當今世界最有影響力的經典科普名著。作者以精準的科學知識、生動的語言，介紹了20世紀以來科學中的一些重大進展。粗粗翻閱之初，誤以為只是一本泛泛而談的書，總共只有4章，涉及數論、相對論、微觀世界及宏觀世界。認真研讀後發現，作者以漫談一些基本的數學知識開篇，繼而採用多種有趣的比喻，闡述了愛因斯坦的相對論和四維時空結構，並介紹了人類在認識微觀和宏觀世界方面所取得的巨大成就。本書除了具備通俗易懂、有故事情節、富含幽默等基本特點之外，其獨特並卓越之處是向讀者傳遞科學的思維方法、基於科學的對世界的認識角度和人文世界觀。圖文並茂是本書另一主要特點，尤其是作者親手繪製的逾百幅插圖和表格，更有助於讀者對科學知識的理解。掩卷遐思，儘管書中涉及的很多問題迄今仍然無解，而且涉及的數學理論也離我們日常生活遙不可及，但絲毫不影響閱讀的興趣。在手不釋卷的閱讀之中，它已帶給我們思維的樂趣、無窮的好奇與美好的遐想。正如作者所言：
唯有經歷了閱讀中的深度思考，才可能切身體會到科學的魅力，這也就是科普的意義所在。歷久彌新的科普名作
伽莫夫是世界著名的物理學家和天文學家，曾在核物理研究中成績斐然，是最早提出天體物理學“大爆炸”理論者之一，他還率先提出了生物學的“遺傳密碼”理論。在精於學術研究的同時，他對科普著述情有獨鍾，出版了18部膾炙人口的科普佳作，被翻譯成多種文字廣為流傳。傳統觀念認為，好的科普著作就在於以通俗的語言、準確地向普通讀者講清科學道理。如今我們認為，科學概念的準確、語言的通俗易懂、具有引人入勝的趣味性僅為優秀科普著作必備的條件，真正的傳世經典應該向讀者傳達科學精神和思考的方法，能帶給讀者獨特的視角，以及科學的品味和人文的觀念。從本書的字裡行間，我們可以體會到作者深厚的科學造詣和人文修養。作者並非採用簡單的說教，而是藉助對科學發展的描述，通過科學的思辨，採用深刻而易讀的文字，加之親手繪製的各種圖表，以及趣味盎然的故事，將枯燥乏味的科學知識潛移默化地融入到讀者的“悅讀”之中。
本書是老幼皆宜的科普讀物，其內容可以吸引一個人從童年到成人反覆閱讀，它能引導我們採用科學的方法去看世界。本書雖然涵蓋了科學的多個領域，但並非按部就班地解答各種科學問題，正如作者所言：書中有些章節簡單得連小孩也能讀懂，而另一些章節卻要多費點勁。統攬全書，作者在書中展現出自己對涉獵多個學科的層級認識，數學是物理學的基礎，量子物理和相對論作為現代物理學的兩個分支，分別是現代化學和天文學的基礎，而現代化學又是現代生物學的基礎。科學的探索永無止境，人類對未知世界的認識也日益精進。時至今日，本書白璧微瑕之處在於，隨著科技的飛速發展，書中介紹的有些知識已經過時，如介紹宇宙的年齡僅50億歲，可如今公認的是137億歲；提到尚未被最終破解的費馬大定理，已經被英國數學家懷爾斯證明了。雖時過境遷，但瑕不掩瑜，而且本書在多次再版中也不斷進行著科學知識的更新，因此書中的瑕疵絲毫無損這部經典之作的光芒。
科學知識的精準詮釋
人們公認一本好的科普讀物，不僅應該內含豐富，而且內容之間也應有很清晰的脈絡，使讀者不至於有蕪雜之感。然而，面對浩如煙海的人類知識，要寫一本真正適合普羅大眾閱讀的科普書籍，無疑是極具挑戰性的工作。作者寫作的初衷，是想盡力收集現代科學中最有意義的事實和理論，按照宇宙呈現在今天科學家眼前的模樣，從微觀和宏觀方面為讀者提供一幅宇宙的全景圖。他絲毫不想從頭到尾、事無鉅細地討論各種問題，而優選出能簡明扼要地覆蓋基本科學知識整個領域的各種課題。數學往往被人們奉為科學的皇后，為了吸引讀者的注意力，增加閱讀的趣味性，作者開篇伊始討論的就是數學。先從古希臘時期人們試圖去描述“大數”開始，進而介紹數學中“無窮”概念的歷史演變，緊接著又提到了虛數和複數。作者用深入淺出的神奇妙筆討論了一個宇宙間最複雜玄妙的問題，這個問題就是無窮大。這個看似簡單的概念，時至今日，人類對它的認識仍非常有限和匱乏。正如作者所言：
其實就是一根座標軸上的問題，人類都遠遠沒有研究透徹。身為具有深厚科學造詣的科普大家，他在討論的過程善於旁徵博引，論述了許多饒有興趣的旁支數學問題，舉出許多引人入勝的經典案例。他彷彿是一位出色的導遊，在漆黑之夜高舉火把，引領我們在數學王國的幽暗世界裡探尋寶藏。作者指出，所有的實際物體都是四維的：三維屬於空間，一維屬於時間。光在真空中的精確速度是每秒299776千米，光速是一切物質所能具有的速度的上限，沒有任何物體能以超過光速的速度在空間運動。一切物種細胞內染色體的數目都是偶數，而且構成幾乎完全相同的2套。來自雙親的這2套染色體，決定了一切生物複雜的遺傳性。所有人細胞裡都有46條染色體，但果蠅僅有8條，豌豆有14條，玉米有20條，蛤蜊卻有多達200多條染色體。作者不僅採用通俗易懂的語言來描繪艱深晦澀的理論，向公眾普及科學知識，而且在潛移默化中教會了讀者重要的思考方式和思維方法。他擅長科普的獨特之處就是秉承科學之心進行寫作，他試圖告訴我們的任何東西，都不僅是告知有其存在，而是採用通俗的語言和簡明的圖表，將很多理論從提出假說到逐步驗證的過程完整地展現出來。
寓教於樂的科學常識
竊以為，優秀科學家所寫的科普佳作，不僅通俗易懂，而且深入淺出、富有引人入勝的故事情節，絕不會因科學受眾的狹窄而被束之高閣。本書無疑是經典科普佳作的傑出代表，寓教於樂的科學常識在字裡行間俯拾皆是。通過閱讀，你將學會怎樣安排無限多位旅客住進已經客滿的旅店，如何憑藉科學的精準計算挖掘出藏匿在荒島上的寶藏，你會知道無理數確實比有理數多，英語中出現頻率最高的字母是“e”，你會覺得愛因斯坦是魔術師而果蠅是很好的玩弄對象，你將認識到如果成為一個醉漢就會退化到一杯水中某個糖分子的水準，而美國國旗、圓周率π和你們班上兩位同學生日是同一天之間有著神秘的聯繫。你還會了解很多與生活密切相關的科學知識，如太陽表面的溫度為6000℃，但其中心部分可達2000萬℃的高溫。密度漲落效應在許多物理現象中發揮著重要作用，當太陽光穿過地球大氣層時，大氣的不均勻性造成了太陽光譜中藍色光的散射，因而使天空呈現出我們所熟悉的藍色，同時使太陽的顏色變得比實際上紅一些。這種變紅的效應在日落時尤為顯著，因為這時太陽光穿過的大氣層最厚。如果不存在密度漲落，天空就永遠是漆黑一片，我們在白天也能見到滿天的繁星。在陽光的作用下，植物的綠葉吸收了室內氣體中的二氧化碳；二氧化碳與根系提供的水分反應，生成各種物質以構成植物本身。生成物中還有氧氣，其中一部分釋放到室內，這就是“室內養花草、空氣變得好”的科學解釋。
先哲曾言：所謂素質就是當你把所學的具體知識都忘記後所剩下的東西。本書作為提高科學素質、增強科學修養的重要滋養品，已經伴隨了幾代人的成長。筆者以為，伽莫夫不是那種習慣於在一個自選的狹小領域裡埋頭打深井且學究氣十足的學者，而是涉獵廣泛、思維敏捷、善於遐想且富有人文情懷的科學家。他不滿足於提供給讀者一堆既成的知識，而是注意向讀者展示科學世界未來的廣闊天地。一般而言，科普圖書的編輯認為，書中每增加一個公式，書的銷量將減少一半。儘管這是一本嚴重違反科普“行規”之書，但作者以數學的發展和公式的演進為線索，從數學的誕生寫到生命的起源與宇宙的形成，將數學、物理學、生物學甚至哲學融會貫通，涵蓋了科學發展的諸多領域，令不同年齡和受教育程度的讀者愛不釋手，其廣受喜好的事實和暢銷不衰的業績，使其實至名歸地榮獲“20世紀經典的科普著作”之美譽。
編輯：孫陽鵬
排版：鄭夢瑩
《中華醫學信息導報》2020年8期第23版
