从思考到创造
No.19
2023-01-04
8本物理科普书，让你拥有宇宙视角
本期简报，书入法君邀请未读文化品牌副总编兼科普工作室主编边建强，给大家推荐八本天体物理方面的科普书。相信这些书籍，能够让你拥有入门的天体物理知识，更希望这些知识，能够帮让你拥有宇宙视角。
边建强
未读文化品牌副总编、科普工作室主编
给忙碌者的天体物理学 北京联合出版有限公司 2018年07月
这本书的开篇页上印着作者尼尔·泰森的一句话：宇宙没有义务让你理解。
诚哉斯言。天地不仁，以万物为刍狗。对于宇宙来说，万物一视同仁，活在这个暗淡蓝色星球上的人和宇宙尘埃并无两样。
然而，我们却是一种拼了命想理解宇宙的生物。就像爱因斯坦说的那样：宇宙最不可理解之处，就是它是可被理解的。在给该书的推荐序中，物理学家万维钢也曾写道：仰望星空的时候，如果你只想到了宇宙之博大和个人之渺小，想到了真理、公平、正义，你就错过了最动人的主题。
万老师如此说的含义是，现代天体物理学对宇宙的了解，比任何文艺青年的想象都要丰富千万倍。尤其是近几十年，宇宙研究的成果爆发式增长，需要有专业的天体物理学家给大家普及这些新知。
本书作者尼尔·泰森就是科普领域的佼佼者，他是大名鼎鼎的宇宙学家卡尔·萨根的弟子和传人，距萨根风靡全球的《宇宙》出版30年后，泰森的这本宇宙史做到了青出于蓝。如书名所示，这是专为忙碌的现代人快速了解宇宙学全貌而写的简明读本，用短短6万字，便将宇宙学领域几乎所有重大主题包罗其中：宇宙起源、暗物质、暗能量、天体观测、宜居星球、地外生命……
每个想拥有现代科学宇宙观的人，案头都应该有一本宇宙通史。如果书架只有一个位置留给这个类型，该书是不二之选。
星空的琴弦：天文学史话 北京时代华文书局 2017年07月
如果说前面推荐的《给忙碌者的天体物理学》是用天体物理学的成果还原的宇宙演化史的话，这本《星空的琴弦》则是从认识论角度出发，讲述天文学家们在探索宇宙真相过程中的不懈努力，以让我们对天文学史有一个全貌式的视角。
这本书的主副书名分别点出了书的写作形式和内容架构：“史话”，表明这本书的性质并非一本正经的天文学概论，而是有很多的人物故事。而 “琴弦”二字，是因为在作者眼⾥，星空就是⼀⾸交响乐，星⾠⼤海是它的琴弦。
《星空的琴弦》的作者汪洁可以说是国内不多的职业科普作者，他先后出版过《时间的形状》《亿万年的孤独》等书，并且在网络上有音频科普节目“科学的声音”，近年又在进军科普纪录片领域。科学与大众之间需要这样的传播者架起桥梁。
隐藏的现实：平行宇宙是什么 人民邮电出版社 2013年08月
多数人知道平行宇宙，是因为看了科幻电影。而我和平行宇宙的第一次“触电”，则是因为《隐藏的现实》这本书。
还是在20年前拨号上网的年代，机缘巧合下载了一部叫《优雅的宇宙》的科学纪录片，便被片中的主演格林深深吸引，其中两个画面让我终身难忘。一个是他讲到弦论的基本观点是所有物质都是由很小很小的“弦”构成的，影片背景就有一个大提琴演奏者出现，一根根振动的曲线从琴弦里优雅地弹奏出来。另一个就是格林讲解量子平行宇宙，场景是他站在酒吧吧台前，面前有两杯鸡尾酒，一杯红色一杯蓝色。根据和薛定谔的猫一样的量子叠加理论，喝下不同颜色鸡尾酒的格林会分别进入两个平行宇宙，并按照各自的时间线分别发展自己的人生剧情。
格林是著名的弦论物理学家，也是一位科学传播的大家，从大约20年前他的科普著作《宇宙的琴弦》就引进了国内。他最擅长的就是像上面举的例子这样，用非常贴切的比喻、类比，把晦涩、抽象的理论概念转化为普通人身边活生生的、画面感极强的实例。
《隐藏的现实》这本书是2011年在美国出版2013年引进国内的，推荐格林的这本书，是因为一方面它为非专业人士呈现了百衲被多重宇宙、弦的多重宇宙、量子多重宇宙、全息多重宇宙等9种类型的多重宇宙模型，读者可以相对独立地阅读其中一种而不至于有必须逐页阅读的压力。另外一方面的因素是因为两个人的加持让这本书更加值得信赖。
一个是推荐序的作者刘慈欣，两年后的2015年他获得了雨果奖。他在序中说“读这本书的自始至终，震撼紧跟着震撼，神奇叠加着神奇，……但本书不是科学幻想，其中的每一种多重宇宙模型，都是严谨的科学推论，都有着理论和数学基础，其含金量是科幻所远不能比的。”
一个是本书的译者李剑龙，他是浙江大学理论物理学博士。多年前我与剑龙共进过一次午餐，当时他正在筹划自己的科普漫画事业，现在他译而优则创，已经是一位专业的科普传播者和畅销作者了。剑龙和两位搭档花费了一年余的时间来翻译这本书，并且他还撰写了长达20页的导读，涉及作者格林的生平介绍和如何阅读此书。光是这些附加值，就足以值回票价。
一想到还有95%的问题留给人类，我就放心了 北京联合出版公司 2018年12月
人的认知就像一个圆圈，里面的已知越大，外面的未知就越多。一如我们探索宇宙的过程，开始以为地球是宇宙的中心，后来知道它是绕着太阳转，再后来发现太阳系也不是中心。今天，我们知道，恒星、行星、星系，这一切加起来只占宇宙物质总量的5%。
你没有看错，是5%，也就是还有95%的宇宙，We have no idea！这个看上去怪怪的书名也正是来源于此。
所以，这不是一本“答案之书”，而是“问题之书”，且这些问题，连世界上最顶尖的科学家都统统无法解释。
不过，也别因为我们不知道的太多而以为这本书就充满了沮丧。恰相反，顶着这么一个清奇书名的书，一定没那么简单。的确，这本书不但不沉重，反而还透着浓浓的“谢耳朵式”幽默。
这就不得不提一下这本书的出身。这书起源于在全美高校爆火了10多年的PhD漫画（PhD comics），这是一系列带有调侃博士生生活梗的科学漫画。PhD 是个“双关词”，三个字母是“Philosophic Doctor”（博士）的缩写。同时，PhD还是 “Piled Higher and Deeper” 的缩写，可理解为“堆积地更高、更深”，也算是一种书呆子的自嘲吧。
这一系列漫画的创始人豪尔赫·陈，原本是一个正儿八经的科学家。2012年，当时上帝粒子宣布发现，欧洲核子中心的科学家丹尼尔·怀特森博士就向陈发出了邀请，想就这一神秘粒子合作创作一部漫画。5年后，他们合作的更多科普漫画集合成了这本书，不但火爆了全美，还在一年之内被翻译成了23种语言。
近年，国内有越来越多的科普书趋向漫画化，有利有弊。漫画多会增加趣味性，也会兼容更多低龄读者，但也会失去不少只有文字才能充分表达的知识细节。PhD Comics这种画龙点睛式的漫画插图式科普，我认为恰到好处，它既保证了科普的知识密度，又能适时用漫画场景活跃气氛，让人印象深刻。
人类知道的太多了：热门宇宙问题答案清单 海峡书局出版社 2022年10月
这本书和前面的《一想到还有95%的问题留给人类，我就放心了》是一脉相承的，也是PhD comics两位作者的作品。前者让我们知道了关于宇宙科学家还不知道什么（这本身就是一种认知）。可能是为了弥补粉丝们的遗憾吧，在这本姊妹篇里，陈和丹尼尔从粉丝提问里选取了20来个被问到频率最高的问题，一一解答，有一种“如果这些问题你不知道答案，我们就焦心了”的感觉。
时间能停止吗？外星人存在吗？我们能移居火星吗？宇宙的中心在哪里？为什么E=mc2？能不能进行瞬间传送……
这里面的问题果然都在我的问号簿出现过，尤其其中一个“掉进黑洞里会发生什么？”不知在看《星际穿越》时是否曾非常非常强烈地摇撼过你的好奇心。
关于这个问题，书中给了详备的回答。从开始靠近黑洞→到达吸积盘→3倍黑洞半径距离→2.5倍→2倍→1.5倍，直到进入黑洞中心，每一步都用符合科学的描述告诉了你会发生什么现象。很好玩的是，在到达1.5倍黑洞半径距离时，因为这里光线将围绕黑洞进行完美的圆周运动，你将能看到自己的后脑勺。
书中还有更多涉及量子纠缠、计算机模拟世界、曲率引擎等热门问题的答案，那种大大问号被改成叹号的疏通感，就一个字，爽！
上帝粒子 四川科学技术出版社 2022年07月
今年是“上帝粒子”（希格斯玻色子）宣布发现10周年。
2012年7月4日，欧洲核子研究中心（CERN）宣布发现了“上帝粒子”，这是一种赋予万物以质量的粒子，被称为粒子物理学标准模型的最后一块拼图。
上世纪60年代，物理学们建立了“标准模型”理论，这种理论可以描述自然界组成所有物质的基本粒子的所有物理现象。后来的半个世纪，模型预言的61个基本粒子中的60个都已经得到了实验的验证，唯独未被发现的粒子就是希格斯粒子。
希格斯粒子之所以如此难以发现，是因为要找到它，需要建设像大型强子对撞机这种动辄花费数十亿美元的超级实验设备。
《上帝粒子》的作者是1988年的诺贝尔物理学奖得主、曾经的美国费米国家加速器实验室主任利昂·莱德曼，他当年的夙愿，就是找到这种幽灵般的粒子。但谈何容易，因此，在写这本科普书的时候，莱德曼没好气地管它叫：“该死的粒子（Goddamn Particle），但出版社认为不雅，遂改成了“上帝粒子”。随着这本书在全世界的畅销，莱德曼创造的上帝粒子这个名号渐渐盖过了希格斯玻色子。
莱德曼是个讲故事的高手，《上帝粒子》虽然把寻找上帝粒子的历程作为重点，但也可以说这是一本贯穿两千余年的粒子物理通史，想了解这方面内容的读者可以读读。
生命的元素 天津科学技术出版社 2022年12月
人类从诞生以来就以从地壳中攫取元素能量以为生，甚至人体本身也是由元素构成的。进入文明阶段后，金属、化肥、石油、核能……一部人类发展史也像是一部挖矿史。
《生命的元素》梳理了铁、铝、钛、硅、碳、钾等11种元素的发现、开采、利用的故事。不同于常规的化学科普，本书在介绍每种元素的同时，都会将我们引入人文思考——这也是好的科普书的标志之一——人类越来越聪明地开发元素资源，而地球的这些资源财富也在反噬着人类，土壤污染、水污染、大气变化造成了不计其数的环境和人道危机。
当我们用原子流转的视角审视发生在这个星球上的贸易、战争等种种行为时，想必会对世界运作的底层逻辑有另外一番认识。
万物的终结：宇宙毁灭的5种方式 北京联合出版有限公司 2022年12月
套用一句戏言：大爆炸告诉你宇宙怎么来滴，这本书让你知道宇宙怎么没滴。
从因果律上讲，有始必有终。宇宙的起始，主流的说法是它诞生于一次奇点大爆炸。从《时间简史》以降，讲述宇宙起源的科普书已屡见不鲜，但讲述宇宙灭亡的书却还凤毛麟角。
或许是这个原因，这本书一经出版，便掀起了一场旋风，不但吸引了What If作者兰道尔·门罗、《七堂极简物理课》作者卡洛·罗韦利等大咖的赞赏，还被《纽约时报》《经济学人》等顶流媒体评为年度最佳图书。
平时我们看开脑洞的科幻小说，比方《三体》《流浪地球》，作者只是把灾难设定在了地球或者太阳系的范围内，而本书作者凯蒂·麦克，敢把脑洞开到整个宇宙的毁灭，可以说是野心很大。我们在有生之年，应该看不到宇宙的毁灭了，但是，让我们的想象力跟随作者到宇宙毁灭的边缘走一趟，我们的人生经历都被丰富了。
另外，这本书的可读性非常强，读者形容凯蒂·麦克的文笔“不仅易懂，而且幽默——她知道如何说出一句好台词”。国外的许多科普作家都进行过创意写作以及传播学方面的学习，这一点也值得国内同行借鉴。
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