《从一到无穷大》的作者乔治·伽莫夫(George Gamow)是一位杰出的科普作家,曾在核物理研究中取得出色成绩,并与勒梅特(Lemaitre Georges)一起最早提出了天体物理学的“大爆炸”理论,还首先提出了生物学的“遗传密码”理论。该书共分为四部分,每一部分都诠释了不一样的主题,分别为“做做数字游戏”,“空间、时间与爱因斯坦”,“微观世界”,以及“宏观世界”。虽为一本科普类读物,作者却在背后书写着科学与时代、生活和未来的紧密联系。通过生活化的小故事和生动形象的文字,作者将科学性与趣味性结合得相得益彰。
起初拿到《从一到无穷大》这本书时,我心中便产生这样的疑问:作者为何要以此为题?研究从一到无穷大的意义是什么?带着这样的疑问读完此书,心中似乎已经找到了答案。有人将此书定义为读者们通往科学世界的“敲门砖”,有人认为它是科学家们潜心钻研的“引路人”,译者暴永宁甚至还打趣地说它更像是渊博的历史书和满腹哲理的老叟……无论你是刚刚步入中学的学生,还是潜心钻研学术的一员,无论你从事什么样的工作,在这个社会中扮演什么样的角色,《从一到无穷大》都是一本值得每个人细细品读、反复咀嚼的科普经典。
我十分喜欢清华大学的刘兵教授在本书序中所写:“……如果你在阅读时能够真正动些脑筋,能够体会到作者写作的匠心,能够会到一种独特的东西,感觉到一种魅力,那么,即使没有百分之百地读懂《从一到无穷大》这本书,也仍然会有很大的收获,甚至于比读懂或背下了一些迟早会淡忘或过时的具体科学知识收获更大。”也正因如此,这本书值得我们反复阅读。
作者开篇就抛出耐人寻味的问题:“你能数到多少?”,以此引出对于“大数”的讨论。其中不乏幽默风趣的语言和诙谐的故事,例如传说中印度宰相西萨·班·达依尔希望舍罕王在国际象棋64格棋盘上赏赐自己麦子,步骤为在第一格赏一粒,第二格赏两粒,第三格赏四粒,以此类推。结果显而易见,国王需要兑现全世界在2000年内所生产的所有小麦,因此欠了宰相一大笔债。此外,除了像数麦子以外这样有限大的数字,我们是否可以比较两个无穷大的数字呢?例如,所有整数和所有偶数哪个更大呢?作者将两组无穷大数列中的各个数一一配对,结果发现我们脱口而出的“整数更大”,却在无穷大的世界里行不通,因为“部分可能等于全部”。伽莫夫巧妙地将以往难以定义的数字和复杂陈旧的数学公式简单和生活化,用科学而朴素的语言陈述内涵,又用生动而幽默的案例印证科学的真实性。即使读者是不擅长数学的“门外汉”,也能体会到柳暗花明的感受。这便是作者的高明之处,也是本书的独特内涵。
众所周知,爱因斯坦的相对论一直是科学家们热议的话题,可对于从未涉足该领域的读者们来说,它是深奥的理论。《从一到无穷大》的魅力在于,它擅长抓住读者的眼球,将复杂的原理简单化,用生活解释科学。例如第二部分,作者希望普及爱因斯坦的相对论,便从空间上两点距离的三维定义引申到四维时空当中,而时空当中的两点距离如何理解呢?作者恰到好处地以日常生活中两个发生时间相隔15分钟的“事件”为例,逐步推导四维距离的计算方式。行文中,作者由小及大,由简到繁,引导读者们由浅入深地认识科学中的各类学科。这样的行文设计不禁让人感叹:我们的生活中,原来到处可以用到相对论的基本原则。
好的科普读物莫过于用最朴实的语言解释最深奥原理,但经典科普读物就如同《从一到无穷大》一样。书中到处都是作者本人绘制的插图,每每读到过程复杂的实验、高深莫测的原理等“千钧一发”之际,这些插图总能及时解决读者们的“燃眉之急”,将扁平化的文字概念具象化。例如,当作者分析迈克尔孙实验的过程及原理时,图1便能更加直观清晰地告诉读者如何利用零点法来比较光在相互垂直的两个方向上的速度差。除此之外,书中有很多需要读者静下心来认真思考的部分,因此作者在通俗易懂的语言基础上添加了幽默的伏笔。对于那些读者或许已经了解的概念,作者总能另辟蹊径,带来全新的视角;对于那些不熟悉的原理,作者也能将其与你了解的事物建立有效的联系。例如,通过直观地阅读图2,不难看出在拍摄晶格分子照片的曝光过程中,分子在不同温度下的运动速率和物质状态会影响拍摄质量的高低。
回过头谈一谈我在文章开头提出的那两个疑问。首先,作者为什么要以此为题?我个人认为,以此为题的表层意义是因为本书的四个部分涵盖了数学、物理学、化学、生物学、统计学、天文学等,每个学科之间所探究的内容都体现了无穷大的内涵。例如,恒星的数量和宇宙的大小,光速或超光速运动是宇宙中一切运动的上限,事件发生最大概率也并不等于一定会发生,用大量实验才能检验对象数目较多的概率论,等等。此外,各个学科或标题之间并非独立存在,因为科学不是独立存在的个体,知识的传递也不是碎片化的陈述,过程中需要建立联系,其中包括知识体系间的联系,以及科学与生活的联系。从深层意义来讲,作者以此为题,更多的是想表达“从一到无穷大”的内涵,这就引申到第二个问题——研究“从一到无穷大”的意义是什么?我认为其一,我们已经了解的科学是有限的,但未曾涉猎的领域是无限的。“一”或许代表着作者在书中介绍的科学知识,是科学家们探究的已知世界,但科学是无止境的存在,我们目前了解到的只是冰山一角。因此,作者希望通过这样的定义来表达人类的渺小与科学的宏大。其二,从一到无穷大亦是作者对未来科学研究的期许,希望激发读者们对于科学研究的兴趣,用自己的方式深挖“一”与“无穷大”的内涵,在认识科学大千世界的同时发挥潜能,改造世界。
总而言之,《从一到无穷大》这本书,传达着一种科学精神、一种思考问题的方法、一种独特的视角和无穷大的内涵,值得所有人翻看、钻研与品味。
《从一到无穷大》是当今世界最有影响的科普经典名著之一,20世纪70年代末由科学出版社引进出版后,曾在国内引起很大的反响,直接影响了众多的科普工作者。本书根据原书最新版进行了修订,书中以生动的语言介绍了20世纪以来科学中的一些重大进展。先漫谈一些基本的数学知识,然后用一些有趣的比喻,阐述了爱因斯坦的相对论和四维时空结构,并讨论了人类在认识微观世界(如基本粒子、基因)和宏观世界(如太阳系、星系等)方面的成就。
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