• 上帝掷骰子吗——量子物理史话
    《上帝掷骰子吗》这本书是关于量子论的故事。量子论是一个极为奇妙的理论:从物理角度来说,它在科学家中间引起了最为激烈的争议和关注;从现实角度来说,它给我们的社会带来了无与伦比的变化和进步;从科学史角度来说,也几乎没有哪段历史比量子论的创立得到了更为彻底的研究。然而不可思议的是,它的基本观点和假说至今没有渗透到大众的意识中去,这无疑又给它增添了一道神秘的光环。 这本书带读者做一次量子之旅,从神话时代出发,沿着量子发展的道路,亲身去经历科学史上的乌云和暴雨,追逐流星的辉光,穿越重重迷雾和险滩,和最伟大的物理学家们并肩作战。除了回顾基本的历史背景,还将向着未来探险,去逐一摸索量子论面前的不同道路,闯入人迹罕至的未知境地,和先行者们一起开疆扩土。让人惊叹的,不仅仅是沿途那令人眼花缭乱的绚丽风景,更来自于人内心深处的思索和启示——那是科学深植在每个人心中不可抗拒的魅力。 这本书适合任何有中学基本物理概念的读者。 曹天元(Capo),出生于上海,足迹遍历内地、香港和美国,现居香港。本人不愿透露具体身份。
  • 百年宇宙学
    一个世纪前,伴随着爱因斯坦提出广义相对论和20世纪20年代的一系列观测发现,诞生了现代宇宙学。在爱因斯坦的眼中,我们身处的宇宙必须是均匀的,才能在哲学层面上令人满意。在本书中,2019年诺贝尔物理学奖获得者、现代理论宇宙学的奠基人和领军人物之一詹姆斯·皮伯斯以此为起点,从历史和重要亲历者的视角出发,回顾了一个多世纪以来人类对宇宙认识的演进历程。从宇宙是静态的还是在膨胀,到宇宙中物质和辐射的分布是否均匀,从宇宙的稳恒态模型与热大爆炸模型之争,到微波背景辐射存在的预测和发现,从被爱因斯坦评价为“丑陋”的宇宙学常数,到包含它的大爆炸冷暗物质模型(ΛCDM模型),作者历数了一个世纪以来人类认识宇宙的里程碑和关键时刻,其中有绝妙的见解、幸运的猜想、基于实证的检验,也有未被选择的道路和错误与歧途。皮伯斯重点回顾了1998—2003年这5年间宇宙学领域的重大观测进展,并将其称为一场“宇宙学革命”。这些研究结果都指向ΛCDM模型,使其成为当前宇宙学领域的标准模型。 宇宙学的发展离不开技术的进步以及科学研究方法的演变。除了回顾宇宙学的历史并展望未来外,作者还审视了感光底片、大型望远镜和巡天、太空探测器、计算机技术等技术进步在宇宙学发展过程中起的作用,以及从彼此独立的小型研究组为研究单位到“大科学”研究项目的科研策略的转变。 詹姆斯·皮伯斯(P.J.E.Peebles),美国天体物理学家、理论宇宙学家、普林斯顿大学阿尔伯特·爱因斯坦科学教授、美国科学院院士、英国皇家学会会士。皮伯斯被学界普遍认为是现代理论宇宙学的奠基人和领军人物之一,他的研究“为几乎所有现代宇宙学研究奠定了基础”(邵逸夫奖授奖词),他也是最早预测存在宇宙微波背景辐射的研究者之一。在大爆炸模型、核合成、暗物质、暗能量、宇宙微波背景辐射、宇宙结构形成等有关宇宙起源的诸多领域,皮伯斯都做出了极为重大的理论贡献。 2019年,皮伯斯因为他“在物理宇宙学领域的诸多理论发现”获诺贝尔物理学奖。除诺贝尔奖外,他获得的学界高级别重大奖项还包括:邵逸夫奖、格鲁伯宇宙学奖、克拉福德奖、英国皇家天文学会爱丁顿奖章、国际理论物理学中心狄拉克奖章等。 译者: 张同杰,北京师范大学物理与天文学院教授、博士生导师,国际天文联合会宇宙学分会会员。在国际天文物理专业刊物上发表论文近150篇,宇宙学研究成果入选中国天文学会2017年度“十大天文科技进展”,著作和译作包括《宇宙学导论》《现代宇宙学》等。 刘思琦,北京大学科维理天文和天体物理研究所博士后,研究方向包括发射线致密星系、空间分辨的多波段能量分布拟合等。 马煜,北京师范大学翻译专业硕士研究生,曾参与中国图书进出口(集团)有限公司国际书讯译写项目。
  • “造人”硬核指南
    你是否曾经觉得人类婴儿身上满是奇迹? 小小的身体又软又嫩,像块豆腐一样让新手爸妈不敢伸手去抱,内里却蕴藏着巨大能量,比如“暴风哭泣”的婴儿可以发出让人毛发竖立的尖锐声响,再比如他们学习语言的过程简直不可思议。 把时间轴再往前推,从一个受精卵的形成,到胚胎在母亲子宫中的成长,再到惊心动魄的分娩过程和需要一个家庭乃至整个社会配合的育儿过程,在每个小人儿的创造过程中,都有无限奇迹。而这些奇迹背后,隐藏着迷人的科学。 这是一本讲述新生命诞生和孕育、养育过程背后科学知识的趣味读物。从卵子和精子结合过程的流体力学,到婴儿纸尿裤背后的工程学技术,新生儿如何毫不费力地吃到母乳(涉及负压),为什么孕妇挺着大肚子却没那么容易摔倒……既有生理机制方面的研究成果,也有显微镜、超声波、磁共振成像等物理学成果在生理学研究中的应用,还有流体力学、混沌理论等物理学原理对生理学研究的启发和推动。 那么,为什么我们需要了解这些?是为了更好地认识自己的身体,更好地呵护出现在我们生命中的小人儿,也是为了感受生命奇迹的美妙。 迈克尔·班克斯(Michael Banks),德国马克斯-普朗克固体物理研究所凝聚态物理学博士,担任国际期刊《物理世界》新闻编辑十余年,负责报道物理学的最新发展。曾在世界各地发表关于科学和科学新闻的演讲,为《自然》、《BBC焦点》和《科学发现》等期刊撰文,并出现在BBC广播4台的节目中。
  • 欢迎来到物理学的世界
    ★ 既精准又通俗 作者既是核物理和量子理论专家,更有二十余年科普写作经验,在专业领域和科普领域均获大奖。他成功地在不引入数学表达的情况下,呈现了小小一本“人人都能懂也都该懂的物理学”。 ★ 总括现代物理学全貌 它们是:时间和空间、宏观和微观、质量和能量;相对论、量子力学、热力学;统一理论、助力科技发展、科学思维。读罢本书,你会对所有这些都增进一些了解。 ★ 一览科学的思维与方法 通过本书,你能体会到:科学恰恰要不盲从权威和传统,也不维护自己的面子,而要用诚实、怀疑、谦逊的态度,用经验证据面对、检验一切学说,以及自己的内心。 ★ 金融时报年度最佳科普,英国皇家学会图书获奖短名单 这是一本关于物理“学”本身及物理学史的基础读物,借管窥物理学的方法论、大范围尺度、重要概念、问题、理论系统及学科发展等,廓清了现代物理学的三大支柱:相对论、热力学、量子力学,清晰简明地为读者介绍了现代物理学的全貌,以及何谓科学精神:怀疑与自我怀疑,诚实面对证据和真理。 吉姆·阿尔-哈利利(Jim Al-Khalili),核物理专家,量子生物学家,科普人,英国皇家学会“法拉第”奖、英国物理学会“开尔文”奖、“斯蒂芬·霍金科学传播奖”得主。英国苏里大学理论物理学杰出讲席教授、“科学公众参与”讲席教授。参与多部BBC的物理科普影视。另有广播节目。除写作了大量一般性物理科普书籍外,还有阿拉伯科学史方面的著作。 黄佳磊,杭州人,德国柏林洪堡大学古典语文学硕士。目前从事文体及旅游行业,业余从事翻译工作。
  • 永不停息的宇宙
    本书讲述了一代物理学大师如何打破经典力学的禁锢,并搭建现代物理学高楼的过程。作者由浅入深、从宏观到微观:首先介绍气体、花粉等大分子的运动和性质;然后从原子、电子等微观粒子入手,讲述对终极粒子的探寻,以及光的波动说和粒子说理论;最后深入到原子核内,探究质子和中子的本性,以及其中蕴含的巨大能量。 书中配有大量插图,结合日常生活,详细生动地介绍了重要的实验和原理,并制作了别具一格的“翻页动画”,于动态中解释物理现象,极富趣味性和可读性,也更有助于读者的理解。书中还包含玻恩对战争的反思与对核威胁的警告,让我们得以品味他在签署《罗素-爱因斯坦宣言》之前的心路历程。 马克斯·玻恩 Max Born(1882.12.11—1970.1.5) 德国著名理论物理学家、数学家,量子力学奠基人之一。他一生所获荣誉众多,被先后邀请为近10个国家级科学院(或学会)的院士,并于1954年被授予诺贝尔物理学奖,以表彰他在量子力学领域的基础研究。 马克斯·玻恩曾在德国组建著名的“哥廷根学派”,并将哥廷根建设成世界物理学研究中心之一。他曾在德国和英国多所顶级院校担任教授,泡利和海森堡曾是他的助手,费米和奥本海默曾是他的学生。他还教导过很多中国科学家,包括“两弹一星”元勋彭桓武、程开甲,中国核物理学会理事长杨立铭、中国半导体技术奠基人黄昆等。 玻恩一生著述众多,发表论文300多篇,出版著作20多部,本书是他唯一为大众所写的科普著作。
  • 迷人的对称
    赌徒,天才,无赖,学者,酒鬼,情敌与爱人,意气风发与穷困潦倒。 冲突,辩论,对决,嫉妒,不甘,蛰伏与亮相,埋没在遗物中连毛边都未曾裁开的推理与证明。 数学史的剧场里绝对不是只有数字、符号和天才。这里上演的是最聪明的头脑的探索,同时还有他们在世间的悲欢离合、辛酸与荣耀。享誉世界的著名数学家伊恩·斯图尔特围绕“对称”这一在数学乃至人类对自然的探索中居于核心地位的概念巧妙地穿针引线,为我们娓娓道来了3000多年来的数学发展史。他将带我们认识的这群非凡的头脑,不仅包括当今小朋友们都十分熟悉的高斯,还包括我们相对陌生的阿贝尔、伽罗瓦等等。从古巴比伦的破碎的泥板,到李群的故事,再到理论的前沿,比如或许有可能解释宇宙的存在的“八元数”。从古至今,一代又一代数学家努力以自己的方式一点一点拓展着知识的边界。 在《迷人的对称》中,我们有幸得到一位数学大师的引领,跟随他穿越千年的历史烟尘,和最聪明的那群人一起激荡脑力,了解数学中最重要的领域之一,并品读各种或令人赞叹或值得唏嘘的人生故事。这将是一场闪烁着智慧光辉又饱含历史与人文墨色的迷人旅程。 伊恩·斯图尔特(Ian Stewart):英国皇家学会院士,毕业于剑桥大学(硕士)和华威大学(博士),拥有5个荣誉学位。他先后出版了多部著作,曾多次出现在电台和电视节目中,研究领域主要包括图形的形成、混沌、网络动态、生物数学等。 李思尘:本科毕业于北京大学物理学院,2018年起在苏黎世联邦理工学院和瑞士保罗谢尔研究所进行加速器物理学与机器学习交叉方向的博士研究。虽然工作集中于应用层面,但一直对科学理论的历史沿革充满兴趣,热爱考据与梳理,享受抽丝剥茧的乐趣。 张秉宇:法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学傅立叶所博士。生活在一个没有长度的世界(说人话:研究辛几何)。从小以为喜欢物理,后来发现其实更爱数学,于是一路狂奔。也期望有一天能成为专业的厨师,破缺一下数学家的对称性。
  • 第一推动丛书·物理系列:新物理狂想曲
    2020年诺奖桂冠获得者彭罗斯指出,时尚、信仰和想象尽管有时能在物理学中开花结果甚至缺一不可,却正在三个最重要的领域——弦论、量子力学和宇宙学中将今天的研究者引向歧路。 彭罗斯说,弦论假定的六个额外隐藏维度偏离了物理的实在性,他警告理论的时髦会遮蔽我们对其合理性的判断。就量子力学而言,其解释原子宇宙的巨大成功令人盲目相信它必然也适用于大质量的对象,但彭罗斯则建议量子论有可能变化。至于宇宙学,他认为当下大多数关于宇宙起源的想象都不可能是真的,它们背后可能存在更疯狂的实在性。最后,彭罗斯描述了时尚、信仰和想象是如何活脱脱地造就了他自己的工作——从正在引领时尚(可能取代弦论)的扭量理论到可能被人看成“共形疯狂宇宙学”的“共形循环宇宙学”。 在本书中,我们将看到一个物理学大咖对当今一些最重要的物理学进展的严肃批评。 罗杰·彭罗斯,世界顶尖理论物理学家之一,因发现黑洞形成是广义相对论的强健结果而荣获2020年诺贝尔物理学奖。他与霍金合作了畅销书《时空的本性》。彭罗斯的其他著作还有《宇宙的轮回》《通向实在之路》《皇帝新脑》等。他现在是牛津大学荣誉Rouse Ball数学教授,居英国牛津。
  • 给忙碌者的天体物理学
    ★全球现象级畅销书,上市仅一年畅销100万册,售出38国版权。 ★亚马逊2017科学类年度好书,《纽约时报》非虚构畅销榜榜首,Goodreads(美国豆瓣)2017科普书读者票选冠军。 ★霍金科学传播奖得主、卡尔·萨根传人,写给每一位地球人的宇宙通识课。 ★还未引进国内就已口碑爆棚。得到APP万维钢专栏「精英日课」倾情解读;各媒体、知识传播平台、个人争相传播。 ★中国科普界KOL:万维钢、李淼、张双南作序推荐。 ★再忙,也要记得仰望星空。认识宇宙,就是重新认识自己。不仅引领你了解宇宙探索史和宇宙学前沿,更让人以一种“宇宙视角”来重新审视世界、认识自己,甚至改变你的三观。 空间和时间的本质是什么?宇宙如何起源的?我们是宇宙中唯一的智慧生命吗?这是萦绕在每个人心灵深处的追问。但当今时代,人们更加忙碌,更没有时间通过读大部头的专业书来获取相关知识。 谁能引导我们去追索这些知识呢?没有比尼尔·泰森更合适的人了。他的这本《给忙碌者的天体物理学》简洁而清晰,处处闪烁着智慧的火花,你可以在繁忙的日常里随时随地享受其中隽永的章节。 当你品呷早间咖啡的时候,当你在乘坐地铁、等侯火车或航班的时候,《给忙碌者的天体物理学》会用最易懂的语言,为你讲述你最关心的宇宙问题:从大爆炸到黑洞,从夸克到量子力学,从搜寻宜居行星到寻找地外生命…… 尼尔·德格拉斯·泰森(Neil deGrasse Tyson),生于1958年,美国家喻户晓的天体物理学家,科普作家。哈佛大学物理学学士,哥伦比亚大学天体物理学博士,普林斯顿大学博士后。美国自然博物馆海登天文馆馆长。 热门科普节目StarTalk主持人。还曾经在著名美剧《生活大爆炸》第四季中客串,饰演自己。被誉为卡尔·萨根的接班人,主持了近年来大热的科普纪录片《宇宙:时空之旅》(COSMOS:A SPACETIME ODYSSEY,1980年史诗级科普片《卡尔·萨根的宇宙》的更新版)。 泰森获得的主要荣誉有: 2017年获斯蒂芬·霍金科学传播奖。 2008年《发现》杂志(Discover magazine)“科学界最聪明的50人之一”。 2007年《时代》周刊(TIME)100大全球最具影响力人物。 2007年《哈佛校友》(Harvard Alumni)杂志“最具影响力的100名哈佛校友之一”。 2004年NASA杰出公共服务奖章。 2001年小行星13123以他的名字命名。 2000年《时人》杂志(People)“最性感天体物理学家”。
  • 万物的极限
    如果告诉你,地球上最黏稠的“液体”沥青,滴落一滴需要至少1300年;宇宙中最低沉的声音,是人类听力能感知的最低音的十亿分之一……你会不会觉得,科学比魔法更不可思议?《万物的极限》正是一次穿越这些“不可思议”的奇幻之旅,带你抵达自然界与人类科技创造的边界。 当你仰望星空,会发现宇宙令人瞠目:黑洞吞噬着一切光线,而霍金辐射正缓慢蒸发着它的质量;在138亿年前的大爆炸之前,整个宇宙的质量都集中在比质子还小的空间中;银河系所在的拉尼亚凯亚超星系团,如同一张5.2亿光年宽的巨网,人类不过是网上的一粒微尘。从量子世界到星系长城,科学正用极限丈量着存在的尺度。 人类的创造力同样在尝试突破极限的边界:最黑的人造材料能吸收99.995%的入射光,我们可以利用这种材料捕捉系外行星的微光;量子计算机的惊人算力,可以秒解传统超级计算机需要花上亿年才能解开的难题;而太空电梯的构想,试图用纳米缆索将人类送入苍穹。你还能在书中找到文明存亡的启示——黄石超级火山下的熔岩室,像一颗定时炸弹埋在地表之下;多巴火山的超级喷发曾让人类濒临灭绝,却意外点燃了智慧的火种。 作者以侦探般的笔触,将深奥的科学化为45个脑洞大开的篇章,用事实告诉我们:科学不是冰冷的数字,而是人类与万物共同书写的史诗。 戴维·达林(David Darling),科普作家,天文学家。他是一位多产的作者,撰写了近50本书,包括最畅销的《永恒方程式》。他住在苏格兰邓迪。
  • 量子空间
    这既是一本关于圈量子引力的科普读物。对于不熟悉这个名词的大众来说,这是一本从另一个角度为我们讲述的“万物理论”。人类一直追求万物起源这一问题,希望了解万物是从哪儿来的,基本规律是什么。直到今天,这个问题都还是物理学的根本,也是物理学的基础问题。 时至今日,在很多人的印象中,人类已经回答了这个问题。我们有基本粒子的“标准模型”,有牛顿的万有引力理论,还有爱因斯坦的广义相对论,这些已经把我们的世界解释得清清楚楚,很让人满意了。但实际上不是这样的。在标准模型提出40年后的今天,没有一个物理学家认为标准模型是基本理论,大家都认为它只是一个近似的有效理论。 圈量子理论是除了弦论之外万物理论的另一个候选,相对小众,在学界受到的关注不及弦论,在大众层面更是较少为人所知,实际上有些非常有趣的理论,值得向公众介绍。 作者吉姆·巴戈特称之为“少有人走的路”,在本书中,他介绍了圈量子引力理论领域中两位杰出的科学家——李·斯莫林(Lee Smolin)和卡洛·罗韦利(Carlo Rovelli)的职业生涯和开创性工作。这是一本关于物理学理论前言的普及读物,更是一场引领普通人推翻既定印象,领略对世界的另一种可能的解释的探索之旅。 在这本书中,物质、时间、空间都有了全新的理解可能。而认识的过程,就是科学探索的意义,是我们探索世界的趣味所在。作者从事科普写作已有二十多年,文笔和叙述都尽量做到科普化,注重对科学知识做出平易近人的解释,同时为写作加入故事性,保证了本书的可读性。 吉姆·巴戈特(Jim Baggott),英国科学史作家。牛津大学化学物理学博士。著作有《希格斯:上帝粒子的提出与发现》《量子往事》等。常有作品刊登于《新科学人》《自然》等重要科学刊物。