万物原理
一位伟大的当代科学家揭示了十项深刻的洞见,阐明了每个人都应该了解的物理世界。 在本书中,诺贝尔奖得主弗兰克·维尔切克以现代科学的深刻启示为基础,对现实进行了简单而深刻的探索。世界是什么,它又是如何运作的?维尔切克通过清晰准确的叙述,加上一份富有感染力的愉悦感,引导我们探索了关于以上问题的理解的基本概念。读完这本书,我们将以一种新的方式来看待我们身处的现实——会发现,它比以前看起来更大、更完整、更陌生。 维尔切克综合了基本的问题、事实和令人眼花缭乱的推测,研究了那些形成我们对宇宙的理解的基础观念:时间、空间、物质、能量、复杂性和互补性。他挖掘基础科学的历史,探索我们知道什么以及我们是如何知道这些的,他带领我们在科学世界的视野中旅行。精彩、清晰、平易近人,这是一场凝聚人类智慧和想象力的盛宴,将扩展你的世界和思维。 弗兰克·维尔切克(Frank Wilczek),理论物理学家。现任美国麻省理工学院教授,上海交通大学讲席教授、李政道研究所首任所长、物理与天文学院维尔切克量子中心首席科学家。在凝聚态物理、天体物理和粒子物理等多个研究领域均做出了杰出贡献。2004年因在夸克之间强相互作用理论方面所取得的成就,与戴维·格罗斯和戴维·波利策共同获得诺贝尔物理学奖。因其在理论物理学领域的贡献和成就,还获得了包括樱井奖、狄拉克奖、洛伦兹奖、费萨尔国王国际科学奖等多项国际重要学术奖项,并先后入选美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士、荷兰皇家艺术与科学院外籍院士、波兰艺术与科学院院士、瑞典皇家科学院院士。2021年当选中国科学院外籍院士。 译者:柏江竹,中国科学技术大学科技传播系科技哲学专业博士研究生,目前已发表学术论文4篇,参与研究项目二十余项。译著有《极简天文学》、《物质是什么》、《时间的边缘》等,译作曾获为“全国优秀科普作品”。 高苹,哈佛大学理论物理博士,现为MIT理论物理中心博士后,研究兴趣为量子引力、全息原理、量子纠缠和量子混沌等,在学术之外,也热爱公众科普。
我们为什么要睡觉?
你认为自己最近睡眠充足吗?你还记得上一次自然醒后神清气爽的感觉吗?不用怀疑,我们正在进入一个失眠已经成为流行病的时代。 作为一名杰出的神经科学家,沃克对生物的睡眠行为充满好奇,这促使他成了睡眠研究方面的专家。本书中,他总结了人类有史以来的睡眠研究成果,以及前沿的科学突破,告诉我们睡眠的运行机制、睡眠不足的坏处、睡眠与做梦的有益功能,以及睡眠对专业人士个人能力提升的惊人影响。我们的身体健康、心理健康、情商智商、记忆力、运动力、学习力、生产力、创造力、吸引力,甚至食欲,这些让日间生活丰富多彩的能力,原来都与夜间那场睡眠有着密不可分的关系。 现在,你知道我们为什么需要充足的睡眠了吧。打开这本书,看平凡的睡眠如何带来非凡的生命能量,顶尖科学对于睡眠的所有了解及如何睡好觉的诀窍都将在这部关于睡眠的“百科全书”中逐一揭晓。 马修·沃克(Matthew Walker) 英国科学家,毕业于英国纽卡斯尔大学,取得神经生理学博士学位。美国国家科学院卡夫利奖助研究员,曾在哈佛大学医学院担任精神病学教授,现在则是加州大学伯克利分校的神经科学与心理学教授,并创立了“人类睡眠科学中心”
生命的运作方式
一个生物学家,一个画家,因为对生命有着同样的痴迷,所以产生了这本科学与艺术结合的杰作。本书从微观角度逐级向上延伸,结构层级递进,从原子到分子,从个体到群体,解释了宏观生命的运作原理和不同生物的本质,体现了自然世界的同一性。搭配幽默风趣的漫画帮助解说,让读者可以更轻松地理解生命的运作方式。 马伦·霍格兰(Mahlon Hoagland),美国生物化学家,于1948年在哈佛大学医学院获得医学学位,并在该学院细菌学系工作。其对生物学的最大贡献是发现了转运RNA(tRNA)和氨基酸活化机制,帮助构建了遗传学的基础。霍格兰一生共发表62篇文章,被引用超过2500次。他曾两次被提名诺贝尔奖,并于1976年获得富兰克林生命科学奖章。他曾出版6本面向公众的分子生物学书籍,并于1982年和1996年两次获得美国医学作家书籍奖。此外,他还是一个很有天赋的木头雕刻家。 伯特·窦德生(Bert Dodson),才华洋溢的画家,曾为60多本书籍绘制插画。他也在学校开课教授素描与绘画,并著书教人如何画素描。 译者:洋洲,本名杜洋洲,本科毕业于北京大学生命科学学院,后取得美国罗格斯大学(Rutgers University)神经生物学博士和薛顿贺尔大学(Seton Hall University)法学博士学位。现任七星天知识产权公司(Metis IP)副总裁。长期从事生物学科学研究及与生物学相关的知识产权服务,广泛接触生物医药和生物技术的最新进展,在生物学和知识产权领域发表多篇论文。 玉茗,本名饶煜,北京大学医学部临床医学学士及药理学硕士毕业。在美国多年从事生物医药和生物技术方面的研发工作,在生物学的多个领域都积累了广泛的经验。现于中国君实生物公司美国分公司(Top Alliance Bioscience Inc.)担任研究员。
贪婪的多巴胺
为什么曾经浪漫的感情也会变淡?为什么成功人士通常不会觉得自己很成功?为什么几乎所有的节食计划后来都功亏一篑?为什么聪明的人经常会做出糟糕透顶、灾难性的决定?这都取决于大脑中的一种单分子结构——多巴胺。这种化学物质控制着你的欲望、想象、冲动、创造力,出乎意料地影响着我们生活的方方面面。 我们的身体受到“向上”和“向下”两类物质的控制。“向下”指的是控制当下的神经递质,它们决定我们当前的感受;“向上”则是指多巴胺,决定了我们的长远规划、愿景、未来期望。正因如此,多巴胺并不像很多人以为的,是一种快乐分子。它其实是一种欲望分子,在我们已经获得很多的同时,让我们有更高的期许、更大的目标。多巴胺让我们把眼光放得更长远,追求更高的目标,但也同时让人欲望无止境、不知道满足。它既能让你体会成功的喜悦,也让成功变得平淡无奇;它让你投入一段感情,但也让当初的深情被岁月磨平;它让你获得超长的智商,但也让你与疯狂一步之遥…… 充分了解这种物质是如何影响我们的情绪、决策和生活的,能够帮助我们充分发挥大脑的潜在功能,提高效率,获得更好的表现。 丹尼尔·利伯曼,乔治·华盛顿大学精神病和行为学部临床事务副主任,兼任该校人类研究办公室机构审查委员会主席,美国精神病学会荣誉会员,曾获得卡伦基金会研究奖,发表过50多篇行为学方面的研究报告。 迈克尔·E.朗,任教于乔治城大学,曾任继续教育学院写作部主任。朗是一名演讲写手,曾为国会议员、内阁秘书、州长、外交官、企业家、总统竞选人撰写过演讲稿。他创作了多部影视剧剧本,曾入围斯兰丹斯电影节最佳剧本奖。
为什么
在本书中,人工智能领域的专家朱迪亚·珀尔及其同事领导的因果关系革命突破多年的迷雾,厘清了知识的本质,确立了因果关系研究在科学探索中的核心地位。而因果关系科学真正重要的应用则体现在人工智能领域。作者在本书中回答的核心问题是:如何让智能机器像人一样思考?换言之,“强人工智能”可以实现吗?借助因果关系之梯的三个层级逐步深入地揭示因果推理的本质,并据此构建出相应的自动化处理工具和数学分析范式,作者给出了一个肯定的答案。作者认为,今天为我们所熟知的大部分机器学习技术,都建基于相关关系,而非因果关系。要实现强人工智能,乃至将智能机器转变为具有道德意识的有机体,我们就必须让机器学会问“为什么”,也就是要让机器学会因果推理,理解因果关系。或许,这正是我们能对准备接管我们未来生活的智能机器所做的有意义的工作。 朱迪亚·珀尓(Judea Pearl),现加州大学洛杉矶分校计算机科学教授,“贝叶斯网络”之父,2011年因创立因果推理演算法获得图灵奖,同时也是美国国家科学院院士,IEEE智能系统名人堂第一批10位入选者之一。目前已出版3本关于因果关系科学的经典著作,分别为《启发法》(1984)、《智能系统中的概率推理》(1988)和《因果论:模型、论证、推理》(2009)。他还获得过多项顶级科学荣誉,包括认知科学领域的鲁梅哈特奖、物理学及技术领域的富兰克林奖章以及科学哲学领域的拉卡托斯奖。 达纳·麦肯齐(Dana Mackenzie),普林斯顿大学数学博士,自由科学记者,知名科普作家,著有《无言的宇宙》等作品,其学术论文多次收录于《科学》《新科学家》《科学美国》《探索》等重量级期刊。
七堂极简物理课
卡洛·罗韦利轰动世界的诗意科普开山之作,不可错过的科学通识读本! 在本书中,意大利物理学家卡洛·罗韦利,用诗一般简洁优美的语言,向读者讲述了20世纪以来现代物理学的伟大理论发现。相对论,量子力学,宇宙的结构,空间的颗粒,时间的本质……在这七堂简单明了的物理课里,作者为我们打开了一个奇妙的物理学的世界,也带我们轻盈地飞过重重障碍,窥见科学的深刻与美丽。没有繁琐的方程,只有诗意的讲述,即使没有科学背景的人也能轻松读懂。 卡洛·罗韦利,意大利理论物理学家,圈量子引力理论的开创者之一。曾在美国、意大利工作,现在法国带领量子引力研究小组。著有《七堂极简物理课》《时间的秩序》《现实不似你所见》《极简科学起源课》等畅销科普作品。
复杂生命的起源
地球生命在地球形成约5亿年后就已出现,然而在这之后的20亿年内,生命一直停滞在简单的细菌水平。在大约20亿~15亿年前,一种拥有精细内部结构和空前能量代谢水平的复杂细胞一跃而出。这份复杂性遗传给了大树和蜜蜂,也遗传给了人类中的你和我。我们与蘑菇有着天壤之别,但在显微镜下观察到的细胞又如此相似。从有性生殖到细胞衰老再到细胞凋亡,复杂生命共有的一套细胞特征在不同的物种间有着惊人的相似程度。生命为什么是现在这个样子?在40亿年的漫长岁月中,从简单的细菌到令人敬畏的复杂生命,这样的演化飞跃事件为何只发生了一次?不得不承认,在生物学的核心地带,横亘着一个巨大的认知黑洞。 生命究竟为何沿着这么令人困惑的路径演化?生物化学家尼克·莱恩从生物能量角度,交给了我们一把有望解开生物起源之谜的钥匙。怪异的生物能量生产机制从各方面限制了细胞,而一次罕见的一个细菌入住到一个古菌体内的内共生事件,打破了这些限制,使得复杂细胞的演化成为可能。看似偶然发生的单次事件,却因为能量的约束而必经一种演化历程,许多最重要也最基础的生命特征,也由此可以通过基本的生物化学规律进行推断。我们在演化过程中取舍权衡生殖力和年轻时的健康,换来衰老和罹患疾病的代价。生命的起源、人类的健康乃至生死,都可以从能量角度重新发问。 尼克·莱恩(Nick Lane),演化生物学家,英国伦敦大学学院教授。他的研究方向为演化生物学与生物能量学,聚焦于生命的起源与复杂细胞的演化。他还是伦敦大学学院线粒体研究学会的创始成员,也是生命起源研究计划的项目领头人。2010年,他以《生命的跃升》荣获英国皇家学会科学图书奖。尼克本人因为在分子生物学研究上的卓越贡献,于2015年荣获英国生物化学学会奖。他不仅深耕自己的学术研究领域,还孜孜不倦地参与公众科学普及。2016年,尼克因为在科学传播上的深入付出而荣获英国皇家学会迈克尔·法拉第奖章。 译者:严曦,科普作者,科幻作者,职业翻译。毕业于清华大学电子工程系。2012年发表科普系列《化学渗透》,是国内首批介绍尼克‧莱恩科学思想的科普作者之一。
壁虎、泳衣和飞行器
★摩擦力版《迷人的材料》。不仅介绍了材料本身,对其在实际应用领域的探索,以及在未来将可能出现怎样的突破也进行了无限探索。 ★一部关于表面科学的内幕指南,提供了科学普及新视角。通过一个个看似毫不相关且引人入胜的故事,揭示摩擦在材料学中发挥的重要作用。 ★跨学科知识融合。融合了化学、工程学、生物学、仿生学、材料学等多个学科的知识,展示了表面科学在不同领域的应用。 ★生动的实例与案例研究,兼具趣味性、实用性和知识性。 ★激发科学探索的兴趣,只要你懂表面,表面就会帮你。通过对表面科学的探索,将更多原理应用于日常生活和尖端技术领域,真正实现科技造福人类。 ★入围2023年美国科学促进会「优秀科学图书奖」;《迷人的材料》《太阳系度假指南》作者联袂推荐。 壁虎如何攀爬?触觉的原理是什么? 高尔夫球、飞行器和船只的运动方式为何如此不同? 从冰川运动到硬盘驱动器的呼呼声,揭秘藏在万物表面的奇妙力量。 本书深入探讨了表面科学与摩擦力的关系,分析了摩擦力如何深刻影响人造世界与自然世界中的表面现象,并进一步阐述了如何利用表面科学的原理来精确操控黏性,这一能力甚至延伸至单个原子层面。在日常生活中,从每一步行走时空气分子微妙的影响,到办公时便利贴与胶水的使用、不粘锅的烹饪体验、指纹的独特性、壁虎“飞檐走壁”的奇迹,乃至荷叶“出淤泥而不染”的奥秘,这一切均源自表面间那些看似微小却威力巨大的力量。 物理学家温科莱斯将在此书中引领我们解开这些科学谜团,揭示出人类文明之所以能够取得如此辉煌的成就,在很大程度上得益于我们对表面科学的深刻理解和应用。此外,本书还精彩介绍了众多源于表面相互作用研究的实验成果与创新技术,这些成就不仅极大地丰富了人类的生活,也对科学研究产生了深远的影响。例如,受鲨鱼皮启发的速比涛泳衣,在游泳竞技中展现出卓越的性能;而基于壁虎超粘足原理研发的航天器抓持器,则为太空探索开辟了新的可能性。 劳丽·温科莱斯(Laurie Winkless) 爱尔兰物理学家和作家,拥有都柏林三一学院物理学和天体物理学双学位,以及伦敦大学空间科学硕士学位。后来她加入英国国家物理实验室,成为一名研究科学家,专门研究功能材料。 劳丽现居新西兰,15年来一直致力于向公众普及科学知识。与科研机构、工程公司、大学和NASA等展开了多项合作,并为《福布斯》《连线》《经济学人》等刊物撰写文章,内容从无人驾驶汽车到石墨烯膜,无所不包。
信号与噪声
《信号与噪声:大数据时代预测的科学与艺术》内容简介:书中涉及如下有趣又值得研究的问题:天气预报说降水概率为60%,你出门会带伞吗?被雷电击中的概率到底有多大?地震发生之前,我们真的无法预测吗?中情局为什么会忽略“9.11”恐怖袭击发生的信号?禽流感为何会突然爆发,又突然消失?为什么大数据时代的预测更容易失败?“信号”是我们想要和需要的事实,比如能帮助我们侦破早期鞋子炸弹案的信号。“噪声”则是另一回事,通常是不相干的信息,它阻碍或误导我们搜索信号。 人类每时每刻都需要对未来进行预测并制定相应的策略,如此国家、企业乃至个体才能持续发展,因此我们对于“下一刻会发生什么”倍加关注。在信息爆炸的大数据时代,随着我们的生活节奏变得越来越快,我们所要做出的预测的速度和数量都在不断增加。一个不容忽视的事实是,现实世界中的很多预测都失败了,由此付出了巨大的社会代价。“9.11”恐怖袭击事件、2008年金融危机、卡特里娜飓风、2011年日本大地震、禽流感肆虐,这些“黑天鹅”事件的发生在很大程度上应归咎于糟糕的预测,也就是说预测者们被众多信息中的噪声干扰,而忽视了其中真正的信号。 作者最为美国非常具有影响力的预测专家之一,检视了从飓风到地震、从经济到股市、从NBA到政治选举在内的众多领域的预测事例,旨在回答一个问题:如何才能从繁杂的海量数据中筛选出真正的信号,摒弃噪声的干扰,从而做出接近真相的预测。 真正优秀的预测者会用概率的方法思考问题,他们谦虚而且勤恳,他们能清楚地区分什么是不可预测的、什么是可预测的,他们注重能带领他们接近真相的成千上百个小细节,他们能辨识出什么是噪声、什么是信号。从全球经济的健康到战胜恐怖主义,都依靠预测的质量。《信号与噪声》可以给你想要的答案。 纳特•西尔弗,统计学家、作家和《纽约时报》政治性网站538.com的创始人。2008年美国大选期间他成功预测出49个州的选举结果,2012年大选期间更是成功预测出全部50个州的选举结果,被称为“神奇小子”。2009年,《时代》周刊将他评选为全球100位最具影响力的人物之一。
细说宋朝
本书叙述自宋太祖统一全国至元灭南宋期间的历史,涉及两宋、西夏、辽、金等政权的重要历史和人物。作者以“讲史”的形式,叙述了陈桥兵变、杯酒释兵权、澶渊之盟、靖康之变等重大事件,以及宋太祖、辽太祖、金太祖、宋仁宗、宋宗、岳飞、秦桧、文天祥等重要人物,并对民间传说中的杨家将、包拯、狸猫换太子等进行了历史的阐述,极富知识性与可读性。“细说体”既有生动的故事与真实的历史,又有颇具见地的评点,体例别具风采。 黎东方原名智廉,祖籍河南,1907年出生于江苏省东台县,被誉为“中国之汤因比”。其重要著作有《中国史之研究》、《中国上古史八论》、《西洋通史序论》、《中华民国简史》,长篇自传《平凡的我》,以及他所独创的“细说体”系列史书《细说三国》、《细说元朝》、《细说明朝》、《细说清朝》、《细说民国创立》等,还有大量英文著作和译著。