量子通信、量子計算、載人登月、火星探測、宇宙線觀測、中微子、托卡馬克裝置、超導材料……近年來頻頻出現在新聞熱點中的科學詞匯,都離不開一門基礎學科——物理學。
常言道:“學好數理化,走遍天下都不怕。”道理人人都懂,可對于非專業讀者而言,數理化知識似乎總是披著一層晦澀難懂的厚厚面紗,抽象的數學語言與環環相扣的邏輯推理,想必從學生時代起就困擾著不少人。也因此,常有網友調侃,“看到這類新聞都不好意思點開”“都是中文,可惜組合在一起就看不懂了”。
(資料圖)
所幸,科學家們也意識到了大家的困擾。于是,在現代物理已經走向高度細分、普通人難以自己建立起系統知識體系的今天,相當一部分領域內的科學家,愿意用深入淺出、形象有趣的科普作品,為公眾介紹學科發展的歷史、現況與前沿,從而幫助我們理解最新的科學進展,進而從最微觀到最宏觀的維度,從宇宙誕生到宇宙終結的時間點,來理解我們的世界。
讓我們開始吧!
《歡迎來到物理學的世界》
無論何時,我對理解的敬畏都勝過對無知的敬畏。
——道格拉斯·亞當斯
[英]吉姆·勒阿爾-哈利利 著
黃佳磊 譯
上海三聯書店
想要看懂最新的科學新聞,首先必須對現代物理學有基本了解。這本書簡明清晰地向我們介紹了現代物理學的三大支柱 :相對論、熱力學、量子力學,以及物理學的一些重要前沿問題和研究方向。
身為核物理學家與科普作家,作者借助物理學的方法論(即理論與實驗的相互印證),以尺度、時空、質能為框架,在不引入數學表達的情況下,將三大理論的重點與作者對物理學科的思考和對科學精神的推崇有機結合,使讀者不僅能夠獲得物理知識,更能領會到科學研究的意義。
《永不停息的宇宙 :
經典物理到量子物理的轉折》
量子力學奠基人之一玻恩的唯一一本科普著作。
[德]馬克斯·玻恩 著
左安浦 譯
北京聯合出版公司
現代物理學的基礎是相對論、熱力學和量子力學,大家應該對相對論如何打破經典物理時空觀的故事最為熟悉,那么量子物理又是如何突破經典物理的呢?
在本書中,玻恩由淺入深、從宏觀到微觀,首先介紹氣體、花粉等大分子的運動和性質,然后從原子、電子等微觀粒子入手,講述對終極粒子的探尋,加以光的波動說和粒子說理論,最后深入原子核內,探究質子和中子的本性,以及其中蘊含的巨大能量。
書中配有大量插圖,詳細生動地介紹了重要的實驗和原理,有助于讀者理解這一物理學史上重要的轉折時期。
《量子物理如何改變世界》
量子論從未出錯,但它只解釋現象,而不提供現實存在。
[意]卡洛·羅韋利 著
王子昂 譯
浙江科學技術出版社
量子理論自問世以來,為當今世界提供了無數的理論與科技成果,并且成為現代物理學的支柱之一。在量子理論出現前,人們一度以為經典物理的大廈已經建成,人類已經可以解釋世界運行的一切基本原理。
本書的作者從海森堡成功構建量子力學的數學結構開始,將可觀測量、概率、粒子性、態疊加、量子糾纏、多重宇宙等量子理論的主要內容,以科學家故事和精妙的比喻與思考串聯起來,讓普通讀者也能領略這一重新闡釋了我們如何存在于宇宙之中的強大理論。
《如何從頭開始做一個蘋果派:從原子起源到大爆炸,探索我們宇宙的配方》
想要從頭開始做一個蘋果派,你必須先創造宇宙。
——卡爾·薩根
[英]哈里·克利夫 著
劉小鷗 譯
中信出版集團
受卡爾·薩根這句名言的影響,粒子物理學家哈里·克里夫在這本書中開啟了對宇宙開端和物質本源的追尋。從亞原子粒子層面,到我們這個138億年宇宙乃至宇宙之外的不可見世界,他借助自己的親身經歷,帶領我們置身于地下幾百米處的大型物理實驗設備,前往科學新聞發布會現場,進入高精度深空觀測天文臺,將物理學界對前述兩者的不懈研究一一道來。
最終,你將獲得一份蘋果派的食譜,它同時也是目前我們解釋宇宙和萬物起源的最佳配方。
《萬物的終結:
宇宙毀滅的5種方式》
知悉宇宙的起源后,那么宇宙的終局呢?
[美]凱蒂·麥克 著
秦鵬 譯
北京聯合出版公司
在宇宙的開端過后,不妨來看看最后的最后會發生什么。身為天體物理學家(兼宇宙災難鑒賞家),作者帶我們領略了宇宙可能出現的五種結局:大坍縮、熱寂、大撕裂、真空衰變和反彈。
宇宙膨脹是否會一直持續下去,暗能量和熵如何影響宇宙的未來,宇宙終結之后又會發生什么……對于這些龐大的問題,作者避免了復雜的數學運算,而是采用通俗的文筆和恰到好處的插圖,通過量子力學、宇宙學、弦理論等前沿科學和主流觀念,向讀者展示了宇宙最遙遠的未來。
《優雅的物理》
格物以致理,萬物皆物理。
[法]艾蒂安·居永·若澤·比科
艾蒂安·雷加
伯努瓦·羅曼 著
[法]納伊斯·科克 繪
張詩若 譯
南海出版公司
對世界的最宏觀與最微觀尺度有了基本物理認知后,接下來看看我們身邊的物理學。
在本書中,研究材料物理與機械物理的作者們,將人們日常生活中最熟悉的一系列結構、材料與景觀(如蛛網、動物骨骼、玻璃、琴弦、教堂、大橋等),以物理學語言和知識進行解讀。
在這種全新的視角下,讀者不僅能夠分辨美,更能知悉許多美背后的物理原理。這不但不會消解我們對美的直觀體驗,反而讓美的意涵擴大了。最重要的是,自然界與人類制造出許多重復的美麗結構,其實這并不是一種選擇,而是物理規則下的必然。
《隨椋鳥飛行 :
復雜系統的奇境》
2021年諾貝爾物理學獎得主,揭示無序世界隱藏的規律。
[意]喬治·帕里西 著
文錚 譯
新星出版社
作者在2021年因其對解釋復雜系統做出的開創性貢獻而獲得諾貝爾物理學獎。他不僅發現了無序系統中存在規律,并且找出了描述它的數學方法。這項工作始于對棲息在羅馬的椋鳥群的數學和物理(或許還有生物)分析。
鳥群如何在沒有指揮的情況下快速變陣而不相撞?玻璃的熔融與金屬的磁化過程中,分子固定或變化的節點在哪里……作者通過自己的第一手研究經歷,帶我們重新走過他的科研與思索之路,最終憑借著對解決問題的堅持和巧思,“發現了從原子到行星尺度的物理系統中無序和漲落之間的相互作用”(諾貝爾物理學獎授獎辭)。
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留言截止日期:2023年8月18日
獲獎名單將在8月20日的閱讀之城推文中公布,敬請期待。
獲獎名單
8月6日“閱讀之城”獲獎名單
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