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【第4期·抽奖送书】从夸克到宇宙

2019-04-30 03:50阅读:
1 空间只是一种幻想!?
2 如何感知时间?
3 能对话的人工智能
4 虚拟货币与区块链
5 蝶与蛾:翅膀上的神秘图案
6 鼯鼠:乘风滑翔的小飞侠
7 新型蓄电池呼之欲出
8 免疫常识被颠覆
9 聚乙烯废塑料变燃油
10 辣不是一种味觉
11 献血会伤害身体吗?
12 用相机记录宇宙光辉
13 在灰烬中繁衍
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【第4期 · 抽奖送书】从夸克到宇宙
【第4期 · 抽奖送书】从夸克到宇宙

现代版的“至小”和“至大”
撰文/刘树勇
至小无内,谓之小一;至大无外,谓之大一。
这是先秦思想家惠施(也被尊称为“惠子”,是庄子的朋友)对于“大宇宙”(至大)和“小宇宙”(至小)的看法。这句话与下面要介绍的书名也有一定的关联:夸克和宇宙,竟有着异曲同工之妙。
《从夸克到宇宙:永无止境的科学探索》一书分为两个部分,“第一部分 向内看”,与“至小”之微粒有关;“第二部分 向外看”,与“至大”之宇宙有关。此书的作者和审校者都是中国科学院高能物理研究所的专家,都有丰富的科研经历和深厚的知识储备,在书中较为全面地介绍了宇宙学相关的理论—粒子物理学的知识,以及二者巧妙的联系。正像书中“宇宙圈”的示意图—蛇的尾巴衔在它的口中那样,今天,这幅图已经成为现代科学把宇观-宏观-微观的世界统一起来的一个象征,尺度跨越了五十多个数量级。而在这样巨大的范围,物理学的理论竟然能发挥着作用,可见物理学的神奇。
那么,物理学在如此大的范围之内怎样发挥其作用呢?毫无疑问,该书的作者正是要展示这样的一幅画卷。除了这幅“画卷”的幅度之大之外,作者还有细节上的尽力铺陈,向读者普及从原子到更基本的粒子、从引力理论到大爆炸理论的知识,内容极其丰富。
从现代科学,特别是现代物理学的发展中,有一部分的内容已经远离人们熟知的经验,要了解一些诸如量子或大爆炸之类的概念,需借助一些想象才能理解。对于读者来说,这样的理解过程也是很有意义的。
书中涉及的新发现紧贴研究前沿。如借助空间探测器已精确地验证宇宙微波背景辐射,与之相关的研究工作也是这些年的热门,其中两位科学家在2006年获得诺贝尔物理学奖。对于现代的粒子研究中的标准模型,从实验工作中已找到这个模型预言的最后一个粒子—希格斯粒子,在2013年向希格斯颁发了诺贝尔物理学奖。作者还大篇幅介绍了中微子的研究历程,特别是着重介绍了中国科学家研究中微子取得的突出成绩。当然还有引力波的探测,3位科学家获得了2017年的诺贝尔物理学奖。
人类的认识之所以有如此进展,与人们重视其基础研究有很大的关系。对此,作者指出:“不间断地、越来越深入地认识人类外部世界是人类文明进步的重要标志。”这种文明的表现是有目共睹的,而且我们深受其益,例如,手机就集成了大量的科技知识,或多或少地与这本书中的内容有所关联。正是这种知识“由于对物质的不断认识,所开发的越来越高级的设备与技术,对国民经济所需要的各种高科技也起到推动作用”。作者旨在说明,基础研究不可忽视,特别是像中国这样的大国,对于科技的发展应该有所担当。
在“后记”中,谢一冈又意犹未尽地对于他所从事的工作和书中涉及的部分人物进行了回顾,并且就书的副标题“永无止境的科学探索”有所发挥。他引用了美国科学家哈勃的话,即“随着距离的增加,我们知道的越来越少,并且知识迅速消失,直到我们无法再发现宇宙的标志性物体。然而,探索不会停止,探索精神比历史更悠久。它永远不会得到满足,也永远不会被遏制”。这种永无止境的探索会给我们带来什么呢?在人们的预期中,更多看到的是知识的积累,就像在该书40万字的篇幅中看到的。然而,就一般的读者来说,或许就如罗马帝国皇帝马克·奥勒留所说:“你擅长做什么?做一个好人吗?但如果不能对宇宙本性和人的本性有一些普遍的了解,又怎么成为一个好人呢?”这就是说,在享用大量的人类文明成果时,也应该要求自己做一个文明人。如果尚不能为文明的发展作出贡献,若能够了解一些人类的文明成果,或许也是一种可取的态度。

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