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作者[美] 伦纳德·蒙洛迪诺
出版社民主与建设出版社
ISBN9787513931182
出版时间2020-10
装帧平装
开本32开
定价42元
货号29130850
上书时间2024-11-06
每年获得物理学博士学位的美国人只有不到八百人,放眼世界,这个数字可能也只有数千人。然而,这一小群人的发现与创新却影响了我们生活和思考的方式。从 X 射线、激光、无线电波、晶体管、原子能 — 原子武器 — 到我们对空间和时间,乃至宇宙本质的看法,这一切都来自这群有着奉献精神的个体。成为一名物理学家,意味着拥有改变世界的巨大潜力,并且分享值得骄傲的历史和传统。
对于物理学家来说,重要的时光就是研究生在读和刚刚毕业的那段日子。那是发现自我、构筑自身职业生涯的时期。本书所描述的就是我在 1981 年毕业以后的经历,当时我是世界研究机构加州理工学院(California Institute of Technology)的教员。
我在那里的经历与以往有所不同。初来加州理工,我的内心十分迷茫恐惧。我对自己的能力信心不足,对未来的愿景也倍感迷茫。非常幸运的是,分配给我的办公室竟然与 21 世纪伟大的物理学家之一理查德·费曼(Richard Feynman)同层。这位费曼先生,正是那个在 1986 年航天飞机委员会(Space Shuttle Commission)上揭开 O 形环失效之谜的人:他将 O 形环浸在冰水中,然后把它拿出来放在桌子上反复击打,以证明 O 形环已经变得易碎,从而登上了各大世界性媒体的头条。这就是费曼风格的事件:用常识战胜计算机模型,用真知灼见击败数学方程。此前一年,费曼脍炙人口的回忆录《别闹了,费曼先生》( Surely You’re Joking, Mr. Feynman )引爆了畅销书排行榜。自1988 年去世之后,费曼俨然就是大众眼中的现代爱因斯坦。
而在 1981 年,尽管费曼早在几十年前就已经是物理界的传奇人物,但在这个圈子之外,他依旧默默无闻。
我有幸获得这份教职源于我有关无限维量子理论的博士论文受到了一些知名物理学家的关注。同层就有两位诺贝尔奖得主,周围全是国内秀的学生,我真的适合这里吗?日复一日,我来到办公室,思考物理学中的伟大难题,却毫无头绪。我认定自己之前的成就不过是侥幸而已,我难以再度做出任何有价值的发现。我忽然间明白了加州理工的自杀率高居全美院校榜首的理由。
那一天,我鼓起勇气敲响了费曼办公室的门,出乎意料的是,他接待了我。因为身患致命的癌症,他刚刚经历过第二次手术。在接下来的两年里,我们聊过很多次,我有机会向他请教一些问题,诸如:我该如何确认自己是否具备成功的必要条件?科学家是如何思考的?创造力的本质是什么?在这位著名科学家生命后的时光里,我找到了自己所寻求的科学和科学家的本质。除此之外,我还发现了一种全新的生活态度。
本书主要是关于 1981 年冬天起我在加州理工年的经历。可以说,这是一个年轻的物理学家试图在世界上找到自己一席之地的故事,也是一个不久于人世的年迈知名物理学家如何用自己的智慧帮助这位年轻人的故事。但是,它同时记录了理查德·费曼生命后几年的故事,他与诺贝尔奖得主默里·盖尔曼(Murray Gell - Mann)的观点碰撞以及如今物理学和宇宙学的前沿理论 — 弦理论的滥觞。
书中所讲述的都是真实发生的事情,并非虚构的小说。我将自己和费曼的许多对话都做了笔记并且进行了录音,因为我实在是非常敬佩他。书中楷体字的段落就是基于这些笔记和某些讨论的记录。我在书中所讲述的一切都是自己的亲身经历。除了历史人物和被我引用了具体作品的人 — 费曼、默里·盖尔曼、海伦·塔克(Helen Tuck)、约翰·施瓦茨(John Schwarz)、马克·希拉里(Mark Hillery)和尼克·帕帕尼古劳(Nick Papanicolaou) — 之外,我还对一些人物的名字和性格略加改动,以便更好地叙述这段经历。
对于加州理工,我内心充满感恩,那是一个充满活力并且极具吸引力的研究场所,我也为它曾经给予我的信任而感激不尽;我尤其要感谢已故的理查德·费曼,谢谢他教给我许多宝贵的人生课程。
费曼被称为“现代爱因斯坦”,其独特的思维方式和充满活力的生活态度,备受比尔·盖茨、乔布斯、埃隆·马斯克、拉里·佩奇等科技巨头的推崇。
本书作者被誉为“*会讲故事的物理学家”,擅长把深奥的前沿物理理论讲述的通俗明了。在费曼人生的*后几年,他贴身陪同、深度访谈,侧写了费曼*后的人生故事,也记录了费曼与诺贝尔奖得主盖曼之间的竞争以及弦理论的开端。
这本书不仅普及了前沿物理知识,字里行间也充斥着人生启发。在费曼的启发之下,本书作者重新认识了科学的本质,并对人生产生了全新的见解,此后转型为好莱坞剧作家并大获成功,作者以剧作家的手法,把本书写得充满节奏感,极具可读性。
伦纳德•蒙洛迪诺(Leonard Mlodinow),著名理论物理学家、好莱坞剧作家、电脑游戏制作人。与史蒂芬·霍金合著经典科普书《时间简史》和《大设计》,还著有畅销书《醉汉的脚步:随机性如何主宰我们的生活》《潜意识》《思维简史》等,其中《醉汉的脚步》一书获得“编辑推荐奖”“年度影响力书籍”,并入围英国皇家学会图书奖。
他还是好莱坞电影《星际迷航:下一代》的编剧,曾与斯蒂芬·斯皮尔伯格、罗宾·威廉姆斯以及迪士尼公司合作制作游戏并斩获数项大奖。
前 言 / 001
章 / 005
第二章 / 011
第三章 / 017
第四章 / 025
第五章 / 039
第六章 / 047
第七章 / 055
第八章 / 065
第九章 / 073
第十章 / 087
第十一章 / 091
第十二章 / 099
第十三章 / 111
第十四章 / 117
第十五章 / 125
第十六章 / 133
第十七章 / 137
第十八章 / 147
第十九章 / 155
第二十章 / 161
第二十一章 / 165
第二十二章 / 175
第二十三章 / 179
第二十四章 / 183
致 谢 / 191
扩展阅读 / 192
费曼被称为“现代爱因斯坦”,其独特的思维方式和充满活力的生活态度,备受比尔·盖茨、乔布斯、埃隆·马斯克、拉里·佩奇等科技巨头的推崇。
本书作者被誉为“*会讲故事的物理学家”,擅长把深奥的前沿物理理论讲述的通俗明了。在费曼人生的*后几年,他贴身陪同、深度访谈,侧写了费曼*后的人生故事,也记录了费曼与诺贝尔奖得主盖曼之间的竞争以及弦理论的开端。
这本书不仅普及了前沿物理知识,字里行间也充斥着人生启发。在费曼的启发之下,本书作者重新认识了科学的本质,并对人生产生了全新的见解,此后转型为好莱坞剧作家并大获成功,作者以剧作家的手法,把本书写得充满节奏感,极具可读性。
伦纳德•蒙洛迪诺(Leonard Mlodinow),著名理论物理学家、好莱坞剧作家、电脑游戏制作人。与史蒂芬·霍金合著经典科普书《时间简史》和《大设计》,还著有畅销书《醉汉的脚步:随机性如何主宰我们的生活》《潜意识》《思维简史》等,其中《醉汉的脚步》一书获得“编辑推荐奖”“年度影响力书籍”,并入围英国皇家学会图书奖。
他还是好莱坞电影《星际迷航:下一代》的编剧,曾与斯蒂芬·斯皮尔伯格、罗宾·威廉姆斯以及迪士尼公司合作制作游戏并斩获数项大奖。
章
在帕萨迪纳(Pasadena)的加利福尼亚林荫大道(California Boulevard)上,橄榄树成排的加州理工校园一幢灰色的水泥建筑里,一位瘦削的长发男子走进了他简朴的办公室。一些年纪还不及这位教授三分之一的学生停下脚步,在走廊上望着他。即使他今天不来上班,也不会有人说什么,只是,任何事都无法阻止他前来,尤其是手术,他再也不允许手术的影响去破坏日常生活。
户外,明亮的阳光洒在棕榈树上,但是已不再如夏日那般酷热。群山拔地而起,山上的棕色渐退,开始披上绿色的新装,更适宜植被生长的冬季就要来临。这位教授不知道自己还能再亲眼见证多少次季节的交替变化;他深知自己患上了一种无药可医的疾病。他热爱生命,但同样尊重自然法则,而不是盲目相信奇迹。1978 年夏天,当他首次发现自己身患罕见癌症时,就查阅了文献资料。根据记录,这种病的五年生存率一般不到 10%。实际上,没有人能存活十年。而他已经进入了自己的第四年。
大约四十年前,在他跟这些学生差不多年纪时,就给著名期刊《物理评论》(Physical Review)寄过一系列论文。这些论文涉及一些新奇的小图 ,它们虽不及物理学所使用的标准数学语言正式,却带来了思考量子力学的全新方式,当时鲜少有人相信他的方法,但是他暗在心中揣度,如果有一天,期刊上登载的全是他的图,那该多有意思啊。事实证明,这些图所表示的方法不仅准确无误、颇为实用,而且还具有划时代的意义,到了 1981 年底,《物理评论》中随处可见他的小图。它们几乎可以媲美那些名垂青史的经典图例。他完全可以与那些知名人物并驾齐驱,至少在科学界是这样的。
过去几年里,教授一直在研究一个新问题。他学生时代即已提出的方法在应用于量子电动力学(Quantum Electrodynamics)的理论时取得了巨大的成功。这一理论研究的是电磁力控制围绕原子核运动的电子的行为。这些电子赋予原子化学性质和光谱特性(它们发射和吸收一系列的光)。因此,研究这些特殊电子及其行为的物理学分支就被称为原子物理学(Atomic Physics)。自从这位教授的学生时代以来,物理学家早已在核物理学(Nuclear Physics)这一新领域中取得了伟大的进展。核物理学的研究不仅关注原子的电子结构,还涉及原子核内质子和中子之间可能产生的更加剧烈的相互作用。尽管质子同样受到控制原子中电子行为电磁力的作用,但这些相互作用主要由一种新的力来控制,并且它的强度远远超过电磁力。它有一个贴切的名字叫作“强核力”(Strong Force)。
为了描述这种强核力,人们创造出一种全新的理论。这一理论与量子电动力学在数学上有一定的相似之处,它的命名也反映出了这一点 — 量子色动力学(Quantum Chromod-ynamics,尽管名字中带有“色”字,但是它与我们所认知的颜色无关)。原则上,量子色动力学精确且定量地描述了质子、中子和相关粒子以及它们之间的相互作用 — 它们如何相互结合,或者在碰撞中如何表现。但是,我们应该怎样从理论中提炼出对这些过程的描述呢?教授的方法大体上适用于这一新理论,只不过存在一些实际困难。虽然量子色动力学已经取得了一定的成就,但是在许多情况下,无论是教授本人还是其他人,都不知道如何利用他的图或者其他方法从理论中获得精确的数值预测。理论学者甚至无法计算出质子的质量 — 这是一个非常基本的物理量,很早以前就被实验人员精确测量出来过。
教授想,在仅剩的几个月或者几年光阴里,或许他还将继续与量子色动力学,这一当时公认重要的问题之一打交道。为了积蓄研究所需要的精力和意志,他告诉自己,多年来无法成功攻克这一难题的人,都缺乏他所具备的某些特质。至于这些特质是什么,理查德·费曼本人也不太确定:
可能是一种古怪的生活态度。不管这些特质是什么,它们都功不可没 — 他曾获得过一次诺贝尔奖,不过,如果考虑到他整个职业生涯在各个领域所取得的重要突破,那么或许再颁给他两三次奖也不为过。
与此同时,1980 年,在伯克利以北几百千米的地方,一个年轻人发表了几篇论文,用自己的新方法解决了原子物理学中一些古老的谜团。他的方法为一些难题提供了思路,但是依旧存在一个问题。他想象中的世界是一个具有无穷多个维度的空间。在这个世界里,不仅有上 / 下、左 / 右和前 / 后,还有数不清的其他方向。研究这样的宇宙,对我们生存的三维空间真的有用吗?是否可以将这种方法推广到其他研究,比如更加超前的核物理领域?事实证明,这一方法的前景不可限量,这位年轻人还因此获得了加州理工的初级教职,而且和费曼在同一层办公。
在收到这份工作邀约的当晚,我回想起自己前半生的经历,我曾经躺在床上,想象第二天初中开学的情景。我还记得,自己担心的就是体育课 — 课后要在其他男孩面前洗澡。其实我真正惧怕的是别人的嘲笑。到了加州理工,可能我也会面临这些问题。在帕萨迪纳,没有指导教授,没有辅导教员,我只能自己想办法解决秀的物理学家所能想到的困难问题。对我来说,无法提出卓越见解的物理学家和“活死人”差不多。在加州理工这样的地方,他同样会遭到排挤,并且很快就会下岗。
那么我到底有没有卓越的见解呢?还是我的问题本身就有问题呢?于是,我便去找同层办公室里那位瘦骨嶙峋、即将不久于人世的长发教授聊天。他所告诉我的,正是本书所要传达的主题。
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