银河角落的科学夜话（21个被科学之美治愈的晚上，21篇诗意散文读懂五大领域通识新知）

序
在现如今的社会，要想在生活中完全不接触科学，就好比到海产丰富的沿海港口城市旅游，却一口海鲜都没吃就回去了一样。科学宛如一座秘密花园，被方程式和专业术语的墙壁围住，仅是路过则难以了解其魅力所在。而在这座花园的墙壁上开“窥视小窗”便是我们这些科学家的职责了。
于是，在主题未定时，我便决定写一本把科学趣味的核心传递出去的书。一个偶然的契机，我把这个想法告诉了一位出版社的朋友，但他立刻否定了我的想法，理由是科学随笔卖不好。我的本职工作是研究量子力学，取而代之，这位朋友帮我出版了一本不用公式讲解量子力学的书。
那本讲量子力学的书碰巧被朝日出版社的编辑看到了，他联系我说：“如果能将您不怎么显出科学家风格的文笔修改得更简明易懂的话，或许科学随笔也能成功出版。”随后，我在网上公开了部分内容，经过测试后，这本书终于面世了。
或许出版社希望这是一本主题能够更加明确的书，但终成品却是一本科学随笔，内容又五花八门。其实，开始我对这本书的想法也经历了许多曲折，因此现在这个成品我已经颇为满足了。毕竟自由的思想才是科学发展的原动力。
本书包括现代科学诸多领域的成果，以及与之相关的人类的故事中吸引我的部分，大致可以分为宇宙、原子世界、人类社会、伦理和生命五部分。其中大部分都是近的研究，但也有300多年前的发现。不过每个话题都不太常见，相信各位读者也一定能从书中找到新发现。
每章都是独立的内容，基本上可以在15分钟至20分钟内读完。虽然书名有“夜话”二字，但并不限制阅读时间，各位读者可以在早晨上班的地铁中、午休时刻和傍晚闲来无事时，随意翻开一章探寻科学的乐趣。
阅读文章常常让人感到疲惫，令人萎靡，特别是现如今网络上充满内容各异的短篇，更会让人感到疲惫不堪。我希望在精妙的科学镜面上反映出的神秘而晴朗的世界能够帮助各位读者从这种郁闷的阴霾中解放出来。
这本书的面世也经历了一些坎坷，所以我首先要感谢本书的编辑大槻美和。她还帮我挑选了许多非常合适的插画。每一章写完我都会请我的大学同学兼人生导师——久须美雅昭读一遍，他不但认真阅读，还会提出宝贵的意见。对此，我感激不尽。此外，在写作过程中，我的妻子由美一直默默忍受着我总是板着脸来回
走动妨碍她做事的举动，对她我也要表示特别的感谢。

在宇宙中，何为永恒？
转瞬即逝的流星来自何方？
给诗人以灵感的梦境与脑科学有何关联？
面对“电车难题”，人工智能会做出什么选择？
人类科技可以让忘记了怎么飞的鸟儿再次学会飞行吗？
这是一本风格独特的科普散文集，涵盖宇宙、粒子、数学与社会学、伦理学、生物学五个方面。日本物理学家全卓树以细腻而富有诗意的语言道出他观察世界产生的思考，讲述在地球这颗银河角落小小星球上的科学发现。这21篇精致的“科学夜话”将会告诉你现实比幻想更加不可思议，让你感受科学的美妙与惊异。

在宇宙中，何为永恒？
转瞬即逝的流星来自何方？
给诗人以灵感的梦境与脑科学有何关联？
面对“电车难题”，人工智能会做出什么选择？
人类科技可以让忘记了怎么飞的鸟儿再次学会飞行吗？
这是一本风格独特的科普散文集，涵盖宇宙、粒子、数学与社会学、伦理学、生物学五个方面。日本物理学家全卓树以细腻而富有诗意的语言道出他观察世界产生的思考，讲述在地球这颗银河角落小小星球上的科学发现。这21篇精致的“科学夜话”将会告诉你现实比幻想更加不可思议，让你感受科学的美妙与惊异。

全卓树
1958年出生于京都，成长于东京。他毕业于东京大学，获得理学部物理系博士学位，博士论文为原子核反应的微观理论相关研究。主要研究量子力学、数学物理学、社会物理学。曾在美国佐治亚大学、马里兰大学，日本法政大学等处任职，现为高知工科大学理论物理学教授。

天空篇
第1夜  海边的永远
第2夜  流星雨的夜晚
第3夜  居住在世界中心的黑暗
第4夜  拉格朗日点

原子篇
第5夜  探索真空
第6夜  贝克勒尔博士的遥远记忆
第7夜  西拉德博士与死亡的连锁分裂
第8夜  埃弗雷特的无限分歧宇宙

数理社会篇
第9夜   概率与错误
第10夜  PageRank——多数决与社会评价
第11夜  人云亦云的社会学
第12夜  三个臭皮匠赛过诸葛亮
第13夜  多数决中不为人知的力量

伦理篇
第14夜  想不起来的梦的伦理学
第15夜  语言与看世界的方式
第16夜  电车难题的射程

生命篇
第17夜  分子生物学家、遭遇遗传的真相
第18夜  蚂蚁们的纯净世界
第19夜  蚂蚁与自由
第20夜  飞越银河的蝴蝶
第21夜  率领候鸟

在宇宙中，何为永恒？
转瞬即逝的流星来自何方？
给诗人以灵感的梦境与脑科学有何关联？
面对“电车难题”，人工智能会做出什么选择？
人类科技可以让忘记了怎么飞的鸟儿再次学会飞行吗？
这是一本风格独特的科普散文集，涵盖宇宙、粒子、数学与社会学、伦理学、生物学五个方面。日本物理学家全卓树以细腻而富有诗意的语言道出他观察世界产生的思考，讲述在地球这颗银河角落小小星球上的科学发现。这21篇精致的“科学夜话”将会告诉你现实比幻想更加不可思议，让你感受科学的美妙与惊异。

全卓树
1958年出生于京都，成长于东京。他毕业于东京大学，获得理学部物理系博士学位，博士论文为原子核反应的微观理论相关研究。主要研究量子力学、数学物理学、社会物理学。曾在美国佐治亚大学、马里兰大学，日本法政大学等处任职，现为高知工科大学理论物理学教授。

第1夜
海边的永远
伫立在海边，静静聆听层层海浪拍打岸边的声音，心中便会浮现出“永远”这个词。
死亡与静止恐怕并不是永远的安宁。死后便褪色破败——万物皆如此，世界冷酷无情地任时光流逝，而这也是热力学第二定律的本质。即便是被人类视作象征永远的钻石光芒，也绝非真正的“永远”。30亿年前，天然钻石形成于超高温高压的地底岩浆中，这一过程无可复制，却会在几十亿年后全部化为灰烬。
或许那些不断循环、周而复始的东西才能称为“永远”吧。比如潮涨潮落的反反复复，从太古时期便始终不变的昼夜交替，月亮的盈亏等，我们只有在这些永恒的周期运动中，才能寻觅到“永远”。
但事实上，每天太阳的升起和落下、月亮的盈满残亏、潮起潮落的节奏都并非一成不变。如果从几亿年的时间维度来看，即便是一天的长度也在发生改变。
一天的时长在以每年0.000 017秒的速度变长。而发生这种变化的原因，是每天月亮引发潮涨潮落时，海水与海底之间产生的摩擦导致地球旋转出现了微弱的减速。在其反作用力下，月亮获得角动量，并以每年3.8厘米的速度离地球越来越远。由此，每月的时长也略有变长。
珊瑚表面刻着日复一日潮涨潮落的纹路。将珊瑚纹路四季不同的深浅拿来对比就会发现，上面正好有与一年365天相对应的环纹数。然而，考古学家科林·斯克鲁顿（Colin Scrutton）对3.5亿年前的澳大利亚珊瑚化石标本进行调查后发现，珊瑚体壁上刻有385条环纹。也就是说，那时的地球一年有385天。随后通过计算，人们发现当时的一天只有不足23小时。通过相同的数据积累，学者们推算6亿年前地球上每一天的时长为22小时左右，而9亿年前则只有20小时左右。
天文学家的计算结果显示，500亿年后，地球上一天的时长将相当于如今的45天左右。届时，一天的时长将与现在一个半月的时长差不多，地球将总是以同一个面朝向月球。到那时，地球上将会出现总能看到月亮的国家和永远看不到月亮的国家。而一直远离地球的月球也将会比太阳看起来小得多，因此，地球上的我们将永远看不到日全食了。无论在地球上的哪个海边，也不会再看到潮起潮落。
不过，这幅寂寥的光景恐怕我们的子孙后代也是看不到的。因为早在那么遥远的未来到来之前，变成红巨星的太阳就将把月球和地球全部吞没，并燃烧殆尽。
我们的世界并不存在永劫的回归，因此“永远”应该也并不存在。众所周知，出生于19世纪的德国哲学家尼采提出了“永劫回归”这个概念。翻阅他的著作，努力读懂他那充满文学修辞又晦涩难懂的教义后，我从他的书中大致总结出以下内容：
虽然在这个世界上，事物的变化不断循环，曾经发生过的一切几乎都会重复上演，但终决定是否要重来一遍的是我们的想法。所谓“超人”（具有非凡能力之人），会肯定自己前世的一切，他会做出让世界“永劫回归”的决定。精神的韵律、肉体的脉动，生命的死亡和再生的律动，其实是人类的意志试图将现实中不可能存在的永劫回归的理念带到这个世界上，绝非其他。
尼采眼中的“永远”究竟是病魔缠身之下的幻影还是世界的真实面貌，我们不得而知。但遵循我们的想法度过的每一天的循环，日出前渔港的热闹，大城市早晨人挤人的地铁，随着信号灯颜色的变化从十字路口涌出的人流和车流，午饭时主持人播报新闻时一成不变的声音……这些人类世界不会停止下来的律动才赋予了我们这个世界意义，也支撑着我们的世界继续存在，这应该是不争的事实吧。
如果世界上真的存在能够让人预感永劫回归、预感永远的某样东西，那应该就是尼采说的那种摆脱毁灭、追求重生的生命的意志了吧。
世界的存在以及证明世界的存在都需要有能够守望世界运行的认识主体。或许“永远”并不是海浪的律动本身，而是存在于能够在那个律动中感知无限重复的我们的意识之中。可以说“永远”正是存在于诞生、成长、繁衍、死亡这些无尽循环的每一个瞬间和生命意识的所有瞬间之中。

★ 与宇宙相比，人类的存在虽然微不足道，但为了弄清这个世界的真实面貌，我们日夜不停地努力着。本书是这一漫长历程中的成果。——《北海道新闻》书评