文科生如何就量子實體和相對論談笑風生？ 我讀過的10本有料有趣科普書

作為一個實體考過29分的理科學渣，上個月我集中看了大約10本相對論和量子力學方面的科普書，并且竟然也看懂了！迫不及待地想要分享我的感受給你：實體真美！科學真美！宇宙真美！如果僅僅因為畏懼理科算式和推導過程，就把整個宇宙無言的大美拒之門外，實在是文科生最大的遺憾，很多人甚至沒有意識到是自己造成了這種遺憾——你好歹要推開門看一看嘛！好的科普書一定是能把深奧的科學道理講得深入淺出的，隻要有初高中實體基礎這些書基本都能看懂，退一萬步講，有看不懂的地方也很正常啊，咱又不是專門學這個的，看不懂的地方直接跳過就好了，完全不影響你體驗實體學的詩意、簡潔和優美。

我之是以會讀科普書，是因為受到幾個月前讀過的一本書和一篇文章的影響，這本書和這篇文章也是今年影響我最大的讀物。4月底，我讀了《弗洛伊德遇見佛陀：精神分析與佛教論欲望》一書（點藍字檢視我寫的書評欲望重塑生活），這本書震撼了我，引領了我，解答了我的很多存而未覺的疑惑，也讓我對佛學生發出濃厚的興趣。後來各種機緣，找了一些佛學文化方面的書來讀，愈發覺得自己之前對佛教和佛教徒誤解頗深，關于生命的智慧所知甚少，是以對這方面的優質資訊就比較留意，前兩天剛做過一份相關書單，在這裡：是欲望指引我讀了這些書 | 11本有關精神分析與佛學的經典著作。

有一天上班地鐵上，看到一位記者朋友在朋友圈分享的文章，主題是中科院院士、南方科技大學校長朱清時演講的“實體學走近阿賴耶識”，他在演講中展示的現代頂級科學研究圖景竟然與2500年前佛學經典奧義異曲同工！實體研究竟然步入禅境！又是一番大震動，一種強烈的想要了解現代科學現狀的願望油然而生，就這樣，我又入了科普書的坑……讀了一些書後覺得很有意思，而且越讀越覺得科學與佛學、哲學的頂層确實有令人驚歎的互證關系。是以就順手做了這份書單，關注科學也是關注我們本身嘛。

1.《量子群星閃耀時》

。如果你多看兩本實體方面的科普書，就會知道20世紀最偉大的兩大理論，一是相對論，二是量子實體。這本書就講了19世紀末到20世紀上半葉，量子實體奠基者們——普朗克、德布羅意、薛定谔、玻恩、玻爾……那些絕頂聰明的實體學家們，他們不斷修正前人的經典理論又不斷自我修正，把人類帶進誇克的量子世界的故事。他們創立各自理論巅峰時年齡大多在二十幾歲，是以那一時期的量子實體學甚至被稱為“男孩實體學”。這些大男孩為我們打開微觀世界的大門後，又不斷從門後掏出一個又一個令人訝異的思維實驗和真正的實驗，他們之間互相啟發讨論，也吵得不可開交。沒錯，這就是一本有關量子實體學的八卦書，理論都在八卦裡！這些相愛相殺、亦師亦友的實體學家之間的故事，遠比我們普通人的生活更有趣。有時候我想，如果有導演是瘋狂的科普愛好者，願意拍一部量子實體學家們的故事，這本書提供的素材絕對鮮活！

2.《時間的形狀：相對論史話》

。這本書的作者是科普愛好者，但這不代表他的理論講解不嚴謹，語言風格幽默八卦，講解邏輯絲絲入扣，雖然剛開始不太習慣他的風趣，但是讀完至今一個多月，真真覺得這是一本非常有趣、有料、準确性高的基礎讀物。我的好多關于理論實體的基本概念都是通過這本書學到的，其中關于雙縫幹擾實驗、時空彎曲的形象比喻、黑洞到底是怎麼回事、宇宙間的四種力都讓我震撼無比（看實體科普書後感覺自己語言太貧乏了，隻會用震撼來形容），尤其是雙縫實驗揭示的光的波粒二重性、時空彎曲的本質，簡直太奇妙了！時間遠不止我們日常感受的那樣，它有形狀，有快慢，有更多神奇的面貌，而這一切都是我們芸芸衆生所不知的！他們在科學之路上走啊走，一直走到宇宙的盡頭，每個驚人發現不僅讓世人震驚，有時甚至連他們自己都不敢相信。宇宙太奇妙，以至于他們觸碰到上帝造物的禁區。我甚至還是以變成了愛因斯坦的迷妹，雖然已經夏末，還特意去買了一個E=MC2的T-shirt來穿。

3.《發現的樂趣：費曼演講·訪談集》

。如果讓我推薦一個科學界最會講科普的人，那一定是費曼。如果你隻想通過一本書了解量子力學，那就讀這本《發現的樂趣》吧！費曼是美國實體學家，推動原子彈研發的重要人物。他不僅是頂級的科學家，還特别風趣幽默，善于用輕松的方式直擊問題本質，化解難題。我們不僅能從他的這些演講、訪談中清晰了解到量子實體學誕生前後科學家和科研史上很多有趣的細節乃至深入淺出的科學知識，甚至還可以把它看成一本家教書——他在書中多處流露出他父親對他的教育的感激之情。那是位偉大的父親，是他用自己獨特的方式激發了小費曼對自然的好奇，塑造了他對生活和生命的良好心态，并且使他永葆幽默、質疑這些人類最可貴的精神。費曼自己也談到了他如科學教育的看法。我在想怎麼寫這本的推薦語時，又翻開了這本書，然後我發現自己就像從來沒有讀過一樣，依然能被費曼不時冒出的精彩言論擊中。我會重讀這本書。

4.《七堂極簡實體課》

。這本書很暢銷，非常薄，正文都不到100頁，午休一個小時就看完了。因為之前已經了解了一些有關量子實體和相對論的知識，這本書對我而言顯得不那麼解渴。不過對于想入門又怕自己看不懂的讀者來說，這本書确實可以起到普及作用，作者是一位現在仍在從事圈量子理論研究的實體學家，他在推薦序中就說了，這本書“是寫給那些對現代科學一無所知或知之甚少的朋友們的”。他分七個篇章扼要而準确地為我們打開了廣闊宇宙的大門。這七課分别是最美的理論（相對論），量子，宇宙的結構，粒子，空間的顆粒，機率、時間和黑洞的熱，最後一課講我們人類自己。幾乎所有科學研究和科普著作都會涉及到對終極問題的追問，世界從何而來？我們的意識何來？我們在宇宙中處在何種位置？這也正是科學和心理學、宗教能夠對話的地方。好像荔枝電台有演員黃磊的全書朗誦版賣，感興趣的也可以聽聽看。對了，這本書的包裝非常漂亮，精裝黑色封面灑金，隻是由于印刷工藝的原因，手摸上去會掉粉……

5.《世界為何存在？探索萬物之謎的奇妙旅程》

。科學的使命或說發展動力之一就是探索萬物起源，那麼科學的盡頭是什麼？幾乎所有科學問題最後都會歸向宗教和哲學。科學無法解釋的地方，把一切歸功于“造物主”确實更容易解釋些。經典力學、相對論和量子力學，每一個都開創了新紀元，但它們隻能在各自的領域風生水起，一旦把研究範圍擴充到從低速到高速、從低維到高緯的整個宇宙，它們在互相交叉的次元上還有沖突。科學家們一直在努力試圖找到能夠囊括這三種理論的宇宙大統一理論，這種努力也是對終極問題答案追尋的過程。那麼哲學家又在做什麼呢？他們對于終極問題的追問也從來沒有停息過。這本《世界為何存在》作者就是帶着這個問題，尋訪了很多著名的哲學家、宇宙學家、實體學家。閱讀過程中能夠感受到作者文辭優雅、性格溫和而富有教養，但是書裡面有太多關于邏輯學、本體論、存在主義的東西，因為我的哲學素養不夠，看起來雲裡霧裡，感覺作者跟哲學家之間的對話，還沒有他跟實體學家之間的對話更能看得懂……哎，這本書就是用來提醒我自己對哲學一無所知的。

6.《宇宙：從地球到宇宙邊緣的旅行》

。宇宙太大，我們所知甚少，當你通過閱讀科普書明明白白體會到這一點時，心中就會生出由衷的敬畏感和幸運感來。生命原本是一場奇迹，因為誕生在浩渺無邊、碩大無朋又沉寂無比的宇宙而顯得更加奇妙。更奇妙的是這生命還會思考，尤其願意追問起源問題——幾乎世界上所有民族都有關于起源的神話，這些神話都成為這些民族的文化基因，千百年來陪伴一代又一代的人類。實體學、航空航天學發展到今天，我們可以送宇宙飛船、宇宙望遠鏡到外太空、到宇宙的邊緣，去替我們看一看這個宇宙，去問候它并更多地認識它。這本《宇宙》是一大學普畫冊，它包含了經由哈勃望遠鏡、錢德拉X射線天文台和斯必澤空間望遠鏡等等巡航艦隊拍回的200多幅不可思議的畫面，并配以科學而富有詩意的講解。“在知識的邊緣，我們的求知欲在燃燒。我們渴望探索空間紋理的細微之處，探索宇宙的起源，時間的本質，黑洞的現象，以及我們思維的運作。”我得承認，是從小到大對宇宙的好奇，讓我對萬物保有好奇，樂于欣賞萬物之美，并對生活滿懷期待。而好奇心和美的享受，是我從宇宙中得到的最為寶貴的财富。我給這本書寫過一點感想，戳藍字可見：了解宇宙對我們有什麼用？

7.《愛與數學》

。如果沒有數學，就沒有相對論，如果沒有數學，就沒有量子力學。愛因斯坦為了推進自己的偉大研究，不得不重回大學學了一年數學。費曼也說，在實體學領域，沒有數學素養的人是無法完全了解這個世界的。在沒看科普書之前，我隻是模糊地知道數學很重要，但不知道它竟是科學界的通行語言，其中潛藏着我們這個宇宙的密碼。很多科學家也說，如果存在上帝，那麼上帝一定是數學家。我又對數學感興趣起來，上網搜選買了這本《愛與數學》，看完後覺得絕對值得推薦給所有初高中生和大學生看。這本書的作者是出生在蘇聯的猶太人，由于蘇聯的反猶政策和政治傳統，這個數學天才用自己的才華和對數學的愛，得到很多好心人的幫助——他們大都是蘇聯著名的數學家，由此他也在研究領域嶄露頭角。蘇聯剛剛開始對外開放的時候，他去到美國，本來是應邀短暫訪學，後來越來越多的蘇聯科學家留在了美國，他在搖擺中還是順從了對數學了追求和愛，留在哈佛大學、加州大學伯克利分校教授數學。讀這書的感覺很像在讀一位中國數學家的著作，可能因為我們都曾有過相近的曆史國情吧。這本書的網上簡介寫的挺好的，我直接錄在這裡吧：《愛與數學》有兩個主軸，一個是梳理經典的、令人驚歎的數學原理，另一個則是作者學習數學、研究數學，并成為21世紀最著名的數學家之一的個人經曆。他現在的主要研究課題是“朗蘭茲綱領”，它被視為數學領域的“大統一理論”，可以證明像費馬大定理之類的難題，也是把數學和量子實體學等其他自然科學連接配接起來的橋梁。

8.《無言的宇宙：隐藏在24個數學公式背後的故事》

。帶着《愛與數學》給我的溫暖和感動，我了解到數學科學跟實體學一樣，有非常多的分支領域，每個領域都有各自的精彩，于是又想系統了解下常常會在實體科普書中提到的開普勒定律、費馬大定理、麥克斯韋方程，還有常常會在我們出版社出版的科技書上看到的傅裡葉級數、偏微方程啥的到底是怎麼回事兒。作者挑選了在數學史影響力最大的24個公式，講述了它們背後的故事。這本書也讓我确信，數學家絕對是超級偉大的存在！他們中的一些人，甚至不用通過實體實驗的方式，就能推導出有着深層實體意義的延展公式，這些純粹的數學推導，僅僅因為數學家對數學“簡潔、優美”的信仰和孜孜追求就推導出來了，而且實體學家發現，自己辛辛苦苦做實驗得出的公式，數學家早在幾十年前就完成了推導過程，實體實驗沒有新發現，僅僅是對這些公式的驗證！這本書的作者讀過普林斯頓大學的數學博士學位，準确性有保障，書的包裝設計也很精美，隻有一個小小的遺憾，可能是印刷環節出了問題，有些根号印刷不全，少了上面的橫杠。

9.《上帝擲骰子嗎？量子實體學史話》。

這本書是前面提到的《時間的形狀》作者在書中多次膜拜、推薦過的書，也正是受了這本書的影響，他才寫出了《時間的形狀》這部緻敬作品。他們兩人分别對現代實體學兩大最重要的領域做出來最好的勾陳。雖然已經讀過《量子群星閃耀時》，但是也不妨礙我對那段驚動人心的歲月再做一次詳盡的回顧。愛因斯坦除了發明了相對論，還是量子力學的催生者之一，但是他對量子力學領域發展過程中提出的包括“随機性”“測不準”等實驗推導結果非常不滿意，當時與他齊名的頂級實體學家玻爾，帶領他的衆多學一起基于“随機性”深入探索量子領域，與愛因斯坦站在了對立面。愛因斯坦接受不了自然法則中竟然存在着根本的随機性，于是他說出了那句著名的“玻爾，上帝不擲骰子！”事實證明，愛因斯坦錯了，以玻爾為核心的哥本哈根學派，正是基于“非決定論”在微觀世界之發展出量子力學這一偉大學科。實體學發展至此，宇宙變得愈發神秘，“不确定”竟然也是它造物法則之一！是以你看，相對論很偉大，量子力學也很偉大，但是偉大和偉大之間還不能完全順暢地對話，科學家一直在努力找到能完美調和這兩大理論的終極理論。這個後面再說。

10.《<生活大爆炸>之科學揭秘：GEEK探索頻道》

。前面提到的書雖然有趣，但多少會讓還沒讀過科普書的人覺得不夠親切，來一本《<生活大爆炸>之科學揭秘》緩解下對智商的碾壓吧！這本書雖然也是科普書，但是因為電視劇的熱播而顯得更接地氣。《生活大爆炸》是一部“技術含量很高”的肥皂劇。不光是普通觀衆，科學家也愛《生活大爆炸》，包括霍金在内的實體學家甚至客串出演，簡直棒呆了！在這本書中，詳盡解釋了電視劇中出現的科學道理和典故。包括謝爾頓高深的弦理論、宇宙大爆炸理論等等。這本書以一種最深入淺出的方式，帶領大家重溫電視劇中一帶而過的隻言片語所載的科學的重量，閱讀過程中謝耳朵一夥人的GEEK生活畫面不時閃現，貨真價實有料又有趣！

除了前面這些書，我還從家裡的床底下翻出了寶爸買的

《圖解時間簡史》

，因為是對霍金

《時間簡史》

的大衆普及版，是以知識點做得非常細。但是個别處文字為了應和排版設計，有些不必要的重複，影響倒不是很大。這也促使我要讀還是讀原著，不要讀圖解之類的，是以我又去買了霍金的

《果殼中的宇宙》

和

《大設計》

。要知道，霍金是“活着的愛因斯坦”，我可不想留下跟偉大科學家生活在同時代卻不了解他的理論的遺憾。還買了一本

《量子時刻》

，還沒讀。打算買

《宇宙的琴弦》

，這是一本介紹弦理論的書，弦理論就是目前宇宙大統一理論中呼聲最高的候選理論。

說了這麼多，講個故事吧，反正我也已經唠叨了這麼多了——費曼在康奈爾大學校園的咖啡館裡坐着聽兩個女兒閑聊，其中一個對另一個解釋：“如果你想得到一條直線，你可以這麼做：你起每一行時，你都要向右邊走一個固定的距離，也就是說，你每走一行時都要走一個相同的量，那麼你就能得到一條直線。假設你還有一條線從另一邊過來，然後你想計算出這兩條線在哪裡相交。假設這條線，你每向上移動一個量，它就右移動了兩個量；而另一條直線，每向上移動一個量，它就向右移動三個量，而它們一開始相距20步……”。費曼聽得目瞪口呆，他說自己以前真不知道女性的心智能夠了解解析幾何，而且她竟然還算出了交點在什麼地方！再聽下去，他才弄明白她們在談什麼，竟然是一個女孩教另一個女孩怎麼織菱形花紋的短襪！

《愛與數學》的作者也在書中講了一個小故事：一個醉漢可能不知道2/3和3/5哪個大，但他肯定清楚三個人分兩瓶伏特加比五個人分三瓶好。他還提到蘇聯數學泰鬥蓋爾範德講過的另一個笑話“20世紀初，有人在參加派對時問一位實體學家：你能解釋下無線電報的工作原理嗎？這位實體學家回答說：很簡單啊。你首先要知道普通電報是如何工作的：你可以想象有一條狗，狗頭在倫敦，狗尾巴在巴黎。你在巴黎拉一下狗尾巴，狗就會在倫敦叫起來。無線電報的原理跟普通電報差不多，隻不過沒有狗”。沒有狗……沒有……狗……

你看，實體學沒有你想象的那麼不可接近，實體學家因為純粹和機智，甚至比普通人更有趣。他們往往既是科學家，也是藝術家，既能擺弄原子、電子，也能彈奏鋼琴、小提琴。如果你對科學感到畏懼，那一定是科普的姿勢不對！去讀書吧，你所收獲的一定比你想象的更多。

原文釋出時間為：2016.09.22

本文作者：寫作訓練營

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簡書

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