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三体中的物理学

  • 定价: ¥48
  • ISBN:9787571001483
  • 开 本:16开 平装
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  • 折扣:
  • 出版社:湖南科技
  • 页数:278页
  • 作者:李淼
  • 立即节省:
  • 2019-05-01 第1版
  • 2019-05-01 第1次印刷
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导语

  

    世界华人科普金奖作品!理论物理学家、文津图书奖得主李淼献给《三体》迷和科学爱好者的科普经典,全新修订升级!
    以《三体》中的科幻内容为起点描绘现代物理学的宇宙图景!
    刘慈欣亲笔作序,姬十三、韩松、严锋推荐!

内容提要

  

    这是一本特别的科普书。物理学家李淼以刘慈欣的科幻小说《三体》为起点,介绍了令人耳目一新的现代物理学和现代宇宙学知识。
    宇宙的生死,世界的实在性和不确定性,乃至人的自由意志,在李淼的笔下妙趣横生;智子、水滴、二向箔、思想钢印等《三体》中的超级神器,他也一一分析了能否真正在现实中出现。
    《三体》涉及的种种科学问题,你都可以在这本书中找到权威的答案,从而深入地领略《三体》的意趣;如果你还没有读过《三体》,这本书也会带你进入一个奇异的新世界,让你充分感受科学的魅力,惊叹物理学为人类提供的可能性。

媒体推荐

    读完《〈三体〉中的物理学》后,我对李老师的眼界和胸怀深为敬佩,为之折服。本书几乎涉及物理学和宇宙学前沿的所有方面,在一本篇幅不长的书中展现了如此广阔的视野,呈现出如此丰富的内容,令人赞叹。
    ——《三体》作者  刘慈欣
    用前沿科学对《三体》世界进行支撑,用烧脑理论让《三体》的意义进一步延伸。
    ——复旦大学教授  严锋
    作为理论物理学大家,李淼为科幻小说《三体》做了一件重要的事情,让我们看到了科学与艺术融合的大美。
    ——科幻作家  韩松
    作者从《三体》中的物理学入手,描绘了一幅由《三体》衍生的现代物理学图景,严谨而不失想象力,堪称科幻与科普的完美结合。
    ——果壳网创始人  姬十三

作者简介

    李淼,理论物理学家、畅销科普作家、文津图书奖得主。1982年毕业于北京大学天体物理专业,1984年获中国科技大学理学硕士学位。1989年赴丹麦哥本哈根大学玻尔研究所学习,1990年获哲学博士学位。1990年起先后在美国加州大学圣塔芭芭拉分校、布朗大学任研究助理教授,1996年在芝加哥大学费米研究所任高级研究助理。1999年回国,任中国科学院理论物理研究所研究员、博士生导师。2013年赴中山大学筹建天文与空间科学研究院并任院长。现为南方科技大学教授。身为大物理学家的李淼也活跃于科普领域,作品深受读者欢迎,屡获大奖。代表作有《给孩子讲量子力学》《给孩子讲宇宙》《给孩子讲相对论》《给孩子讲时间简史》《〈三体〉中的物理学》等。

目录

第1章  宇宙与智慧
第2章  时间与空间(上)
第3章  时间与空间(下)
第4章  黑洞和黑域
第5章  宇宙的生与死
第6章  不确定的世界
第7章  实在性、诡异的“超距作用”和贝尔不等式
第8章  智子和量子通信(上)
第9章  智子和量子通信(下)
第10章  神奇的水滴
第11章  物质的深层结构
第12章  思想钢印和自由意志——人类有自由意志吗?(上)
第13章  思想钢印和自由意志——人类有自由意志吗?(下)
第14章  三维人进入四维会发生什么?
第15章  曲率驱动星际旅行
第16章  二向箔和空间灾变
第17章  庞加莱回归、熵增以及宇宙大爆炸
第18章  引力波天线
第19章  宇宙永生?
第20章  黑暗森林
结束语
附录

前言

  

    一转眼,《<三体>中的物理学》出版已经四年了,我完成书稿也超过五年了。当年,我本来是没有打算写这么一本书的,毕竟,尽管《三体》当年已然大热,但涉及的科学知识实在太驳杂,要写好一本解释其中涉及科学的部分的书很不容易。
    但是,我还是在微博上写了《三体》中的一个物理学问题,给自己惹来了麻烦——《三体》粉纷纷赶来,要求我继续写。就这样,我在微博上写了几篇。2013年,我的工作从中国科学院换到了位于广州的中山大学。当时,我最重的任务是要在一无所有中重建中大的天文专业以及相关的专业,只能抽出一点时间来完成书稿。正因为如此,我对完成后的书稿一点也不满意,因为它不够通俗,离我心目中的好科普书的标准相去甚远。好在,《科幻世界》的主编兼《<三体>中的物理学》的编辑姚海军先生对我说,其实书的内容有点高大上也是一种风格,因为部分读者喜欢这样,就像他们喜欢更加不通俗的《时间简史》一样。
    前面说到好科普的标准。这些标准是什么呢?首先,它必须有趣,有趣才能打动人心;其次,它必须通俗以及深入浅出,这个标准无需解释;最后,它必须尽量做到严谨。其实,最近我读到一本书很有共鸣,作者说,科学和科普其实和好莱坞讲故事没有区别:好看,过程跌宕起伏,用这样的方式将你要表达的观点也好,价值观也好传达出去,效果必然是好的。我的这本书没有做到这一点,还请读者谅解。
    这次再版,我没有增加新的内容,只更新了一些内容的最新进展。例如,我在书中预言人类极有可能在2015年探测到引力波,探测仪器是位于美国的两台引力波激光干涉仪:LIGO。果然,2015年LIGO探测到了引力波,并在2016年春节期间宣布了这项震动世界的发现。之后,LIGO又探测到了好几例因两个黑洞合并发出的引力波,还有一例两个中子星合并发出的引力波。LIGO最近又进行了升级,有望发现海量的黑洞合并。我自己比较骄傲的是,其实我的书在2013年就已经完成了,我提前两年预言了这项伟大的发现。可惜的是,我没有尝试预言今年第一张黑洞的照片。
    说到预言,有人开玩笑地说我是预言帝。比如说,2017年,我在CCTV6的《今日影评》上预言,或许2019年才是中国科幻电影元年,而且,电影很可能改变自刘慈欣的短篇科幻小说,而不是长篇。现在大家知道了,这已经成为事实,也就是今年的《流浪地球》。
    在《<三体>中的物理学》中,我还侧重谈了量子力学,与量子力学有关的智子以及人类是否拥有自由意志。借本书再版的机会,我再做一个预言,今后两年,太空题材也许不是中国科幻电影最重要的题材,量子力学才是。另外,我已经计划余生侧重研究人类是否拥有自由意志这个已经存在了2000年的大问题。
    我们进入21世纪已经将近20年了,或者说,21世纪已经过去了近五分之一。科技方面,我们对21世纪将有什么期待呢?有人说,人工智能将引领第四次工业革命;还有人说,5G以及物联网将引领第四次工业革命。我自己更加激进一点,我认为量子计算机才会开启真正的第四次工业革命。不论将来事实如何,我们都将面临激动人心的新科技、新生活。
    去年到今年年初,我参加了浙江卫视的一档科技制造综艺节目《智造将来》。这个节目的名字起得有意思,它叫《智造将来》而不叫《智造未来》。为什么呢?将来已来,而未来尚未到来。我在这档12集的节目中目睹了中国在制造业中的30多个了不起的项目,而这不过是沧海一粟,中国已经成为这个星球上首屈一指的制造大国。面对目前国际环境复杂多变的挑战,我相信,中国将很快成为这个星球上首屈一指的制造强国。是的,面对近未来和远未来,我们充满信心。21世纪,将是我们中国人对人类做出重大贡献的世纪。
    另外,我要提一下,今年我还有一本与这本书内容相关的书会出版,书名是《科幻中的物理学》,期待读者的关注。
    回到《<三体>中的物理学》本身,这本书的主要内容当然与《三体》有关,有的部分对《三体》涉及的一些科学内容表示肯定,有的则说明部分科学内容并不科学。可是,科幻文学本身的重点是幻想,而不是科学普及,这一点还请读者厘清。
    最后,我想再次对《三体》这部科幻巨著的作者刘慈欣表示感谢,是他的作品启发了本书,同样,也是他的作品开启了中国科幻电影元年,使得越来越多的中国人对科学以及背后的原理产生兴趣。我也想对本书的原编辑姚海军表示感谢,是他促成了本书。
    同时,感谢中南博集天卷对我的作品青眼有加,持续出版了《给孩子讲量子力学》等作品,提振了我的信心。感谢我的策划编辑董卉,她在我的一系列书的出版中付出了大量时间和精力。
    科学普及和科技创新同样重要。我将继续在科普方面努力工作,为中国崛起做一点贡献。这本书的再版,目的也是如此。
    让我们一同爱科学,学科学,在21世纪对科学以及中国的进步做出努力,我们必将见证一个伟大的时代。
    李淼
    2019年4月14日于北京家中

后记

  

    在结束的时候,我想我该讲一下我和《三体》一书结缘,后来又见到刘慈欣的故事。
    我为《新发现》杂志撰写第一篇专栏应该是2006年的事,一年多后,我在上海见到了主编严锋老师。作为科幻迷,在我们聊天不到几分钟后他就建议我读读刘慈欣的科幻小说,他特别提到《球状闪电》。老实说,那时我虽然写了几年科普,但还没有像后来那样成为一个彻头彻尾的文学控。我口头上答应了,但心里并没有认真考虑这事。严老师看我答应了,接着怂恿我自己写科幻,这事连口头上都不能答应,因为我知道只要答应了,我的时间大概有相当可观的部分会拿来写小说了。
    不久,我在位于合肥的中国科学技术大学的一家书店里看到了《三体》,当时它正在这家书店摆“堆头”呢,可见《三体》刚出版时就很热,也许在《科幻世界》杂志连载的时候,这部长篇科幻已经在科幻迷中引起了轰动。这时,我不得不拿起这本书来翻一翻了。即使如此,我还是没有打算系统地阅读刘慈欣的作品。
    系统地阅读刘慈欣的科幻小说,不仅是在我成为诗人之后,也是在我开始系统地阅读小说之后。我常常说,在国外的那段日子,我只读金庸和古龙,其他小说基本不读。每个人都有文化死角,小说阅读成为我长期的文化死角,即使在回国之后读了王小波的小说,这个局面也没有改变。
    作为一位“业余诗人”(没有几个诗人不是业余的),不读小说似乎说不过去,于是,完全是为了扫盲,四年前我开始了小说阅读。在读了很多传统小说之后,我才想起要读科幻。直到今天,坦率地说,中国科幻小说家中我只系统地阅读了刘慈欣的作品。原因当然是,只有他的作品才能让我保持极大的兴趣读完。
    很长一段时间内,我既没有打算写关于科幻的文章,也没有打算自己写科幻。2012年8月的一天,因为一个我不记得的原因,我在微博上说《三体》中的一些物理设定有硬伤,很快引发了一些三体迷的议论和要求,我就突然鬼迷心窍地写了一篇,是关于三维人进入四维空间会发生的事情。很快,《科幻世界》的老姚就和我联系,没多久和我签了约,于是就有了出现在读者面前的这本书。。
    2012年10月,我去成都参加华语科幻星云奖颁奖典礼,从参加刘慈欣作品研讨会的那一天开始,包括刘慈欣本人在内的不少人开始忽悠我写科幻。10月底的一天晚上,我们和刘慈欣、韩松等人一起去吃烧烤。因为吃了几天辣,那天我的胃不好,所以基本没有吃什么。我会永远记住这个晚上。我第一次近距离接触了刘慈欣,才知道不仅他的小说迷人,他本人也同样迷人。我知道他每逢写小说的时候必喝酒(韩松也这样),我也知道了他每天要看一部电影。我记得,刘慈欣和韩松一起继续忽悠我写科幻,姬十三也介入了。姬十三还建议我走《自然》杂志中的那些极短科幻的路子——这些短故事通常是科学家写的。我嘴上应付,心里却没有答应。
    在成都飞回北京的飞机上,我心血来潮,打开电脑写下了我第一篇科幻小说的题目。这篇小说完成了,不足两万字,却一直没有修改定稿,也许我永远不会拿出来。 从2012年12月开始,我每天晚上在睡前半小时到一小时的时间内写一篇短故事,不足一千字。有时,会写两个故事。就这样,一直写到2013年6月初,我写下最后一个短故事,这是第200个故事。这些故事中的40篇已经在《新京报·书评周刊》发表了。也因为写这些短故事,我中断了《<三体>中的物理学》的写作。 在写这些小故事的同时,我还为《新发现》杂志写了三篇两千字的短篇科幻,另外还有一篇六千字的短科幻篇。 回到《三体》这本书上。 《三体》是硬科幻。我们当然不能要求硬科幻就一定和当下的科学完全吻合,科幻本来就是要探讨科学在未来的可能性,展望人类在未来的可能性。科幻也不一定要做预言,就像加拿大科幻作家罗伯特·索耶说的那样,科幻只探讨未来的各种可能性。 从科普的角度来说,讨论一部科幻小说中涉及科学部分是否和当下的科学吻合是件有趣的事情,更是无可非议的事情。 刘慈欣的《三体》毫无疑问是中国科幻小说的巅峰,至少是现阶段的巅峰,这是我挑这部巨著来借机科普的原因。 《三体》作为科幻小说,我觉得也许预言的功能不会那么强大。毕竟,我们还没有看到任何外星人存在的迹象。但作为可能性的呈展,我还没有见过比这部作品更加宏大、与当代科学特别是物理学更为接轨的小说。 阅读和写作科幻小说在国内还是一个小众群体,相比阅读和写作科普作品,科幻界依然是一个小众群体。科普和科幻界的读者多寡,其实反映了一个国家整个文化的状态。中国因为经济发展的原因,从20世纪90年代进入追求实利的时代,这个时代也许还要延续一段时间,但我估计不会太长了,最多再有十年,我们将进入一个文化高峰期,或者更恰当地说,文化健康期。到那时,文化不仅更加丰富,我们在文化的创造陛方面也会有更大的进步。那个时候,无论是中国科幻还是中国科普,都将进入一个黄金时代。 我写作科普十年有余,内心一直抱着这样的期待。现在,我又被人忽悠进了科幻领域,同样,我也对科幻抱着这样的期待:将来,像刘慈欣这样的作家不再是一个孤立的现象,将会出现一个刘慈欣群体,这些作家通晓当代科学,深谙人类心理,具有强大的想象力。这些群体不仅为读者带来阅读快感及其他方面的收获,甚至将为科学家带来启发和思考。 我个人除了科学研究和科普创作,已经开始进行一点科幻写作。因为是开始,所以谨慎,只写点短得不能再短的小故事。不论是科普还是科幻,我仅仅想为大家提供更多的可能性。刘慈欣的写作,无疑为我个人提供了一个标杆。