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谁捉住了上帝粒子

  • 定价: ¥48
  • ISBN:9787559637758
  • 开 本:32开 平装
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  • 折扣:
  • 出版社:北京联合
  • 页数:247页
  • 作者:(法)大卫·卢阿普...
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  • 2020-02-01 第1版
  • 2020-02-01 第1次印刷
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导语

  

    这是一本选取20个有趣主题,涉及物理学、动物学、宇宙学、地理学、生物学等多学科的科普书。你是不是有很多不好意思问出来的不解问题?这本书就是为你而写的!探索进化的奥秘或者了解希格斯玻色子的复杂性让你对本书望而却步?放轻松吧,这本书里,每一章都会循循善诱,让你渐入佳境,因为每一章的开头,都是一段与孩子们的对话!作者希望能够在广义的层面上探讨科学,而不是专注于某一个特定的领域,所以本书中不仅有物理学知识,也涉及了生物学、数学,甚至博弈论和行为经济学。书中的章节编排完全不遵从任何逻辑:每一章的主题都是独立的,每一个主题都是引人入胜的科学想法,它们能让我们珍视科学。

内容提要

  

    是宇宙里恒星的数量多还是地球上沙子的数量多?鸭嘴兽是爬行动物还是哺乳动物?在动物界,为什么总是雄性更漂亮?你是不是有很多不好意思问出来的不解问题?这本书就是为你而写的!
    作者希望通过本书在广义的层面上探讨科学,而不是专注于某一个特定的领域,所以本书的内容涉及物理学、生物学、数学,甚至博弈论和行为经济学在内的众多学科。书中的章节编排完全不遵从任何逻辑,每章都是一个独立的主题,每个主题都是引人入胜的科学想法。作者以生活中与女儿们的对话作为每一章的起始,用通俗易懂的语言,循循善诱,让你渐入佳境,走进迷人的科学世界。

目录

1  宇宙里的恒星比地球上的沙子数量还多吗
  无边无际的宇宙
  一大堆的沙子
2  地球上最初的那些小生命是怎样出现的
  奥帕林猜想
  米勒实验
  改变大气的需要
3  鸭嘴兽是哺乳动物还是爬行动物
  一种十分奇怪的动物
  进化树上何处安放你,小小鸭嘴兽?
  哺乳动物的进化树
  进化的分叉
4  原子究竟有多小
  原子与分子
  富兰克林的实验:一次错失的机会
  一杯水里有多少分子?
5  不想环绕地球,可怎么能知道它的周长呢
  井底的太阳光
  灯塔的阴影
  在骆驼背上
  现在轮到读者们了
6  地球的内部是液态的吗
  一层薄薄的地壳
  不,地幔不是液态的
  大陆板块的漂移
  地幔之下
  关于地球内部,我们怎么会知道得这么清楚呢
7  我们的体内一共有多少细菌
  比例10:1
  我们到底是谁
  不要动我的细菌
  你属于哪种粪便型
8  数学研究总是那么难以理解吗
  一个如此简单的猜想
  另一个难解的猜想
  费马大定理
9  月亮是从哪里来的
  我的老乌龟们正好走在一位忍者上
  让我逃离月球
  注意注意,忒亚来啦
  没有月亮,就没有生命
10  宇宙是某天突然诞生的吗
  爱因斯坦创造的广义相对论
  宇宙正在膨胀中
  多普勒红移
  我们的未来将何去何从
  宇宙往事回眸
11  吃亏上当的总是老好人吗
  分享还是盗走
  每个游戏都不一样
  那么,在日常生活中呢
  否决博弈
  敌人还是朋友
  阿克塞尔罗竞赛,在宽恕与惩罚之间
12  为什么最漂亮的总是雄性
  贝特曼原理
  武器与装饰
  可是为什么还有那些样貌平庸的雄性呢
  两性战争
13  为什么法国茴香酒加水会变混浊
  脆弱的“三人行”
  会变混浊的法国茴香酒
  一个科学的魔术技巧
14  我们买下的商品总是想买的那件吗
  一则有趣的广告
  一个关于比较的问题
  损失规避
  接受沉没成本
  大量的偏见
15  原子是在哪里被“制造”出来的
  原子结构面面观
  一场不太高产的大爆炸
  在恒星的大熔炉中
  超新星
  我们在创造原子的过程中做了些什么
16  有益还是有害奇妙的分子镜像
  分子式并不能说明一切……
  镜像分子
  生命都是左撇子
  关于味道
  镜子里的另一端
17  克罗马农人是我吗
  人类、猴子和树
  “东区故事”理论,一个关于气候变化的故事
  从非洲到世界各地
  走出非洲
  亲爱的消失者
18  化验结果呈阳性,我们一定是生病了吗
  一个反直觉的结论
  如何正确看待概率
  辛普森悖论
  悖论困境及其影响因子
  啤酒与性欲
19  我们所做的事情总是出于自愿吗
  一个令人不安的实验
  无意识与做决定
  我们可以预测自己的行为吗
  当科学遇到哲学
  自由意志与社会
20  是谁捉住了希格斯野牛
  潜入物质结构的最深处
  微粒子万花筒
  粒子物理学的标准模型
  古怪的媒介子
  “希格斯”的舞台
  事实上,我不喜欢希格斯玻色子……
延伸阅读
致谢
图片致谢

前言

  

    从很小的时候开始,我就立志成为一名科学家。哦,当然啦,我也曾经想过成为消防员和宇航员,但最终,我很幸运能够早早地感受到我的使命在召唤着我,那就是科学。不过,具体要投身哪个领域的科学呢?我曾犹豫了很长一段时间,迟迟不能决定,而那一锤定音的瞬间终于在我18岁上下的时候到来了。彼时我正在住院,好几天卧病在床,最主要的消遣就是读书,我读的那本书叫《时间简史》,是史蒂芬·霍金的畅销书。这位著名的英国天体物理学家在书中讨论了宇宙的起源、大爆炸理论、黑洞,以及很多其他关于时间与空间的不可思议的话题。就在那一刻,我下定了决心:我,也要成为一名天体物理学家!
    几年过去了,在付出了大量辛勤的汗水之后,幸运女神向我招手了:我进入了博士阶段的学习,并且主攻一个魅力无穷的研究方向,即“量子引力”。量子引力属于理论物理学的领域,旨在试图回答无限大和无限小的理论如何统一的难题。所以我在力所能及的范围内,用我自己的方式,开始了关于“万有理论”的探索,这对于更好地理解大爆炸之后的最初时刻及空间-时间的结构至关重要。霍金在他的书里也提到了同样的理论,而之后他也一直在为继续构建这个理论而努力着。
    在这样一个激动人心却又令人生畏的研究领域工作,经过博士阶段3年的调查研究,我当然也取得了一定的成就,但是,就像在物理学领域中常见的那样,我的这点儿成就对于推动这个著名理论进展的过程来说,只是一点儿小小的积累而已。还有一点,如果我想要继续在这条路上走下去,尤其是想要找到一份专业对口的稳定工作几乎是不可能的,因为这个领域的学术职位实在是太稀少了。因此,在我获得博士学位之后,就决定转行了。
    在此之前,已经有很多导师建议我说:你得有一个备用计划。彼时,对于博士毕业的我来说,有两条路摆在面前,其一是成为一名教师,其二是转向应用研究。几经犹豫之后,我选择了后者,于是我决定去敲一敲工业领域的大门。
    我进入了法国一家大型工业集团的研发部门,我的工作让我有了两个至关重要的发现,没有这两个发现,可能也就不会有这本书的问世。首先,我发现除了黑洞和大爆炸,还有让人血脉贲张的科学研究课题。在我读博士的时候,我觉得只有基础物理学才是最棒的,而其他的科学领域对我来说都是那么苍白无趣,但是相信我,液态泡沫的物理化学、应用数学,以及材料力学都是非常令人兴奋的研究领域……
    而第二个发现,则是我发现自己热爱科普事业。在工业研发领域和学术领域工作,一个最根本的区别就在于,在大学里,我们通常只会和学术同行们打交道,但在企业里,我们要花时间向那些不是研究者的人解释我们的工作。而也正是在这样的过程当中,我意识到自己很欣赏这种教育实践,并且,我也很擅长做这样的事情……
    在过去的5年时间内,我一直在业余时间从事面向大众的科普工作,这算是我的爱好,也让我觉得很好玩。最开始我采用的是博客的形式,几年之后,我开始录制视频,然后在视频网站上建立了个人频道并发布录制内容。科普工作能让我把对科学的热情转化为满足另一种更深层次目标的动力。我们正生活在这样的一个世界里,在这个世界,科学与技术的发展和影响越来越大,但是滋养科学文化的土壤却无比贫瘠。不信吗?让我给你描述一个启发性的画面吧!当你开口说出“文化”这个词,大多数人会联想到“文学”“绘画”“古典音乐”或者“历史”……但几乎不会有人想到科学!就好像科学文化并不属于文化领域一样。这种现象会导致什么结果呢?在法国——在其他国家可能也是一样——科学对孩子们不再具有吸引力。中学生、大学生们都不再渴望成为“科学家”,这一点也造成了社会普遍的忧虑,因为很多专家指出,经济的繁荣将会来自于科学研究和创新。简而言之,对我来说,科普工作就等于尝试着——不太谦虚地说——改变世界。
    因此,出于以上种种原因,这本书问世了。我希望能够在广义的层面上探讨科学,而不是专注于某一个特定的领域;这也就是为什么你会在书里看到物理学,也就是我的老本行,以及生物学、数学,甚至还有一些社会科学。书中的章节编排完全不遵从任何逻辑,每一章的主题都是独立的,与其他章节没有联系,可以放心阅读,而每一个主题都是曾经吸引我的科学想法,它们让我珍视科学,我非常愿意与大家一起分享这些科学知识。
    在前言里,我还要做一个重要的声明:你完全不需要具备长时间的科研经历就能读懂这本书的内容。你应该大概知道原子是什么吧?你听说过基因吧,还有概率。行了,你一定能看懂这本书!
    你是不是有很多不好意思问出来的不解问题?这本书就是为你而写的!探索进化的奥秘或者了解希格斯玻色子的复杂性让你对本书望而却步?放轻松吧,这本书里,每一章都会循循善诱,让你渐入佳境,因为每一章的开头,都是一段与孩子们的对话!我真的非常幸运能有3个可爱的女儿,她们的存在让我有了更多作为一名科学研究者的觉悟,也常常能够激发我对科普工作的热情。和她们聊科学、向她们解释科学原理,真的是一种非常好的科普技巧的训练。
    对于那些想要了解得更深入的读者,我在本书的最后列了一份推荐书单,有一些是介绍性的书籍,另外一些则更具专业性(基本上都是英文的科学类出版物)。读罢此书,别忘了也可以在互联网上找到我,因为那里也是我开始科普征程的起点,尤其是在社交网站上(我的推特账户是@dlouapre),我在YouTube上的频道名称叫作“令人称奇的科学”(Science étonnante)。

精彩页(或试读片断)

  

    1  宇宙里的恒星比地球上的沙子数量还多吗
    2014年12月23日
    那是一个圣诞前夜,也是我们背井离乡之前在法国度过的最后一个圣诞节。经过几个月的筹备,我们一家终于准备好搬到波士顿开始新生活了。方方面面都被安排得妥妥当当。我的公司给我提供了一个在美国马萨诸塞州某研究中心工作数年的机会。同时,我的妻子也找好了一间在哈佛大学的实验室,在那里她可以继续自己的科研工作。
    我们有3个女儿,她们还太年幼,不能理解这一重大生活变化的重要性,但是这样也不赖,她们甚至可以更快地适应新的环境。
    我们清空了所住的公寓,然后决定去布列塔尼的海边和其他家人一起庆祝圣诞节。美中不足的是,那个圣诞节假期一直在下雨,一天天过去,孩子们就像囚笼里的小狮子一样,因为整天被关在屋子里而变得闷闷不乐。
    这天晚上,海风吹散了空中的阴云,清澈纯净的夜空美得令人窒息。夜幕低垂,海潮退去,我们决定冒着冬日的严寒、戴着头顶照明灯去海边走走。在海边,我为夜空之美而震撼,于是关掉了我的照明灯,随后,孩子们也纷纷照做了。
    呈现在我们眼前的景象是如此绝美,让人不由得屏息。
    我们身处布列塔尼地区人迹罕至的一角,是一处非常少见的还没有被光污染侵袭的地方。银河在我们眼前一泻而下,如此雄伟壮丽。
    夏洛特被眼前的奇景惊得说不出话来,呆呆地看着无数璀璨的小光点在她面前闪耀着。然后她开始大声地数着天上的恒星,好像要把在学校里学到的数数技能都用上似的。她的身旁是姐姐玛丽娜,玛丽娜已经快8岁了,她突然打断我在夜空下的沉思,直截了当地问道:
    “爸爸,宇宙当中一共有多少恒星呀?”
    “全部吗?”
    “对!有多少呀?有数十亿吗?”
    “要我说,有数十亿个数十亿那么多!”
    玛丽娜看上去有点儿困惑,她只是默默地盯着海滩上一道道缓缓退去的海浪。随后,她抓起一把冰冰凉的沙子,沙子从她的指缝之间缓缓流下,突然,她像是眼前一亮似的,狡黠地笑着向我挑战:
    “爸爸你说,宇宙中的恒星和地球上的沙子,哪一个更多呀?”
    初听上去,玛丽娜的问题似乎真是很难回答。我当然也不准备将天上的恒星和地球上的沙子挨个数一遍来回答她的问题!但是,在科学领域,我们往往可以通过某些近似值估计的手段,来获得一个让人比较满意的答案。
    读者们,你们也来说说看:到底是天上的恒星多,还是地球上的沙子多?
    无边无际的宇宙
    让我们先从恒星说起。你可能已经知道了,在宇宙中,恒星们被分为若干星系。当你用肉眼观察夜空的时候,所有可以被观察到的恒星都属于同一个星系:银河系。在银河系中,我们太阳系的中心,也就是太阳,只是其中微不足道的恒星之一。一个多世纪以来,我们已经知道了宇宙中有着数量众多的星系,但是它们都需要借助天文望远镜的帮助才能被观察到,除了距离我们最近的仙女座星系,它就位于我们可以在夜空中用肉眼观测到的同名星座附近。
    P1-4