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一本值得一读的高级科普读物 |
——评弗兰克 · 维尔切克的《奇妙的现实》 |

《奇妙的现实——真实、奇妙的物理世界》,[美]维尔切克著,丁亦兵等译,科学出版社2010年6月出版,定价:38.00元
□何祚庥
作为长期从事现代物理学科学研究的物理工作者,有幸亲身参与了从20世纪后半叶至今现代物理学蓬勃发展的历史进程,见证了其无比辉煌的成就,深深感受到它在科学技术创新及人类生活改善的方方面面发挥的无与伦比的重要作用,无时不为之激动与自豪。同时始终有一种沉重的责任感与使命感,觉得应该向广大公众普及现代物理知识,激发人们对现代物理的兴趣,吸引更多的年轻人加入我们的队伍。由于现代物理学的概念及其原理极为抽象,远离我们的日常经验及熟知的物理知识,而且所用的数学多数异常艰深,因此完成这样的任务并达到满意的效果绝非易事。近年来,图书市场上科普书的出版空前繁荣,现代物理知识的普及受到了普遍的关注,这是一件利国利民的大好事。一些名人名著的翻译出版使人们的视野大开,读过之后深受启迪。这次科学出版社邀请几位学者合作翻译出版了由2004年诺贝尔物理奖获得者弗兰克·维尔切克撰写的《奇妙的现实——真实、奇妙的物理世界》一书,无疑将会为促进现代物理的普及作出新的贡献。
弗兰克·维尔切克是一位著名的理论物理学家、美国麻省理工学院(MIT)的教授。他于1972~1973年攻读博士学位期间,与其导师戴维·格罗斯合作,发现了量子色动力学(QCD)的渐进自由原理,对于基本粒子强相互作用的理论发展作出了划时代的贡献(与他们同时,独立完成并在同一期刊发表的还有一位哈佛大学的博士研究生波利策,三位共享了2004年诺贝尔物理学奖)。本书是作者向公众普及现代物理这一重大进展而编撰的一本高级科普读物,书中对于这一发现的来龙去脉以及它的深远影响给出了深入浅出的全面介绍。
这是一本内容非常丰富的书。作者从古老的毕达哥拉斯学派“万物皆数”的信条开始,引出开普勒、牛顿、玻尔直到量子色动力学(QCD)传承下来的概念世界的发展历程。介绍了在逐渐深入的层次上对于物质结构模型的认识,并以这种理解为基础,阐述了对于天体宇宙学的各种模型的探索,表达了对于力、质量、以太等概念的独特理解,回答了物理学中一系列重大的经典问题。
全书各章有着看似松散的联系,独立性很强。纵观全书,除掉“诗歌创作”的第九章外,其余八章似乎很散乱,内容天马行空,涉及范围很广,不容易理清头绪。但是读到最后,细细品味则会豁然开朗,明白了作者的良苦用心。在第八章,一篇接受诺贝尔奖的获奖演说《渐进自由:从佯谬到范例》详细介绍了作者所完成的划时代工作的背景、动机、细节及其意义。正如作者在演讲开始提到的:
“在理论物理中佯谬是好事。……当我们的物理理论导致了一个佯谬时,我们必须找到一种出路来解决它。”
“1972年,当格罗斯和我开始导致获得这个诺贝尔奖的工作时,我们就是被这些佯谬所驱使的。在解决这些佯谬时,我们被引向发现一个新的动力学原理:渐近自由。这个原理又导致了一个扩展的基本粒子概念、一种关于物质如何获得质量的新理解、一个关于早期宇宙的清楚得多的新图像以及关于自然界的力的统一的一些新概念。”读到这里,并回顾前面几章的内容,不难发现它们对于引出渐进自由的讨论所起的铺垫作用。这就为理解这一重要发现的实质奠定了一个很好的基础。比之从一开始就单刀直入地介绍渐近自由原理,效果要好得多。因为读者无疑会更容易接受。
诚如作者所说,这本书是“我30多年来认真思考物理世界的产物。我大部分的努力都在致力于拓展知识的前沿。那些工作经常涉及不熟悉的概念和枯燥无味的数学,这些是大部分人不具备基础或没有耐心去精通的……你也不必用美妙的现代物理概念丰富你的生活而去精通现代物理的技术细节。通过本书,我试图使这一点成为可能”。确实,作者尽了最大的努力,使这本书令读者赏心悦目,获得了很多知识和启发。我们应该感谢作者带给了我们这样一本讲历史、讲哲学、讲述大量前沿科学、介绍了许多极为抽象的现代物理知识的值得认真阅读的好书。
不过,即便如此,从前言中我们了解到,为了使这本书不致令读者“望而生畏”,译者略去了原书中较为专业,涉及数学较多的三章。虽然这一删除并不影响全书叙述的完整性,但我仍认为这是一个遗憾。因为这三章内容,对于较高水平的读者更深入了解当代物理思想发展和前进的脉络,仍然是十分重要的。我期待在下一次印刷中,能将这三章作为附录,保留在书中。
《科学时报》 (2011-3-5 B2 科学 文化)