《物理世界奇遇記》是20世紀(jì)科普經(jīng)典收藏。20世紀(jì)在科學(xué)發(fā)展史上是一個(gè)輝煌的世紀(jì),以物理學(xué)和生物學(xué)的創(chuàng)新性成果為標(biāo)志的科學(xué)成就,極大地改變了世界的面貌,改變了人類的認(rèn)知水平、生產(chǎn)方式和生活方式。20世紀(jì)也是科學(xué)史上的一個(gè)英雄世紀(jì),一大批別具一格的科學(xué)大師風(fēng)云際會(huì),相繼登場,使科學(xué)的舞臺(tái)展現(xiàn)絢麗風(fēng)采。20世紀(jì)發(fā)生了兩次世界大戰(zhàn),二戰(zhàn)催生的原子彈,使社會(huì)公眾了解了科學(xué)的巨大威力,也促使人類認(rèn)真地審視科學(xué),了解到科學(xué)必須要與人類的良知,與人文精神結(jié)合在一起,只有合理地利用,才能造福于人類,才能有利于和平,有利于人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。進(jìn)入20世紀(jì)80年代,人類更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到必須攜起手來保護(hù)生態(tài),控制環(huán)境污染,探索可持續(xù)發(fā)展的道路?沙掷m(xù)發(fā)展理念的形成,是20世紀(jì)階級(jí)社會(huì)發(fā)展觀進(jìn)步的一個(gè)重大的事件。
回顧20世紀(jì)科學(xué)走過的道路,從突飛猛進(jìn)的科學(xué)創(chuàng)造,到科學(xué)與人文倫理的深度撞擊,形成與人文精神交融并進(jìn)的局面,最終在人類文明史上留下了不同尋常的篇章。
20世紀(jì)誕生的科學(xué)和思想大師所取得的非凡的科學(xué)成就、創(chuàng)造的充足科學(xué)和思想養(yǎng)分,孕育了一批優(yōu)秀的科普作品,為公眾提供了豐富的精神食糧。人們可以跟著愛因斯坦、薛定諤、伽莫夫、沃森、溫伯格、霍金等等科學(xué)大師的生花妙筆去領(lǐng)略科學(xué)創(chuàng)造的歷程、登攀一個(gè)個(gè)科學(xué)的征程和科學(xué)高峰的神奇景觀;可以跟著卡遜在寂靜的春天里思考知更鳥的命運(yùn);可以跟著薩根去觀察宇宙和生命……。今天這些科學(xué)大師和思想大師大部分都已離開了我們,但那些優(yōu)秀科普作品是他們留給后代的不朽的精神財(cái)富。
20世紀(jì)已經(jīng)過去,21世紀(jì)已經(jīng)肯定是一個(gè)全球化、知識(shí)化的世紀(jì),也是科技國際化、網(wǎng)絡(luò)化的一個(gè)時(shí)代?沙掷m(xù)發(fā)展依然是人類的發(fā)展道路, 自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、人文精神將交叉融合,世界的文化環(huán)境會(huì)發(fā)生很大的變化,東西方文化將會(huì)在激蕩過程中進(jìn)一步融合升華,創(chuàng)造出具有國際化,又有民族特色的新文化。在未來15年,中國要基本完成向一個(gè)創(chuàng)新型國家過渡。建立創(chuàng)新體系、創(chuàng)新機(jī)制配套的基礎(chǔ)是要大幅度提高國民的文化教育水平和科學(xué)素質(zhì),把我國龐大的人口負(fù)擔(dān)真正轉(zhuǎn)化為無可比擬的創(chuàng)新人力資源。
在中國這樣一個(gè)大國傳播普及科技知識(shí)、科學(xué)精神是一個(gè)宏大的系統(tǒng)工程,需要政府組織倡導(dǎo)和社會(huì)各界的積極努力。中國科學(xué)院也承擔(dān)著光榮而艱巨的任務(wù),我們有義務(wù)整合全院資源努力把科普工作做大、做好,為國家和社會(huì)發(fā)揮更大的作用。科學(xué)出版社是科普?qǐng)D書出版的一支戰(zhàn)略方面軍,應(yīng)該大有作為!20世紀(jì)科普經(jīng)典特藏》把原汁原味的經(jīng)典科普大餐奉獻(xiàn)給新時(shí)代讀者,輔之以中文點(diǎn)評(píng)是一個(gè)很好的嘗試。希望這些經(jīng)典著作能給讀者以啟發(fā),開拓讀者的科學(xué)視野,更希望這些經(jīng)典著作能起到示范的作用,推進(jìn)我們自己的原創(chuàng)科普和科學(xué)文化作品的創(chuàng)作和出版。
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在物理學(xué)工作者當(dāng)中,從來沒有讀過湯普金斯先生歷險(xiǎn)故事的人大概為數(shù)不多。雖然這些故事本來是為物理學(xué)的門外漢編撰的,但是,作者伽莫夫?qū)ΜF(xiàn)代物理學(xué)的精辟介紹卻具有持久不衰的普遍魅力。我自己就總是以最好的心情去迎接湯普金斯先生。因此,我十分樂意應(yīng)邀對(duì)本書進(jìn)行增訂。
顯然,本書早就應(yīng)該有個(gè)新版本了。從本書最后一次修訂以來的30年里,特別是在宇宙學(xué)和高能核物理學(xué)的領(lǐng)域中,發(fā)生的事情實(shí)在是太多了。不過,在重讀這本書的時(shí)候,我發(fā)現(xiàn)需要注意修改的并不僅僅是物理學(xué)方面的問題。
例如,當(dāng)前好萊塢的產(chǎn)品已經(jīng)不能再看做是“那些出名影星之。間沒完沒了的羅曼史”了。還有,在介紹量子理論時(shí),難道可以拋開我們今天對(duì)瀕危物種的關(guān)注,而去介紹怎樣射殺老虎嗎?而讓教授的女兒慕德熱衷于投入《時(shí)髦》的旋渦,想要一件可愛的貂皮大衣,并且就在提及物理學(xué)時(shí)說什么“姑娘們,快跑啊!”這又是怎么回事?在目前大家努力想勸說姑娘們?nèi)W(xué)習(xí)物理學(xué)的時(shí)候,這很難被看做是一份合適的請(qǐng)柬。
其次,在故事情節(jié)方面也有一些問題。雖然伽莫夫因他那別開生面的、通過一個(gè)故事來介紹物理學(xué)的一個(gè)方面的方法而獲得很高的聲譽(yù),但是,在實(shí)際把故事情節(jié)串在一起時(shí)卻總是存在一些缺點(diǎn)。例如,湯普金斯先生老是一再從他的夢(mèng)中看到新的物理學(xué)成就,然后才有機(jī)會(huì)通過包括教授的演講或交談在內(nèi)的各種日常生活場景接觸到這類思想(甚至是下意識(shí)地)。就拿他去海濱度假的例子來說吧!他在火車上睡著了,夢(mèng)見教授同他在一起旅行。后來才發(fā)現(xiàn),教授確實(shí)是同他在一起度假,于是湯普金斯先生便生怕教授想起他在火車上——也就是在他的夢(mèng)里——表現(xiàn)得多么愚蠢!
有時(shí),書中的物理解釋并沒有達(dá)到可以達(dá)到的清晰程度。例如,在討論從相對(duì)論的觀點(diǎn)看無法確定發(fā)生在不同地點(diǎn)的、事件的同時(shí)性時(shí),書中描述了處在兩艘宇宙飛船上的觀察者需要比較其觀察結(jié)果的情形。但是,這時(shí)并沒有采用這兩個(gè)參考系之一的觀點(diǎn),而是從兩艘飛船在其中飛行的第三個(gè)未得到認(rèn)可的參考系去提出問題。同樣,用站長被槍殺時(shí)那個(gè)搬運(yùn)工人看來正在站臺(tái)的另一端讀報(bào)這個(gè)解釋,事實(shí)上是不能像書中所說的那樣,證明那個(gè)搬運(yùn)工人無罪的(這個(gè)描述必須排除掉那個(gè)工人先開槍、然后坐下讀報(bào)的可能性)。
應(yīng)該如何處理“宇宙之歌”也是個(gè)問題。當(dāng)然,把這樣一部歌劇搬到卡文特加登去上演的想法本身就有些牽強(qiáng)了。但是,現(xiàn)在我們所面臨的是一個(gè)更為重要的問題:這部歌劇的主題——大爆炸理論與定態(tài)(穩(wěn)恒態(tài))宇宙理論之爭——今天已不能再看做是現(xiàn)實(shí)的問題了。因?yàn)樗械膶?shí)驗(yàn)證據(jù)已經(jīng)以壓倒優(yōu)勢支持了大爆炸理論。不過,如果把這段別出心裁而又娛人耳目的插曲刪去,倒也是一大損失。
還有一個(gè)同插圖有關(guān)的問題!段锢硎澜缙嬗鲇洝分械牟鍒D,有一部分是胡克哈姆的作品,另一部分是伽莫夫自己畫的。為了描述物理學(xué)的最新進(jìn)展,需要再增加一些插圖,這就需要再請(qǐng)第三位美術(shù)家參加工作。那么,是應(yīng)該把全書的插圖弄成一鍋風(fēng)味各異、難以令人滿意的大雜燴,還是應(yīng)該采用一種全新的做法呢?
根據(jù)上述的各種考慮,我必須在下面兩種做法之間作出抉擇:我可以約束自己,在增訂版中盡量少作改動(dòng),只在物理內(nèi)容方面作些增添修補(bǔ),而對(duì)所有其他缺點(diǎn)則采取視若無睹的辦法;另一種做法則是知難而上,進(jìn)行全面的改寫。
我決定選擇后一種做法。所有各章都必須加以修訂,而第7、15、16、17章則完全是新添的。我還決定增加一篇名詞淺釋,它對(duì)讀者應(yīng)該會(huì)有所助益。我所提出的詳細(xì)改動(dòng)方案已經(jīng)得到伽莫夫的家屬、出版社及其顧問委員會(huì)的贊同。只有一個(gè)值得注意的例外:有位顧問認(rèn)為不應(yīng)該以任何方式去改動(dòng)原文。這個(gè)不同的觀點(diǎn)是一個(gè)信號(hào),它告訴我,我所做的工作是不可能使每一個(gè)人都滿意的。很明顯,總是會(huì)有一些人寧愿保留原作,認(rèn)為它已經(jīng)寫得夠出色了。
不過,就目前這個(gè)增訂版而論,它的對(duì)象主要是那些還不認(rèn)識(shí)湯普金斯先生的讀者。因此,我在盡力忠實(shí)于伽莫夫原作的風(fēng)格和寫法的同時(shí),還力圖更多地了解和滿足下一代讀者的需要。在這一點(diǎn)上,我倒是可以認(rèn)為,如果是伽莫夫本人今天在做這項(xiàng)工作的話,他也很可能寫成這樣的增訂版。
喬治·伽莫夫,1904年生于俄國的敖德薩市,系天才的俄裔美籍科學(xué)家。在原子核物理學(xué)和宇宙學(xué)方面成就斐然,“大爆炸”宇宙理論的創(chuàng)始人之一,在生物學(xué)上首先提出“遺傳密碼”理論。他還是一位杰出的科普作家,許多科普作品風(fēng)靡全球!稄囊坏綗o窮大》、《物理世界奇遇記》是他著名的科普作品。
羅素·斯坦納德,1931年生于英國,1956年在倫敦大學(xué)大學(xué)學(xué)院獲得物理學(xué)博士學(xué)位,1971年起任英國開放大學(xué)物理學(xué)教授。他一貫熱心科普工作,曾獲得英、美兩國的多項(xiàng)科普?qǐng)D書獎(jiǎng)。
吳伯澤 (1933~2005),著名翻譯家,科普作家。中國翻譯工作者協(xié)會(huì)理事,中國科普作家協(xié)會(huì)外國作品研究會(huì)委員,中國物理學(xué)會(huì)會(huì)員。
吳伯澤1933年生于福建泉州。1953年畢業(yè)于廈門大學(xué)物理系,1955年畢業(yè)于哈爾濱外國語專科學(xué)校俄語專業(yè)。同年任北京大學(xué)物理系俄語翻譯員,1957年調(diào)科學(xué)出版社工作。
吳伯澤從1956年開始從事翻譯工作,共發(fā)表譯作約500萬字,如蘇聯(lián)科學(xué)院院長布洛欣采夫的專著《量子力學(xué)原理》等。在其科普譯作中,非常受歡迎的除《物理世界奇遇記》以外,還有已故華裔美國電腦大王王安的自傳《教訓(xùn)》等。1978年開始進(jìn)行科普創(chuàng)作,發(fā)表作品50多篇,其中影響較大的有《移居太空,勢在必行》、《隱形人》等。
目錄
譯者前言
最新版前言
原版前言
1 城市速度極限 1
2 教授那篇使湯普金斯先生進(jìn)入夢(mèng)境的相對(duì)論演講 10
3 湯普金斯先生請(qǐng)了個(gè)療養(yǎng)假 23
4 教授那篇關(guān)于彎曲空間的演講稿 42
5 湯普金斯先生訪問一個(gè)封閉宇宙 54
6 宇宙之歌 64
7 黑洞、熱寂和噴燈 75
8 量子臺(tái)球 86
9 量子叢林 106
10 麥克斯韋的妖精 116
11 快樂的電子部族 133
111/2 上一次演講中湯普金斯先生因?yàn)樗鴽]有聽到的那部分 148
12 在原子核內(nèi)部 156
13 老木雕匠 167
14 虛空中的空穴 179
15 參觀“原子粉碎機(jī)” 188
16 教授的最后一篇演講 221
17 尾聲 236
名詞淺釋 241
3湯普金斯先生請(qǐng)了個(gè)療養(yǎng)假
湯普金斯先生為他那次在相對(duì)論性城市的奇遇而感到很高興,但他也覺得有些遺憾,因?yàn)楫?dāng)時(shí)那位教授沒有同他在一起,不能為他解釋他所看到的那些奇異的事物:火車司機(jī)怎么能夠使乘客不變老這個(gè)謎,特別使他絞盡腦汁。好多個(gè)夜晚,當(dāng)他上床的時(shí)候,他總是希望能夠再一次拜訪這個(gè)有趣的城市,但是,他極少做夢(mèng),而且做的大多是不愉快的夢(mèng);上一次,他夢(mèng)見銀行經(jīng)理對(duì)他發(fā)火,說他的銀行賬目不清楚……所以,他認(rèn)定他最好是請(qǐng)個(gè)療養(yǎng)假,到海邊什么地方去過一個(gè)星期。正因?yàn)檫@樣,現(xiàn)在他坐在火車的一個(gè)車廂里,透過窗子注視著市郊那些灰色的屋頂怎樣逐漸稀少下去,換成鄉(xiāng)村翠綠的牧場。他很倒霉,沒有趕上教授的第二次演講,不過,他已經(jīng)從大學(xué)的秘書處要來教授講稿的復(fù)印件,現(xiàn)在就帶在身邊,所以他就把它從手提箱里拿出來,開始閱讀起來。這時(shí),火車的搖晃,搖得他很舒服……
當(dāng)他放下講稿,再一次往窗外看去的時(shí)候,外面的景色已經(jīng)大大改變了。電線桿一根根緊靠在一起,像是一排籬笆,而樹木都戴著狹狹的樹冠,一棵棵都像意大利絲柏那樣瘦長。在他對(duì)面坐著他朝思暮想的那位老朋友——教授,也正興致勃勃地看著窗外。教授大概是在湯普金斯先生專心閱讀的時(shí)候進(jìn)來的吧!
“我們現(xiàn)在是在相對(duì)論的領(lǐng)域里了,”湯普金斯先生說,“不是嗎?”
……