繼《生命的起始點》出版后,《宇宙起源》又是一本李杰信在有關(guān)起源科普知識的力作。與低能量拖拖拉拉的生命起源繁雜不定的過程相比,宇宙起源時的能量高、時間短,過程利索,一步到位,理解起來看似簡單得多,但其實不然。 本書以“靜止的宇宙”為切入點,利用“宇宙膨脹”一章,先將現(xiàn)代人類對宇宙起源的追尋,從頭到尾簡略地敘述一遍。從“宇宙有多大?”章起,開始細述宇宙起源的故事。李杰信寫的,就是這個有趣但無奈,無始又無終的宇宙故事。這是當下人類所知道的最完整的宇宙故事。 作者簡介: 李杰信博士,美籍華裔科學家,生于中國黑龍江省牡丹江市,臺灣大學物理系畢業(yè),美國麻省理工學院科技管理碩士,洛杉磯加州大學(UCLA)物理學博士。先入美國加州理工學院噴氣推進實驗室從事太空研究,后調(diào)任華盛頓美國國家航空航天局(NASA)總部,以“特殊科技人員”身份,擔任太空任務科學家,管理太空科學飛行實驗任務至今。李杰信發(fā)表過90多篇科學及科技管理論文、并擁有9項美國專利,曾獲NASA頒發(fā)的“杰出成就獎章”、“杰出服務獎章”和航天員辦公室“銀斯努匹獎”;還曾獲第一屆太平洋盆地國際太空年“松長紀念獎”。在中國臺灣,曾獲“李國鼎通俗科學寫作第一獎”、“優(yōu)良圖書金鼎獎”和臺南第一中學“杰出校友獎”等獎項。 李杰信熱心投入科普教育,在美國成立了美國促進中國科普協(xié)會,并出任會長,致力推動中國青少年的科普活動;曾舉辦了兩屆中國青少年航天飛機科學實驗活動,5位中國和香港青少年航天愛好者設計的太空實驗搭載,在1992年和1994年,成功地乘坐美國的航天飛機飛上太空。 李杰信也是一位熱情的科普作家,曾在海峽兩岸出版了中文科普圖書《追尋藍色星球》、《我們是火星人?》、《生命的起始點》、《別讓地球再挨撞》、《天外天》。曾任中國臺灣《中國時報》“浮士繪”與中國大陸《中國科技財富雜志》專欄作家。 目錄: 第一章靜止的宇宙 第二章宇宙膨脹了 第三章宇宙有多大? 第四章超均勻 第五章宇宙電磁微波 第六章黑體輻射 第七章不均勻 第八章平直 第九章黑暗的宇宙 第十章暴脹 第十一章何去何從 第十二章后記——神話國推薦序 ——人類探索宇宙起源奧秘的交響樂章 人類自古就對斗轉(zhuǎn)星移、莽莽蒼穹充滿敬畏和遐想,關(guān)于創(chuàng)世和人類起源的神話與傳說不絕于人類古文明史!疤斓厮姆街^之宇,古往今來謂之宙”,是中國古代哲人對宇宙樸素而智慧的認知,使?jié)h語中“宇宙”這個詞匯置空間時間于一體,喻空間和時間為無限,形象而精妙。中國古代《道德經(jīng)》的“一生二,二生三,三生萬物”之說,或許為破除形而上概念,接受能量和質(zhì)量轉(zhuǎn)換,從能量產(chǎn)生基本粒子到形成宇宙、星系和行星、生物和人類的宇宙進化觀念提前做了輿論準備。 在漫長的歲月里,人類從未停止過對宇宙奧秘的探索,甚至為科學真理而獻身。16世紀,波蘭科學家哥白尼提出“日心說”,意大利科學家布魯諾提出太陽僅是太陽系中心而非宇宙中心,都是科學思想的重大進步,因觸犯或顛覆了神學觀念被迫害甚至處死。當然在那個時代,要科學地解答宇宙起源問題還不具備充分的條件。只是到了現(xiàn)代,在人類建立了以相對論、量子論為基礎的近代物理學大廈,形成了宏觀和微觀統(tǒng)一、量子和連續(xù)性統(tǒng)一的科學自然觀以及發(fā)展了包括空間觀測在內(nèi)的空前精密觀測能力之后,經(jīng)過艱苦的理論探索和大量的實測研究,理論和觀測相互激蕩,互為支撐,宇宙學才在最近二三十年中逐漸成為一門得到觀測事實有力支持的精密科學。宇宙起源演化科學理論的主流是大爆炸宇宙學和爆炸后發(fā)生在極短瞬間的暴脹理論。宇宙大爆炸學說之奇特,在開始時超乎一般人常識,令人不可思議,好在現(xiàn)代神學已失去了對科學的禁錮,科學自有其強大的邏輯力量,使宇宙起源的科學得以發(fā)展,使人類對宇宙起源演化的認識發(fā)生了革命性的變化。 李杰信先生的力作《宇宙起源》是關(guān)于當代宇宙學及其最新進展的科普著作,這是現(xiàn)代基礎科學中帶有根本性、最新但又最深奧難懂的一門學問。即使在科學界,研究和完全懂得宇宙學的科學家是極少數(shù)人。因此我相信,能夠并敢于用通俗道理闡釋這門艱澀學問的人鳳毛麟角,這不僅需要科學專業(yè)的深厚功底,還需要融會貫通的深入理解、豐富多彩的形象思維和貼近生活的精彩表述。杰信先生做到了,這是最讓我欽佩的。 我是杰信先生這本書先期“科普”的讀者之一,愿與其他讀者分享我的心得。我本人雖從事與空間科學相關(guān)的工作,但沒有專門學習和研究過宇宙論。記得20世紀80年代,我的一位勤于閱讀思考,已經(jīng)從政的老友知道我在中科院高能所宇宙射線研究室工作,向我了解宇宙大爆炸問題,我的回答肯定無法使他滿意。后來聽過一些宇宙學方面的報告,了解一些梗概,但實際上還是似是而非。 今年5月,杰信先生來我供職的中科院空間應用中心做了一場精彩的宇宙起源科普報告。會后與杰信先生交談,他拿出剛出版不久的《宇宙起源》繁體中文版送給我,我稍有時間后開始閱讀,一開卷就被深深地吸引住了。一天多的時間,我沉浸在專注、思索和興奮之中。 這本書把人類對宇宙起源的歷史認知及缺失、相關(guān)理論發(fā)展演進的內(nèi)容背景、重大科學發(fā)現(xiàn)的來龍去脈、宇宙演化重要階段的物理原理、宇宙起源關(guān)鍵問題的科學解釋,一部分一部分地展開,用生動形象的比喻,請你入門,用鞭辟入里的分析,讓你理解,再匯集起來,使你能夠?qū)τ钪嫫鹪从姓w性的了解。這本書回答了許多使我疑惑的問題,使我在過去零散模糊知識的基礎上,開始形成一幅較完整的宇宙起源演化物理圖像。我閱讀后給杰信先生發(fā)郵件說:“我極為喜愛你的大作,我得到的是驚喜,感受到你思考的深度和廣度,被其中許多激動人心的描述感染,這是我看到過的最好的高水平科普著作!庇凶x者擔心,他沒有相對論和粒子物理學的基本知識,能不能對宇宙起源也有些了解,我可以說:能!杰信先生在書中對物理、天文的許多基礎性知識也不吝筆墨,做了深入淺出、通俗易懂的介紹,只要你有興趣,你就可以從書中收獲你所期望的。 這本書還有一個十分突出的特點,就是讓你對科學探索重大事件有一種身臨其境的感覺。杰信先生長期在美國國家航空航天局(NationalAeronauticsandSpaceAdministration,NASA)任職,親身經(jīng)歷或就近了解發(fā)生在他身邊的一幕幕歷史畫卷,在他妙筆之下成為生動有趣的故事:最早用地面無線電天線發(fā)現(xiàn)宇宙背景輻射之偶然中的必然;20世紀80年代NASA宇宙背景測量衛(wèi)星COBE的蹉跎命運和轟動成就;此前和之后在同一領域開展的U-2飛機和南極科學氣球飛行實驗及其鮮為人知的功績;還有宇宙暴脹理論的創(chuàng)造者古斯(AlanGuth)深夜兩點的“偉大發(fā)現(xiàn)”靈感等。你可以和他一起感受到探索的艱辛,成功的秘籍,發(fā)人深省的思考,更感覺科學探索的過程充滿跌宕起伏、波瀾壯闊,就像一首絢麗的交響樂章。 這本書也會讓你悟出這樣的道理:科學進步,既有理論思維的巨大力量,也必須建立在科學實驗觀測數(shù)據(jù)的基礎之上;有時理論為實驗觀測指引方向,有時新的觀測事實推動理論發(fā)展,理論最終需要得到觀測事實的支持,這就是現(xiàn)代科學之道。 宇宙起源奧秘的探索遠沒有完結(jié)。隨著宇宙起源科學研究的進展,新的問題又擺在眼前,宇宙中還有95%是我們不了解的暗物質(zhì)、暗能量,既挑戰(zhàn)了現(xiàn)代物理學底線,又可能反過來對現(xiàn)有宇宙起源學說提出問題。由此可見,人類對于科學真理的探索和認識永無止境,已經(jīng)獲得的認知只是后來進步和深化研究的基礎,不是絕對真理,也沒有絕對真理。宇宙起源的學說必將有進一步的發(fā)展。 我與杰信先生的認識,源于20世紀90年代中國開展載人航天工程之初。杰信先生當時是NASA科學辦公室的主管,他熱心聯(lián)絡利用航天飛機GAS容器(Gatawayspecial)開展中美合作。1996年,我作為載人航天工程應用系統(tǒng)總設計師訪問美國NASA時,第一次見到杰信先生,他給我的印象是熱心、睿智而又有條理。2005年神舟六號飛船發(fā)射成功后,中央電視臺做專訪節(jié)目,我作為嘉賓,在直播中主持人連線了杰信先生,這樣我們在一個特殊場合,隔大洋互致問候。慚愧的是過去我對杰信先生的專業(yè)造詣和涉獵領域了解甚少。《宇宙起源》這本書以及《天外天——人類和黑暗宇宙的故事》《我們是火星人?》《生命的起始點》《追尋藍色星球》《別讓地球再挨撞》等一系列著作直指最基本的科學之謎,使他成為具備鏈接科學前沿和大眾知識的不凡功力,又是著作頗豐的著名科普作家。 在這里我要祝賀杰信先生,祝賀《宇宙起源》簡體中文版的出版發(fā)行,推薦具備高中以上知識基礎且有興趣的讀者、科學工作者和科技管理者閱讀這本書,它對你肯定有所裨益。 顧逸東 中國科學院院士 2014年12月
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