科学发现纵横谈

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出版者:中华书局
作者:王梓坤
出品人:
页数:162
译者:
出版时间:1998-03
价格:8.50
装帧:平装
isbn号码:9787101016437
丛书系列:
图书标签:
  • 科普
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具体描述

《星际回响:宇宙演化与生命起源的未解之谜》 一部深入探索宇宙宏大叙事与生命微观奥秘的恢宏史诗。 自古以来,人类便对头顶的星空抱持着无尽的好奇与敬畏。我们是谁?我们从何而来?宇宙的终极命运又将指向何方?《星际回响》并非一部传统的科学教科书,而是一次穿越时空、横跨尺度的深度思考之旅。它聚焦于现代天体物理学、宇宙学以及生物化学中最令人着迷、也最悬而未决的前沿议题,带领读者领略知识的边界,探寻那些尚未被完全揭示的宇宙奥秘。 本书的结构围绕着宇宙的三个核心维度展开:宏观的起源与结构、中观的极端物理现象,以及微观的生命可能性。 --- 第一部分:寂静的开端与膨胀的宇宙 本部分着重审视我们对宇宙起源和演化历史的理解,从大爆炸的瞬间到暗能量驱动下的加速膨胀,剖析支撑现代宇宙学模型的关键证据和理论挑战。 1. 大爆炸的余晖与暴胀理论的困境: 我们将回顾宇宙微波背景辐射(CMB)如何成为大爆炸理论无可辩驳的铁证,分析COBE、WMAP和Planck卫星数据所揭示的早期宇宙的精细结构。随后,深入探讨“暴胀理论”——一个旨在解决视界问题和平坦性问题的优雅假说。然而,暴胀理论并非没有争议。书中将详细阐述当前模型面临的挑战,例如“多重宇宙”的哲学含义及其观测上的不可证伪性。我们探讨了替代性或互补性的早期宇宙模型,如循环宇宙论或量子引力效应在普朗克尺度下的潜在作用,以及寻找与暴胀相关的“原初引力波”信号的全球努力。 2. 暗物质的引力脚印: 尽管我们能看到恒星、星系和气体云,但它们所发出的引力效应远超可见物质的总和。暗物质,这种不发光、不吸收光、仅通过引力与其他物质相互作用的神秘物质,构成了宇宙物质总量的约85%。本书细致梳理了证明暗物质存在的关键证据:星系旋转曲线的异常、引力透镜效应的畸变、以及星系团的动力学研究。随后,我们深入探讨了候选者——如弱相互作用重粒子(WIMP)、轴子(Axion)和惰性中微子——的理论框架,并考察了地下深处或太空中的直接和间接探测实验(如XENONnT, LUX-ZEPLIN, AMS-02)的最新进展与挫折。我们将直面一个根本问题:我们是否真的能“看见”我们从未直接接触过的物质? 3. 暗能量与宇宙的加速未来: 进入21世纪,对遥远超新星的观测揭示了一个令人震惊的事实:宇宙的膨胀正在加速。驱动这种加速的神秘力量被称为暗能量。本书将详细解析“宇宙学常数”作为暗能量的经典模型所面临的“真空能密度危机”——理论预测值与观测值之间高达 $10^{120}$ 的惊人差异。我们探索了更具动态性的暗能量模型,如精质(Quintessence)场,以及修改引力理论(Modified Gravity, MOND的广义推广)作为替代暗能量的尝试。最终,我们将描绘加速膨胀背景下宇宙的长期命运:是“大冻结”(Heat Death),还是其他更为剧烈的终结方式? --- 第二部分:极端环境下的物理学奇观 本部分将焦点从宇宙的整体结构转向那些在极端引力、能量和密度下运作的天体物理实验室。 4. 黑洞的视界与信息悖论: 黑洞是时空几何的终极表现。我们将从爱因斯坦的广义相对论出发,解析史瓦西半径、克尔解的奇特结构,以及事件视界作为单向膜的本质。着重探讨了近年来引力波天文台(LIGO/Virgo/KAGRA)探测到的双黑洞并合事件,这些观测如何校验了广义相对论在强引力场下的精确性。然而,更深刻的挑战在于“黑洞信息悖论”。霍金辐射的理论预示着黑洞会蒸发,但量子力学要求信息守恒。本书将全面梳理各种试图解决该悖论的尝试,包括火墙(Firewall)假说、软毛(Soft Hair)理论以及对量子引力理论的启示。 5. 中子星的核物理极限: 中子星是已知宇宙中最致密的天体之一,其核心物质的密度超越了原子核的范围,处于夸克物质与强子物质的交界地带。我们将探讨如何利用脉冲星的精确计时来探测引力波背景,以及磁星所产生的极端磁场(比地球磁场强 $10^{15}$ 倍)如何影响物质的结构。特别是,书中将聚焦于中子星并合(如GW170817)如何解释千亿年一次的重元素(如金、铂)的产生机制,以及这些事件对我们理解核物质状态方程的限制。 --- 第三部分:生命探寻的边界 在理解了宇宙的物理骨架之后,本书的最后一部分将目光转向宇宙中“活着的”可能性,探索生命的起源和在其他星球上存在的条件。 6. 生命的化学蓝图与非地球生物化学: 生命,至少是我们所知的生命,依赖于碳基化学、液态水溶剂和特定的能量梯度。我们将回顾地球生命起源的经典理论(如米勒-尤里实验的现代解读),并深入探讨“RNA世界假说”与“代谢优先理论”之间的争论。更进一步,本书探讨了替代性的生物化学可能性:硅基生命在何种极端条件下才有可能?液态甲烷或氨作为溶剂的生物体系是否可行?我们还将审视“手性”问题——生命分子如何偏爱左旋氨基酸和右旋糖,以及这种选择是否具有宇宙普遍性。 7. 系外行星的宜居性: 开普勒、TESS和未来的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)极大地扩展了我们对系外行星的认知。本书不再满足于简单的“位于宜居带”的定义,而是引入了更精细的宜居性指标:行星的大气层组成、磁场保护、板块构造对碳循环的维持作用、以及其主恒星的光谱类型和耀斑活动对行星长期稳定的影响。我们将深入分析“超级地球”和“迷你海王星”这类在银河系中普遍存在的行星类型,它们究竟是生命诞生的沃土,还是被大气层锁死的“失乐园”?我们如何识别那些可能由非技术文明甚至微生物活动产生的“技术特征”(Technosignatures)? --- 《星际回响》是一本为那些不满足于已知答案的读者而写。它挑战了我们对时间、空间、物质和存在的根本假设,邀请您与最前沿的科学家一同站在知识的悬崖边,眺望那片广袤而迷人的未知。

作者简介

作者简介

王梓坤(Wang Zikun),1929~,江西吉安县人,教授、博士导

师、中国科学院学部委员。1952年武汉大学数学系毕业;1958年莫

斯科大学数学力学系研究生毕业,获苏联副博士学位;1988年获

澳大利亚麦克里(Macquarie)大学名誉科学博士学位。主要研究

数学中的概率论,业余从事科学方法论及科普写作,发表数学专

著、数学论文及方法论论文、科普作品等许多种。曾获“国家自然科

学奖”(1982)、“国家教委科学技术进步奖”(1985)、“全国新长征优

秀科普作品奖”(1981)、“中青年有突出贡献专家”称号等,并三次

被评为天津市劳动模范(1961、1979、1982)。曾任南开大学教授、北

京师范大学校长等职,现任北京师范大学教授、灿头大学教授。

目录信息


引子 天高可问
第一章 谈德识才学
一 不是“神”灯
――德识才学的实践性
二 贾谊、天王星、开普勒及其他
――谈德识才学兼备
三 欧勒和公共浴池
――根扎在哪里?
四 大葫芦和一百匹马
――向劳动人民学习
五 骡驹与盐碱地
――群策群力,大搞科研
六《本草纲目》的写作
――搜罗百氏,访采四方
七 工夫在诗外
――从陆游的经验谈起
八 冷对千夫意如何 展翅高飞壮志多
――热爱人民,热爱真理
九 真理的海洋
――谈勤奋
十 原因的原因
――谈识:世界观的作用
十一倚天万里须长剑
――二谈识:科学研究中的革命
十二 疾病是怎么回事?
――三谈识:主题及基本观点
十三 天狼伴星
――谈才:实验与思维
十四 心有灵犀一点通
――二谈才:洞察力等
十五 挑灯闲看牡丹亭
――三谈才:善于猜想
十六 康有为与梁启超
――四谈才:方法的选择
十七 林黛玉的学习方法
――谈学:从精于一开始
十八 一个公式
――二谈学:精读与博览
十九 蓬生麻中 不扶而直
――三谈学:灵活运用
二十 涓涓不息 将成江河
――四谈学:资料积累
二十一 剑跃西风意不平
――五谈学:推陈出新
二十二 钱塘江潮与伍子胥
――六谈学:关于学术批判
二十三 斗酒纵观廿――
――读点科学史
二十四 彗星的故事
――简谈我国古代的发现、发明
二十五 万有引力的发现
――长江后浪超前浪
第二章 实践――理论――实践
一从普朗克谈起
――科学发现的一般方法和逐步逼近
二 大自然的无穷性
――认识为什么是逐步逼近的
三 赵县石桥等等
――科研开始于观察
四 此曲何必天上有
――巧妙的实验设计
五 原始地球的闪电
――各种各样的实验
六 奇妙的“2”与“3”
――谈仪器、操作与资料整理
七 走到了真理的面前,却错过了它
――谈对实验结果的理解
八 恒星自行、地磁异常及生物电等等
――再谈正确的理解
九 思接千载 视通万里
――谈想象
十 对称、类比、联想、移植与计算等
――谈分析方法
十一 针刺麻醉的启示
――谈概念
十二“我用不着那个假设”
――各种各样的假设
十三 元素周期律的发现
――假设的检验
十四 海王星的发现
――谈演绎法
十五 物体下落、素数与哥德巴赫问题
――再谈演绎法
十六“在一切天才身上,重要的是”
――爱因斯坦谈科学研究方法
十七 电缆、青年与老年人的创造
――定性与定量
十八 华山游记与镭的发现
――坚持、再坚持
十九 胸中灵气欲成云
――智力的超限
二十 苯与金圣叹的观点
――谈启发与灵感
二十一 征服骡马绝症及其他
――循序渐进与出奇制胜
二十二 能创造比人更聪明的机器吗?
――逻辑思维与科学幻想
二十三 放射性、青霉素及其他
――谈偶然发现
二十四 香榧增产记
――对归纳法的两点新的认识
朝霞国里 万舸争流
――没有结束的结束语
附编:
――漫话治学之道
二 评文 论史 便神飞
――学理者如是说
三 读书面面观
后记
· · · · · · (收起)

读后感

评分

家里的一些书都是老爸买的,小时候,认识了几字之后,偶尔会站在书架前,想想看些什么书,那时,总是找些有图的,就算是《三国》也只是看前几页的人物图谱而已。 慢慢长大了,开始看些科普读物,什么《小灵通漫游未来》《飞向星星》了,慢慢的,喜欢坐在房前屋后静静的看书,...  

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家里的一些书都是老爸买的,小时候,认识了几字之后,偶尔会站在书架前,想想看些什么书,那时,总是找些有图的,就算是《三国》也只是看前几页的人物图谱而已。 慢慢长大了,开始看些科普读物,什么《小灵通漫游未来》《飞向星星》了,慢慢的,喜欢坐在房前屋后静静的看书,...  

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很薄的书,很快读完,但很有收获。 第一篇谈徳才学识讲的很好,立论好、框架好,又很有趣味性,就是对科研工作者很有启发。尤其是科研选题和方法指导上,真觉得相见恨晚。 里面有很多古诗词、文章、典故、小故事,读来很有趣性,但是对于成人来说,未免有些冗长,启发小孩子可...  

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这是国内一本不可多得的关于科学发现的小册子,在它的影响下,我一口气读完了上官子木的《反思:中国人成才障碍》,而且惊奇地发现2008年12月31日晚上刚刚略读完的The structure of scientific revolutions与本书在某些方面如此地不谋而合!

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五星也不够。我认为这本小书浸透了一位科学家毕生所得。如果作为小孩子的科普去看,真的可能是种浪费。这其中诠释了在做人,做学问的道路上的方向和方法,很朴素,很务实。才,识,学,缺一不可。读书是书本和读者之间的交互,你身处什么人生阶段,能参悟的道理也恰当地反映出...  

用户评价

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作者的语言风格是那种带着学者特有的严谨,但又充满了人文关怀和一丝不易察觉的幽默感。他绝不满足于仅仅陈述“是什么”,而是执着于探究“为什么是这样”以及“这对我们意味着什么”。在阐述科学家的生平时,作者避免了脸谱化的英雄主义塑造,而是着墨于他们作为凡人的挣扎、怀疑和坚持。我尤其欣赏他对于科学史中那些“弯路”和“误区”的坦诚记录,这让科学的进步过程显得更加真实可信。比如,书中对早期关于以太理论的详细描述,作者并没有简单地将其归为“愚昧”,而是深入分析了当时实验条件的局限性和逻辑推演的必然性。这种辩证的、不带评判色彩的分析,体现出一种极高的思想境界。读完后,你获得的不仅仅是知识,更是一种对科学方法论本身的尊重和理解,明白真正的智慧在于不断地自我修正和审视。

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这本书的叙事节奏处理得相当高明,它不像某些科普读物那样一上来就抛出宏大的理论框架,让人望而生畏。相反,它采用了“小切口、深挖掘”的策略,从一个非常具体、甚至有些不起眼的日常现象入手,然后层层剥茧,最终引向一个重大的科学发现。我印象最深的是开篇对“微小偏差的累积效应”的探讨,作者先是讲述了一个航海史上的著名失误案例,引出对测量精度的重视,随后笔锋一转,自然而然地过渡到了量子力学中观察者效应的哲学思辨上。这种娓娓道来的讲述方式,让原本生涩的知识点变得异常“接地气”。每一次转折都像是精心设计的悬念,读者会忍不住想知道“然后呢?”作者似乎深谙读者的心理,总能在你感到疑惑的临界点,给出清晰而富有洞察力的解答,这种节奏感,读起来酣畅淋漓,根本停不下来。它更像是一场由博学的朋友带领的思维漫游,而不是枯燥的课堂灌输。

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这本书的内容深度和广度都令人称奇,它像是打开了一扇通往多个学科殿堂的侧门,而不是只聚焦于某一条主干道。我原以为它会严格限制在某一门类,但实际上,作者像一位技艺精湛的指挥家,将物理学的基本原理、生物学的复杂系统、数学的抽象美感,乃至哲学对实在的终极追问,巧妙地融合成了一首和谐的交响乐。比如,当讨论到信息熵的概念时,作者毫不突兀地引用了热力学第二定律,随后又将话题延伸到了生物体如何对抗熵增,最后甚至触及到了人工智能领域的自组织现象。这种跨学科的对话,极大地拓宽了我的认知边界,让我看到了不同科学领域之间隐藏的底层逻辑和共通的数学结构。它不再是孤立的知识点堆砌,而是一个互相印证、互相启发的宏大知识网络。

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这本书最让我感到兴奋的一点,在于它成功地激发了我内在的好奇心,并提供了一套可以去“追问”的工具箱。它没有直接给出所有答案,而是更着重于展示“提出好问题”的重要性。在许多关键的论述结尾,作者都会留下一些开放性的思考,比如“如果我们改变这个初始条件,结果会如何?”或者“这种解释在哪些维度上仍然存在漏洞?”这些引导性的提问,促使我合上书本后,仍然忍不住要去查阅更多的资料,去验证自己脑海中形成的初步猜想。它不是终点,而是一个强有力的起点。对于渴望深度学习而非浅尝辄止的读者来说,这本书的价值就在于此——它成功地在读者和未知之间架起了一座坚固的桥梁,鼓励我们自己去探索桥的另一端,而不是满足于被告知彼岸的风景。

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这本书的装帧设计真是别出心裁,拿到手里就感觉不是那种常见的教科书式的严肃。封面选用的那种略带磨砂质感的纸张,触感温润,色彩搭配上采用了沉稳的深蓝色和跳跃的橙色线条,形成了一种既古典又现代的视觉冲击力。我特别留意了内页的排版,字体选择了衬线体,阅读起来非常舒适,行距和字距的把握恰到好处,即便是长时间阅读也不会感到视觉疲劳。更值得称赞的是,作者在关键概念的阐释部分,使用了大量的图表和示意图,这些图形不仅仅是装饰,更是对复杂理论的直观补充。比如,在谈到某种理论模型时,那个三维的透视图解,一下子就把我从文字的束缚中解放出来,仿佛亲眼看到了那个抽象结构。书的尺寸适中,方便携带,无论是咖啡馆的午后小憩,还是通勤路上的碎片时间,都能随时翻阅。而且,纸张的质量很高,油墨印刷清晰,没有出现任何重影或墨迹晕染的情况,这对于一本需要反复研读的书来说,简直是太重要了。整体来看,出版社在细节上的用心,大大提升了阅读体验,让人对书中内容的期待值也随之水涨船高。

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拘于时代,文字略有晦涩,然文笔如高山流水,才思缜密,论证切近。

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拘于时代,文字略有晦涩,然文笔如高山流水,才思缜密,论证切近。

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拘于时代,文字略有晦涩,然文笔如高山流水,才思缜密,论证切近。

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