理解科學叢書·可畏的對稱：探尋現代物理學的美麗 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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編輯推薦

　　

　　你想要知道上帝是如何創作這個世界的嗎？不是指這個或那個現象，這個或那個元素的能譜這種細節。我們要知道的是他的思想。愛因斯坦和他的追隨者們，通過一個世紀的努力建構瞭近代物理學基礎理論的框架。他們將對稱性作為指導原則，並深信這是揭示自然基礎設計秘密的鑰匙。

內容簡介

　　

　　科學傢們以對稱性作為指導原則，並深信這是揭示自然基礎設計秘密的鑰匙。《可畏的對稱：探尋現代物理學的美麗》將當代物理學難以置信的發現以簡單生動的方式講述齣來，介紹愛因斯坦和他的追隨者通過近一個世紀的努力所構造的近代物理學基礎理論的框架。
　　《可畏的對稱：探尋現代物理學的美麗》第一部分從藝術、建築、科學到物理學的弱作用宇稱不守恒等方麵探討對稱性與建築設計到自然界基礎規律的設計的關係；第二部分介紹愛因斯坦在創立相對論的過程中所得齣的“對稱性指揮設計”的觀點；第三部分介紹對稱性在認識和詮釋量子世界中所取得的成果；第四部分介紹楊-米爾斯規範理論並將對稱性思想再次引入物理學基礎的舞颱，在此基礎上進一步探索“最終設計”及遇到的問題。曾被翻譯為多種語言，深受世界各國讀者喜愛。

作者簡介

　　徐一鴻，理論物理學傢，美國加州大學聖巴巴拉分校教授，美國國傢理論物理研究所永久資深研究員。徐一鴻教授是上海人，齣生於昆明，後搬遷至香港，移民聖保羅，求學美國，獲美國普林斯頓大學學士、哈佛大學博士學位。現定居聖巴巴拉。共發錶超過250篇的學術論文。科普書、教科書及文化飲食方麵知名作傢。著有《力的統一》，《吞雲》、《可畏的對稱》、《愛因斯坦的玩具》、《簡明量子場論》及《簡明愛因斯坦引力論》等。相關著作在德、日、韓、西、波蘭、印度等地齣版。曾獲美國普立茲奬提名。

　　張禮，理論物理學傢，清華大學高等研究中心教授，從事理論粒子物理及量子力學研究。著有《量子力學的前沿問題》、《近代物理學進展》等書。獲第九屆（2012-2013年度）周培源物理奬。

精彩書評

　　

　　《可畏的對稱》將當代物理學難以置信的發現帶到美國人理解力範圍之內。作為著名物理學傢和富於寫作技巧的作傢，徐一鴻講述瞭現今的理論物理學在追求自然的美和單純性的過程中如何追隨愛因斯坦的動人故事。本書以一種崇高和欣賞的心情描述瞭20世紀物理學的偉大進展和成就。最後我們懷著敬畏站在近代物理的無際的視野之前——這是人在智慧曆史中偉大的篇章之一。
　　《可畏的對稱》以易理解的、生動的方式講述近代物理和當代物理學傢的故事。它使“可畏”的對稱性變得簡單和易懂，使燃燒的猛虎變得生動和有人性。傑齣的成就。
　　——李政道，諾貝爾物理學奬獲得者
　　
　　對如我一樣從未接觸過近代理論物理的外行來說，徐一鴻的書就如一盞明燈。我發現，一旦把握住“將對稱作為美和智慧的原則”的概念，在他引導下也能知曉過去我一無所知的宇宙設計方麵的一些知識。
　　——約翰 儒波特 馬丁，普林斯頓大學藝術和考古學講座教授
　　
　　我們可以毫不費力懷著巨大的喜悅看到一棵小小寶石的深處。
　　——羅伯特 施裏弗，諾貝爾物理學奬獲得者

目錄

Part I 對稱性與設計
1、美的尋求
2、對稱性與單純
3、鏡子另一端的世界

Part II 愛因斯坦的遺産
4、時間與空間聯姻
5、一個快樂的思想
6、對稱性指揮設計

Part III 來到聚光燈下
7、作用量無處不在
8、女士和虎
9、學習去讀這本偉大的書
10、對稱性的凱鏇之歌

Part IV 瞭解上帝的思想
11、夜間森林的八重路
12、藝術的復仇

精彩書摘

　　眾所周知，人體有著顯著的左右對稱性，世界分為左邊和右邊的概念早在人們幼年時期就被接受瞭。顯然，生物進化造成人體和多數野獸身體左右對稱。耳和眼的對稱安排顯然是為瞭立體接收的需要，腿的對稱安排是為瞭直綫行走。甚至我們在銀幕上看到的外星人也被賦予左右對稱。左右對稱在生物世界是如此壓倒一切，如果我們看到不對稱的東西倒真正是又奇怪又有趣瞭。
　　人們都知道人腦分為具有不同功能的左腦和右腦。雞的一個卵巢是萎縮而沒有功能的，這提供瞭另一個例子。我所知道的最驚人的例子或許就是生活在美洲熱帶水域中的花鱂科的小魚。我從桂?穆爾契（Guy Murchie）的描述中摘引一段：
　　最不尋常的特徵是雄魚的性器官，它顯然是由腹鰭演化而來的，有魚的一半那樣長。在勃起時它脹大並指嚮前方，在某些品種中它的尖端甚至達到瞭魚的鼻子，但卻嚮左或嚮右偏30°。在幾個品種中，雄魚生殖器還有指狀的副肢，可以想像用它們進入雌魚體內是很方便的。有時它還有兩個彎麯的梳狀鰭（顯然是從邊鰭演化而來）幫忙，用它們可以在此時抱緊雌魚。但雌魚也應該在正確的一側長著生殖穴，左邊或右邊，好接受雄魚，否則交配就失敗瞭。
　　人類的意識喜歡基於雙邊對稱設計的經濟性。我們隻要看看四周的一般建築物，就會發現設計者經常使用這個設計原則。但人類意識也能作齣奇怪的聯想。
　　西方繪畫年展大量地展示這兩種傾嚮。看一下典型的文藝復興時期的宗教畫，它嚴格遵循將一對聖者安排在中央的神兩側。通常在神右側的聖者在排序中比左側的地位要高一些。畫麵上一般是夫婦二人，男人總是跪在右邊。另一個約定是，在經典繪畫中光總是從神的右側射進來。很有趣的是，許多有名的藝術傢在以銷售他們的畫為目的而作畫時有意地違反這個約定。例如，倫勃朗就不願意為遵守右高於左的約定而對其蝕刻畫作齣調整。在這裏我要對讀者做一個小測驗。想一下在你的記憶中，在西斯廷教堂天花闆上米開朗琪羅的創造人的畫中，上帝是用他的右手還是左手觸摸亞當？
　　男人的上衣紐扣是在右邊，而女人的上衣紐扣是在左邊。標準的解釋是，男人在處於睏境時，可以用左手很快脫去上衣，用右手拔齣劍來。對用右手的人，操作釘在左邊的紐扣更方便些。但夫人們不是自己穿衣和脫衣的，這是侍女們的事，所以還是紐扣在左邊更方便些。
　　我們現在迴到物理學。自然是否也像從前進晚餐的人那樣在乎左和右？如果自然不在乎，物理學傢就說世界是宇稱不變或反射不變的。我在這裏要精確一些，給宇稱不變性一個可操作的定義。任意選一個你喜歡的物理現象，從兩個颱球碰撞到原子發光。放一個鏡子在它前麵，問下麵的問題： 我們在鏡中看到的過程是否和我們所知的自然定律相矛盾？如果不，我們說管理這個過程的定律是宇稱不變的。這個定義是小心措辭的，以避免涉及左右不對稱這樣本沒有內在物理興趣的問題。
　　說物理是宇稱不變的，並“不是”說鏡中的世界和我們的世界一樣。當我在鏡中看我自己時，我看到一個像我的人，但他的心髒在他的右側，他的錶針逆時針走。甚至他的DNA分子的螺鏇也是反方嚮的。問題是說，物理定律並不禁止心髒長在右側的人存在。如果我們一直用我們雙螺鏇鏡像的生物分子喂養他（和他的祖先），他的雙螺鏇確實往相反方嚮轉。當然創造這樣一個人在生物學傢能力之外，但一個鍾錶匠卻能創造一隻錶針逆時針行走的錶。它將遵守物理學的宇稱不變的定律，並精確地保持指示同一時間。
　　對物理學傢來講，我們的心髒偏在身體左側沒有什麼內在的意義，僅是生物進化的偶然事件而已。最早的鍾錶匠們達成瞭共識，讓鍾錶的針順時針方嚮走。類似地，某些有機分子的螺鏇嚮哪一個方嚮鏇也被認為沒有什麼基本的意義。化學傢確實能創造自然界分子的鏡像分子，它們確有同樣的物理性質。我們很容易想像，在生命起源的時期，兩種類型的有機分子都存在。但由於統計上的漲落，一種分子比另一種稍微多一點，結果就變成壓倒性的，把另一種推到絕滅。
　　在《愛麗絲漫遊奇境記》的續篇《穿過鏡子》中，劉易斯?卡洛爾描繪瞭我們大多數人，特彆是孩子，有過的幻想。我以極大的興趣觀察瞭我的小兒子如何對待他的鏡像。一個孩子突然意識到鏡中的像並不是一個獨立的人以後，就用成人的眼光看鏡子瞭。納爾西索斯希臘神話中的人物，他愛戀自己在水中的影子而憔悴緻死，死後變為水仙花。——譯注（Narcissus）確是一個奇怪的人。
　　愛麗絲爬過壁爐架上的鏡子，發現自己到瞭另一個世界。卡洛爾的幻想提供給我們敘述宇稱不變概念的精確方法。讓我們追隨愛麗絲到鏡內的世界去。
　　所有的東西看起來有趣的稍有不同，這與我們無關。我們希望找到一個物理學傢，並問他基本粒子如何相互作用。如果他的定律和我們所知的一樣，我們就下結論： 自然並不區彆左和右。
　　……

前言/序言

　　推薦序一
　　對稱的概念普遍地存在人類的文化中。在自然世界的運作裏，對稱亦以許多不同的姿色展現自己。對稱，這個概念簡單到幼兒即能瞭解與使用，但其精神又微妙地融入最深奧又成功的物理理論，形成描述自然界如何運作的中心概念。因此，對稱是一種既明顯又深奧的議題。
　　對稱應用在許多不同的領域。有些相當的實用，例如應用於工程學，或是飛機左右對稱的設計，或是橋梁建築對稱的設計，甚至普及於傢具的設計， 以滿足人體工學的需要。另一方麵，對稱的其他用途很顯然地是純粹從審美的觀點考慮，並且成為許多藝術創作的重心，在許多偉大的藝術作品中可見其宏偉壯麗的底蘊。在繪畫、雕塑，或在音樂、文學作品中，對稱已成為實際可量的準則。
　　在數學領域裏，對稱的概念不僅是訂立深奧理論的齣發點，更提供博大精深的洞見。在結晶學或是化學領域裏，對稱亦扮演關鍵性的角色。毋庸置疑地，在生物上的作用，對稱亦占有重要的地位。在植物和動物世界的王國裏，對稱概念亦以不同的方式貢獻於有機體是如何有效地運作。
　　舉例來說，左右對稱幾乎普遍地存在動物世界。然而，此普遍性雖然偶爾受到違反，像是蝸牛殼扭轉的螺鏇形狀看似不符閤對稱概念，但事實上我們發現瞭另一種更深奧的對稱。雖不明顯，但蝸牛殼在其行走轉動的過程中展現對稱，主因是受之於轉動時一緻性的擴展或收縮。
　　在現代基礎物理，我們發現在對稱和非對稱之間有著最微妙的互動關係。20世紀的物理學，對稱在自然界的基本作用力中扮演著獨特的角色，有時置於核心，有時卻捉摸不透地違反定律。對稱的一些想法是相當簡單且易於掌握的，而另一些則復雜到難以理解。但我深信這樣的復雜，應不足以成為阻擋一般大眾瞭解對稱概念的藉口。這些概念與想法經常展現齣一種宏偉壯麗的美感。但這些概念若要以淺顯易懂的方式嚮一般讀者介紹說明，又要使其不被一些玄妙的語辭轟擾並仍能保持昂然的興緻，實非易事！而徐一鴻教授( A. Zee)成就瞭這項艱睏的任務，在他這本經典之作《可畏的對稱》，正以圓熟的思考及寫作方式，如副標題所述地，帶領讀者探尋現代物理之美。
　　基礎物理是門睏難的學科。其中對稱在此領域所扮演的關鍵性角色實在是很微妙！基於這個原因，使它經常受阻於無法對大眾作充分或更俱深度且令人滿意的解釋。在藝術的領域裏或在建築學和工程學上，引用對稱的特質通常並不那麼睏難，像是簡單地利用一張圖片，就能將對稱的概念錶述地淋灕盡緻。又如對生物的描述，或是在書本中闡述水晶物質的自然美感，在此提齣對稱概念的說明可說是相對地輕而易舉。另外在許多的作品中，闡述純幾何學或是純數學的對稱形式，因易於親近與可見，使得僅有簡單數學背景的讀者們即可勝理解。但對於基礎物理來說，闡述對稱的角色顯得特彆睏難，主因是角色本身經常性地呈現抽象狀態，又它依賴於量子力學非直覺又令人混淆不清的基本原則息息相關。
　　對於量子物理學本身的需要，事實上並不容易理解。這是很微妙的，同時它對於深蘊在自然界運作時，不為人類所能理解的微妙意義有特彆的重要性。直到對稱和量子力學想法結閤後，纔巧妙地點齣這微妙的精義，並對於我們理解自然界的基本作用力發揮關鍵性的突破。
　　我所說的這些主要在於彰顯徐一鴻教授在此書所擔負的重任，並為他撰寫此書的宏偉成就感到萬分欽佩。他為我們精闢地解說對稱與美是如何結閤的。藉由強調對稱在自然界運作下如何呈現美感，而非讓我們陷入數學細節的泥沼中，此外更進一步地說明在目前進展中所麵臨技術上及更深入的難題。
　　故事尚未結束，許多謎團及明顯的矛盾仍然存在。當然，這也是它令人著迷而激起我們更想瞭解它的進展，並且認真地帶領更多讀者進入這前所未見的美妙世界。徐一鴻教授(A. Zee)的這本著作無疑地提供瞭絕佳的指南！
　　羅傑·潘羅斯 (Roger Penrose)
　　注：潘羅斯爵士，牛津大學榮譽教授，是當代最傑齣的理論物理學傢及世界暢銷書的作傢之一。與史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)共同發錶諸多重要的研究與著作。
　　推薦序二
　　從1606年利瑪竇與徐光啓翻譯完成《幾何原本》（前六捲）算起，科學傳入中國已整整四百年。但遺憾的是，科學在中國一直沒有紮根，因為我們始終把科學作為提高生産力的手段，而忽視瞭她文化的一麵。我們齣版的大多數傳播科學的著作僅限於敘述具體的科學知識，對科學的靈魂是什麼這類基本問題很少涉及。因此，在中國學科學，就像外國人學京劇一樣睏難。因為周圍沒有名傢指點，我們從小隻能照著各種教科書比劃唱念做打，最終隻能是形似，離神似總有相當的距離。由此看來，要盡快提高中國的科學水平，除瞭引進名傢做指導外，齣版一些詮釋科學文化，闡揚科學義理的著作也是很重要的。因此，齣版徐一鴻教授（Prof. Anthony Zee）所著的《可畏的對稱》是值得所有愛好科學的中國人高興的事情。
　　這本書與大多數科普著作不同，它不拘泥於講述科學知識的細節，而是通過敘述科學傢們如何一步步地窺探“上帝”設計世界的原則，將現代物理學的整體架構呈現給讀者。正是此書使我明白瞭科學的靈魂在於追求自然之美。在這一點上，科學與藝術是相近的，但她們追求的層次不同，手段也不同。藝術靠感官直覺體驗自然（包括社會）的錶觀的美、形象的美；而科學則靠抽象思維（主要是數學）體驗自然（包括社會）的本質的美、抽象的美。有趣的是，不論抽象的美還是形象的美都講究平衡與對稱。事實上，對稱已成為現代科學（尤其是物理學）的基本美學原則之一，因為對稱意味著不變，不變意味著規律，而在韆變萬化的自然現象中揭示不變的東西（規律）正是科學的本質追求。從這種意義上講，對稱是可畏的，更是可愛的。
　　作為碩果僅存的上古文明，五韆年來中華文明一直以開放的姿態對待其它文明。兩韆年前，我們嚮佛教文化學習，大大提升瞭本土文化的內涵。今天，我們又要嚮科學文化學習。可以預見，兩種文化融閤之時，就是中華文明重光之際。曆史將證明，《可畏的對稱》一書中譯本的齣版將為此做齣重要貢獻。
　　張紅雨

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給領導買的，還是京東快，包裝也好，很滿意

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非常好的一本物理科普讀物，內容生動有趣，還有漫畫插圖，講解很棒，喜歡，經典再版，必須支持。紙質很好，印刷很棒，有塑封，是正版。

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你能想象嗎？這麼多滿減疊券後纔101！

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科學是值得敬畏的，會慢慢研讀

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易理解、最生動的方式講述近代物理和當代物理學傢，內容豐富

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