牧夫荐书│宇宙从哪里来？

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在过去的几十年中，涌现了许多了不起的科学家，他们专注于向科学界以外的广大受众介绍他们的研究和发现。这些科学家有很高的吸引各个年龄层次和知识背景的观众或读者的天赋。除此之外，他们往往还有一个重要的共同点：其作品中都包含大量精品的太空照片。不过，如果你稍微挖掘一下这些科学家的专业背景，就会发现他们并非都是天文学家。这说明即使不是使用天文望远镜的科学家，也会用遥远星系和灿烂星云的图像来吸引我们。

人类一直都是观星者，我们天生就会被这些太空的照片所吸引。星空的有序之美是希腊语中“宇宙”这个词的起源，该词原意就是秩序。今天，宇宙是太空的同义词。虽然从定义上说，宇宙意味着所有的一切，但实际上，它代表的只是地球之外的一切。天文学家，也就是研究宇宙的科学家，通常只对地球之外的星空感兴趣。宇宙的浩瀚无法直观想象，说起“宇宙”这个词，我们会有一种空间尺度极为广阔的感觉。虽然“宇宙”从定义上讲包括蚂蚁、沙粒和单个的原子，但我们在研究它的时候会忽略掉那些小的细节。当我们观察行星、恒星和黑洞等事物时，就会发现宇宙的运行似乎遵循着一套有序的物理理论和定律。由此看来，宇宙是一台运转良好的“机器”，它是稳定并且可预测的。我们也大体上知道它如何运行。

科学史上最令人意想不到的事情是：宇宙表面上的运行规则并非在所有尺度上都适用。我们可能会期望大而远的事物与小而近的事物的运行规则是一样的，就好比望远镜放大远处的物体，而显微镜放大微小的物体。但当我们真正深入观察微观世界时，我们就会发现它其实相当陌生，充满了不可预测和违反直觉的事物，在许多方面与宏观的宇宙截然不同。换句话说，在非常小的尺度上，我们看到了量子世界。

“量子物理学”是20 世纪初期发展起来的现代物理学的一个分支，用来解释一些涉及微观世界的实验结果。它所研究的世界比我们目前最好的显微镜能看到的尺度还要小很多，是一个属于原子的世界。虽然这个量子世界无法直接被我们观察到，但它为我们理解物质的基本组分、化学反应，甚至是星体本身的演化提供了基础。

量子物理学不仅是所有现代科技的基础，也是连接所有学科领域的纽带。然而，这个理论本身是出了名的难以理解。我们这本书的任务不是教会读者如何在自己的理论或技术领域中使用量子物理学，而是让读者对这种将我们与宇宙联系起来的物质科学有所了解。

综上所述，《宇宙从哪里来》一书的内容是关于量子和宇宙的，这是人类理解世界的两个极端场景。量子世界是非常小的基本粒子和非常近的基本力的世界， 这些基本粒子和基本力是构成一切的基石。而宇宙包括所有的一切，数万亿的恒星和星系在宇宙中运行，宇宙从一个炽热的起点膨胀至今，未来也永不停歇。尽管量子与宇宙有天壤之别，但通过本书，我们将展示它们之间千丝万缕的关联—最大尺度上的宇宙运转与最小尺度上的量子作用其实是紧密相连的。

书中将讲述目前我们对宇宙的理解，并带大家看一看微观的现象如何影响宏观的理论。我们将去上古宇宙中探险，并畅想它的未来。这将是一场见微知著的“宇宙秀”。虽然量子和宇宙在尺度上天差地别，但只有当它们结合在一起时，太空的真正之美才得以展现。

《宇宙从哪里来：从量子物理学到宇宙结构》

作者：[澳]克里斯·费里（Chris Ferrie）

[澳]杰兰特·F.刘易斯（Geraint F. Lewis）

出版社：人民邮电出版社

定价：79.80

克里斯·费里（Chris Ferrie）

澳大利亚悉尼理工大学的副教授，他在那里研究和讲授量子物理、计算 和工程。他著有五十多本关于科学的儿童读物，包括《婴儿量子物理》和《有一个吞噬宇宙的黑洞》。

杰兰特·刘易斯（Geraint F. Lewis）

是悉尼大学的天体物理学教授，他在那里寻找宇宙的黑暗面，即主宰宇宙的质量和能量。他教授物理学和宇宙学，著有两本关于宇宙和科学工作原理的热门书籍。他经常向国际观众讲述宇宙的奇迹。译者：王清扬，中国科学院大学理论物理专业在读博士生，从事宇宙学研究，针对宇宙暴胀和暗物质的问题发表过多篇论文。爱好科学传播，在知乎等平台发布过大量热门科普作品，曾获得知乎2022年度新知答主称号。

本书全面阐述宇宙从哪里来，涵盖宇宙起源、发展及未来。第一章介绍宇宙的起源，讲述了描述宇宙最初阶段的大爆炸理论与暴胀理论，以及轻元素的诞生过程。第二章介绍当今的宇宙，讲述了恒星的演化、终结与形成重元素的核反应过程。第三章介绍宇宙的归宿，讲述了描述恒星、黑洞、宇宙的最终状态的理论。第四章介绍了尝试统一量子力学与广义相对论的万物理论，讲述了它的几种可能的形式。

书中巧妙地将量子和宇宙结合，尽管二者有天壤之别，但书中展示了它们之间千丝万缕的关联——最大尺度上的宇宙运转与最小尺度上的量子作用其实是紧密相连的。同时，本书还讲解了微观的现象如何影响宏观的理论。书中没有公式，而是从量子物理学的独特视角讲宇宙学，涉及了量子力学、宇宙学和自然哲学等，并用了很多巧妙、通俗的比喻，使复杂的科学原理易于理解。本书适合宇宙学、物理学爱好者阅读。