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时间淘洗出的科普经典


张成

 

近一段时间,清华大学校长邱勇向2018级新生赠送科普经典名著《从一到无穷大——科学中的事实和臆测》(以下简称《从一到无穷大》)的新闻引起了热议。大学校长送给新生,《从一到无穷大》是本什么样的书呢?

且看数学家希尔伯特在二战期间讲述的一个故事——

我们设想有一家旅馆,内设有限个房间,而所有的房间都已客满。这时来了一位新客,想订个房间,“对不起”,旅馆主人说,“所有的房间都住满了。”

现在再设想另一家旅馆,内设无限个房间,所有的房间也都客满了。这时也有一位新客,想订个房间。“不成问题!”旅馆主人说。接着他就把1号房间的旅客移到2号房间,2号房间的旅客移到3号房间,3号房间的旅客移到4号房间等等,这样继续移下去。这样一来,新客就被安排住进了已被腾空的1号房间。

我们再设想一个有无限个房间的旅馆,各个房间也都住满了客人。这时又来了无穷多位要求订房间的客人。“好的,先生们,请等一会儿。”旅馆主人说。于是他把1号房间的旅客移到2号房间,2号房间的旅客移到4号房间,3号房间的旅客移到6号房间,如此等等,这样继续下去。现在,所有的单号房间都腾出来了,新来的无穷多位客人可以住进去,问题解决了!

此时,又来了无穷多个旅行团,每个旅行团有无穷多个旅客,只见这个老板不慌不忙,让原来的旅客1号房间客人搬到2号,2号房间客人搬到4号……,k号房间客人搬到2k号。这样,1号,3号,5号……所有奇数房间又都空出来了。

神奇吧,这个故事告诉了我们一个事实——在无穷大世界里,部分可能等于全部!这称之为希尔伯特悖论。虽然叫“悖论”,但它完全符合逻辑,只是与我们的直觉不符罢了。类似的故事这本书中还有很多,如用寻找宝藏的故事引出虚数,用平面驴的故事引出梅比乌斯面(弯曲面)等等。

与听故事相比,进行逻辑思维是相对耗费脑力的,所以许多人热衷于读小说而不愿意去学习自然科学知识。因此霍金的图书编辑告诉他,书中每多一个公式,书的销量将减少一半。霍金的《时间简史》尽管做到了全书只有一个公式,依旧被读者目为天书,虽然行销全世界,却没有多少人能读懂或是读完。《从一到无穷大》的作者是深知人的这一习性的,所以他写这本书的手法就是以故事串联起许许多多的数学、物理学、生物学知识,深入浅出、妙趣横生、内容丰富、图文并茂。然而作者和霍金不一样的是,他不害怕数学的枯燥和艰深,不但对科学知识做定性的描述,而是运用了大量的数学公式做定量描述,使这本书也达到了相当的深度。

作者G·盖莫夫,1904年出生于俄国,1968年去世,是美国核物理学家、宇宙学家。他一生出版了25部著作,其中有18部是科普作品。他的许多科普作品风靡全球,1940年代出版的《从一到无穷大》是他最著名的代表作。

1978年,科学出版社首次引进出版《从一到无穷大》,在风气渐开的中国大陆,这本书很快引起反响,中译本初版印数为55万册,至今累计发行近百万册。

《从一到无穷大》问世以来,引导许多青年走上了科学道路。清华大学教授刘兵回忆,1978年他考上北京大学物理系时,这本书像侦探小说一样吸引着他。而现任四川大学校长李言荣称这本书为“我的科学启蒙”。他说自己对《从一到无穷大》情有独钟,当了大学校长、成了中国工程院院士后,还会偶尔翻一翻。

李言荣不但自己偶尔翻翻,在2015年他任电子科技大学校长时,在当年的世界读书日他给这本书的推荐语是:“通过讲述科学入门知识的‘一’,使读者向纵深双向的‘无穷大’方向努力,通过从人类的林林总总的科学活动中摘取沧海‘一’粟,使读者窥视到科学大千世界的‘无穷大’的壮美和改造世界的‘无穷大’的潜力。”

与《时间简史》相比,这本书的知识可能显得有些陈旧,如量子纠缠是存在的,如定域隐变量理论是不存在的,这些作者去世后的科学成果他都不会涉及了。但是,打开这本书,你会像读《福尔摩斯探案集》一样,探索科学世界中完全颠覆你认知的有趣的现象,你会看到无理数多于有理数,一公里长的线段和一寸长的线段的点的数量一样多,你会发现爱因斯坦是魔术师能让你穿越时空变成少女……

值得一提的是,本书译者暴永宁先生和校订者吴伯泽先生是著名翻译家,译笔流畅,并在书中加了许多注释,更便利读者阅读。

宇宙的奥秘无穷,人类的探索不止。《从一到无穷大》让我们领略了科学探索的趣味,更激发了心中潜藏的对科学探索的向往。这是一本经过了时间淘洗的科普经典。

作者简介:

张成,联合日报社总编助理、文化中心主任,民盟山东省委文史委员会主任。




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