从一到无穷大:微观宇宙
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第一版作者前言

原子、恒星和星云是如何构成的?什么是熵和基因?空间是否能够发生弯曲?火箭在飞行时变短的原因又是什么?这些问题正是我们要在这本书中进行讨论的,除此之外,这本书中还有很多有意思的事物等着我们去发现。

我之所以要写这本书,是想把现代科学中最有价值的事实和理论都收集起来,按照宇宙在现代科学家脑海里呈现的模样,从微观和宏观两个方面为读者描绘一幅关于宇宙的全景图。在推进这项计划时,我并不想面面俱到地把各种问题都解释清楚,因为这样做一定会把这本书变成一部百科全书。但是,我还是会努力将讨论的各种问题在整个基本的科学知识领域内进行覆盖,尽力不留下死角。

我在选择写进书中的问题时,是按照这个问题是否重要有趣,而不是是否简单来选择的,因此会出现一些问题简单、一些问题复杂的情况。书中有的章节非常简单易懂;有的章节很复杂,需要多思考、集中精力才能明白。但我还是希望那些还没有进入科学大门的读者也能较为轻松地读懂这本书。

大家会发现,本书的“宏观世界”部分的篇幅要远远短于“微观宇宙”,这是因为宏观世界中的诸多问题已经在我的另两部作品《太阳的生和死》《地球自传》中详细地讨论过了。因此为了避免重复太多使读者感到厌烦,在这本书中就不赘述了。在“宏观世界”这一部分中,我只会简单地提一下行星、恒星和星云世界中的各种物理事实,以及它们运行的物理规律。只有对那些在最近的三五年中,因科学的发展而取得新成果的问题,才进行更详细地论述。根据这个想法,我特别重视以下两个方面的新进展:一是最近提出的观点,巨大的恒星爆发(也就是超新星)是由物理学中目前知道的最小的粒子(中微子)引起的;二是新的行星系形成的理论,这个理论不再是过去科学家普遍认为的行星是由太阳和某个恒星撞击而诞生的,而是重新确立了康德和拉普拉斯的那个快要被人忘却的旧观点——各行星是由太阳创造的。

我需要感谢那些用拓扑学变形法作画的画家和插画师,他们的作品让我受到了很大的启迪,变成这本书插图的基础。我还要提一下我的朋友玛丽娜·冯·诺依曼,她曾经非常自信地说,在很多问题上她比她杰出的父亲更明白。当然,在数学问题上,她只能和她的父亲不相上下。她在阅读这本书原稿中的一些章节后,对我说书中的一些内容对她也有启发。我原本是想把这本书写给我刚满12岁、只想当个牛仔的儿子伊戈尔,以及和他差不多大的孩子看的,但听了玛丽娜的话后,我反复考虑决定不局限读者对象,而最终写成现在这个样子。因此,我要尤其感谢她。

乔治·伽莫夫

1946年12月1日