《三體》中的物理學

理論物理學家、文津圖書獎得主李淼生動解讀劉慈欣硬科幻史詩鉅作《三體》，榮獲世界華人科普金獎等多項大獎。暢銷科普經典，全新修訂升級！

產品特色

編輯推薦

1. 理論物理學家、文津圖書獎得主李淼教授暢銷經典科普作品全新修訂升級版
2. 用專業物理學知識、趣味生動的語言深度解讀廣大讀者熱愛的中國科幻作家劉慈欣的《三體》：解答智子、思想鋼印、二向箔這些超級神器能否在現實中出現等三體迷好奇的科學問題
3. 內容硬核，屢獲大獎，大咖推薦：《三體》作者劉慈欣親筆作序，姬十三、韓松、嚴鋒推薦，榮獲世界華人科普金獎、吳大猷科學普及著作獎、全球華語科幻星雲獎
4. 設計裝幀全面升級，內文依據新近科學進展重新修訂，作者特為新版作序，特別收錄李淼、劉慈欣對談

內容簡介

這是一本特別的科普書。物理學家李淼以劉慈欣的科幻小說《三體》為起點，介紹了令人耳目一新的現代物理學和現代宇宙學知識。
宇宙的生死，世界的實在性與不確定性，乃至人的自由意志，在李淼的筆下妙趣橫生；智子、水滴、二向箔、思想鋼印等《三體》中的超級神器，他也一一分析了能否真正在現實中出現。
《三體》涉及的種種科學問題，你都可以在這本書中找到權威的答案，從而深入地領略《三體》的意趣；如果你還沒有讀過《三體》，這本書也會帶你進入一個奇怪的新世界，讓你充分感受科學的魅力，驚嘆物理學為人類提供的可能性。

作者簡介

李淼，理論物理學家，暢銷科普作家，文津圖書獎得主。
1982年畢業於北大天文物理專業，1984年獲中國科學技術大學理學碩士學位。 1989年赴丹麥哥本哈根大學玻爾研究所學習，1990年獲哲學博士學位。 1990年起先後在美國加州大學聖塔芭芭拉分校、布朗大學擔任研究助理教授，1996年在芝加哥大學費米研究所擔任資深研究助理。 1999年回國，任中科院理論物理研究所研究員、博士生導師。
身為物理學家的李淼也活躍於科普領域，他從劉慈欣的科幻史詩作品《三體》延伸出的《《三體》中的物理學》出版後獲得世界華人科普金獎等多項大獎，少兒科普《給孩子講量子力學》獲得文津圖書獎，《給孩子講宇宙》《給孩子講相對論》《給孩子講時間簡史》也深受讀者歡迎，屢獲大獎。

目錄

推薦序劉慈欣
再版序
第1章宇宙與智慧
第2章時間與空間（上）
第3章時間與空間（下）
第4章黑洞與黑域
第5章宇宙的生與死
第6章不確定的世界
第7章實在性、詭異的「超距作用」與貝爾不等式
第8章智子和量子通訊（上）
第9章智子和量子通訊（下）
第10章神奇的水滴
第11章物質的深層結構
第12章思想鋼印和自由意志－人類有自由意志嗎？ （上）
第13章思​​想鋼印和自由意志－人類有自由意志嗎？ （下）
第14章三維人進入四維會發生什麼事？
第15章曲率驅動星際旅行
第16章二向箔和空間災變
第17章龐加萊回歸、熵增以及宇宙大爆炸
第18章引力波天線
第19章宇宙永生？
第20章黑暗森林
結束語
附錄李淼、劉慈欣對談

前言

推薦序
比科幻更神奇的科學
劉慈欣
科幻小說能夠引發讀者對科學的興趣，進而投入科學研究事業，這樣的例子有許多。但科幻小說本身卻不是以科學家為讀者對象的。造就了硬科幻類型的坎貝爾曾經聲稱，他的雜誌上發表的科幻小說是給工程師看的，但也沒說是給科學家看的。顯然，科幻小說中的科學對專業科學家而言過於幼稚簡陋了，其中的硬傷常常讓他們難以容忍。在1980年代，我曾經讀過大量的包括科幻小說在內的西方類型文學，深知寫出好小說不容易，但在小說裡在某個領域顯得很專業並不是一件難事，西方類型文學作家們深諳此道，像科幻中的麥可·克萊頓、軍事小說中的湯姆·克蘭西和專文各專業領域的阿瑟·黑利都是此中高手，他們在小說中所表現的專業程度真的能把讀者唬得五體投地。但這種「專業」只是對一般讀者而言，在真正的專業人士面前無疑是千瘡百孔的。所以，當我得知李淼老師在看《三體》系列，後來又得知他在寫這本書時，心裡很不安。
但在讀完《〈三體〉中的物理學》的書稿後，我對李老師的眼界和胸懷深為敬佩，為之折服。他並沒有像一般的讀者和網友一樣，專注於挑小說中的硬傷（在這方面他無疑是有資格的），而是以《三體》中的科幻內容作為引子和起點，描繪了一幅現代物理學和宇宙學的宏偉圖景。從牛頓力學到相對論，從量子力學到弦論，從多維空間到黑洞，從宇宙的誕生到後的終結，甚至從物理學的角度探討了自由意志的命題。本書幾乎涉及物理學和宇宙學前沿的所有方面，在一本篇幅不長的書中展現瞭如此廣闊的視野，呈現出如此豐富的內容，令人讚嘆。同時，書中對各個主題的探討並非浮光掠影，也不是僅僅滿足於用簡單的比喻對複雜的理論進行粗略的描述，而是很快抓住了其科學​​和哲學的內涵，處處可見作者思想的犀利和深刻。在理論內容的敘述中，作者的語言準確而生動，更難能可貴的是，為了照顧不同的讀者，也對一些複雜的理論進行了不同層次的描述。
《《三體》中的物理學》給人印象深的地方還在於，作者沒有局限於知識的敘述，而是在《三體》的背景上提出了許多富有創意的想法和推論。例如在超光速航行的狀態下，在不同時間多個自我的出現；在四維空間中，電磁波能量的衰減與距離的立方成反比，以及黑域中低光速對精細結構常數產生的影響，都可能導致分子和原子解體，使從三維世界進入其中的一切都灰飛煙滅；還有關於水滴和降維攻擊的可能性，創造小宇宙的可能性等，都十分震撼和新奇，讓我們有讀科幻小說的快感，但這些推論又都是建立在嚴謹的科學理論基礎上，建立在作者對物理學和宇宙學深刻的理解上的，有科學幻想的神奇，卻比其高一個層次。
初我是從《新發現》雜誌知道李淼老師的。在這本由歐洲引進中國的著名科學傳播雜誌上有他的一個專欄，當時他正在專欄上發表《中國神話中的現代物理學》的系列文章，用現代宇宙學理論演繹中國古代神話，從盤古到玉皇大帝，都在現代的宇宙演化圖景中扮演自己的角色，建構了一幅色彩奇異的畫卷。身為物理學家，作者對中國文化的廣博知識自然讓人印象深刻，但令人驚嘆的是作者在文中所表現出來的想像力，天馬行空，汪洋恣肆，又不乏幽默風趣，讓我這樣的科幻作者也不得不嘆服。而這樣的想像力與他精深的專業知識結合，更是難能可貴。後來，我又看到了李淼更多的文章，也常看他的微博，發現他的知識面很廣，特別是對文學和音樂都有廣泛的涉獵，還是一位詩人，在微博上貼出了許多現代詩，那些詩精緻而意境深遠，讀後回味無窮。其實這樣的科學家在國外並不罕見，就我讀過的科學傳播著作而言，像彭羅斯、路易斯、加來道雄等人，都是知識廣博、文理俱佳的自然科學學者。但在國內則不同，以前我也接觸過一些國內的科學家，他們留給我的印像是嚴謹認真，勤奮努力，但總感覺缺少一種靈氣，在自己的專業領域之外視野比較窄，對專業本身也缺乏一種超越性的眼界，這可能是中國文理分科的教育環境所造成的。所以知道李淼老師後，我和《新發現》的主編嚴鋒教授一樣發出感嘆：原來我們也有這樣的科學家！李老師所研究的弦論是物理學前沿的理論，這個理論體系具有強烈的未來物理學的色彩，正如有人評論說，弦論很可能像古希臘德謨克里特的原子論，要到兩千年後才可能在實驗中得到證實。研究這樣的課題，必須有開闊的視野和靈動而深刻的思想，以及美學上的敏感和悟性，我想本書的作者就是這樣的科學家。

媒體評論

讀完《〈三體〉中的物理學》後，我對李老師的眼界與胸懷深為敬佩，為之折服。本書幾乎涉及物理學和宇宙學前沿的所有方面，在一本篇幅不長的書中展現瞭如此廣闊的視野，呈現出如此豐富的內容，令人讚嘆。
——《三體》作者劉慈欣

以前沿科學對《三體》世界進行支撐，用燒腦理論讓《三體》的意義進一步延伸。
——復旦大學教授嚴鋒

身為理論物理學大家，李淼為科幻小說《三體》做了一件重要的事情，讓我們看到了科學與藝術融合的大美。
——科幻作家韓松

作者從《三體》中的物理學入手，描繪了一幅由《三體》衍生的現代物理學圖景，嚴謹而不失想像力，堪稱科幻與科普的完美結合。
——果殼網創始人姬十三

線上試讀

第1章宇宙與智慧

劉慈欣的《三體》三部曲是迄今在中國出版的影響的華語科幻小說。其魅力主要來自作者宏大的想像力、難以預測的情節、以及幻想的主題。
開始讀《三體》三部曲的時候，我並沒有特別喜歡，主要覺得作者的三觀有些“主流”，比如說某個政府的形態可以延續到未來的一百年後，而且，其中一些我們熟悉的稱謂，如首長和同誌之類，也顯得有些過時。但隨著閱讀的深入，我慢慢改變了看法，或許作者不可避免地受到了主流三觀的影響，但其實這部小說真正的目的是探索文明與文明之間的關係，文明將如何延續，以及智慧在宇宙中的位置。
換句話說，劉慈欣寫這部小說，除了過他的科幻癮之外，還想順便探討一下人類的一些終極問題：宇宙如何發展？宇宙在智慧的影響下如何發展？時空可變嗎？文明的歸宿是什麼？ ……因此在故事展開的過程中，就不免涉及各門各類科學與技術。劉慈欣在這恢宏的巨著中用到了物理學、社會學、以及計算科學，但用到的物理學設定多，這是為什麼？
原因只有一個，20世紀的物理學發展徹底顛覆了人類對世界的看法，同時也改變了人類的生活。量子論與相對論改變了我們對客觀世界實在性的認識，改變了我們對時間和空間的認識，使得宇宙本身變得更加奇妙，不像牛頓機械論中那麼冷冰冰且永恆不變。物理學在某種程度上更接近哲學了，這使得一些早已被科學界主流拋棄的哲學命題得以回歸。至於物理學改變了人類的生活，我們只要舉幾個例子就能明白這種改變有多麼巨大：航空與航太、核能、電腦與網路。
所以，如果你要寫一部設定宏大的科幻小說，借助物理學是方便快速的。
保羅戴維斯在他的名著《上帝與新物理學》中寫道：
諷刺的是，一直走在各種學科之前的物理學現在正對精神越來越傾向於肯定；而生命科學則仍舊走在上一個世紀的物理學的路上，現在正試圖完全取消精神。心理學家哈羅德·莫洛維茨對物理學和生命科學如此轉換對精神的看法提出瞭如下的評論：
「實際情況是，生物學家們以前認為人的精神在自然界的分類等級之中佔有一個特殊地位，現在則義無反顧地走向赤裸裸的唯物論，而19世紀的物理學就是以唯物論為其特色的。同時，面對著咄咄逼人的實驗證據的物理學家們則脫離嚴格機械的種種宇宙模型，轉而把精神看作是一切物理事件中扮演著一個與事件不可分離的角色。這兩個學科就像是坐在兩列逆向飛馳的火車上的乘客，彼此都沒注意到對面開過來的火車上正在發生什麼事。
「在下面的幾章裡，我們將要看到新物理學如何賦予『觀察者』在物理實在的自然中的中心地位。越來越多的人認為，基礎科學近來的進展更有可能揭示出存在的更深一層的意義，而不是投合傳統的宗教。總之，宗教對這些科學進展不可能視而不見。”
《三體》一開始就展示了三體人令人不可思議的技術，從發射智子到派出以十分之一光速飛行的太空艦隊。這支太空艦隊之後還出現了可以直接進入光速飛行的第二太空艦隊。可是，三體人的技術與後來的「神一樣的文明」相比完全是小巫見大巫。那種神一樣的文明可以改變空間維度，甚至改變物理規律。改變物理學規律成了文明之間戰爭的終極武器。後，宇宙只好在文明的干涉之下完全改變了演化進程。
改變物理學規律，這可能嗎？智慧生物將成為無所不能的神？其實，劉慈欣不是科幻中涉及這個主題的人。波蘭科幻作家、哲學家斯坦尼斯拉夫·萊姆在《宇宙創始新論》中寫的就是這個。
《三體》中的終極設定和萊姆的構想其實在超弦理論中原則上是可以實現的，這是目前為流行的物理基礎理論。弦論作為一個統一所有物理學基本法則的理論，並不會預測一個的宇宙。在弦論中，我們的宇宙只是所有可能的宇宙中的一個，它所遵循的物理學規律，它所包含的物質形態，都是弦論中無數可能的一種。因此，設想超級智慧可以改變宇宙，改變物理學規律，並不像看起來那麼異想天開。當然，物理學家還不知道弦論是否正確。很多實驗家和理論家還在努力證明弦論就是描述這個世界的理論。
隨著年紀的增大，我對人在宇宙中的位置的興趣越來越大。倒不是因為我也想知道人類的未來是什麼，人類是否會飛向其他恆星，甚至飛出銀河系，也不是因為想知道人類在未來是否會遭遇外星文明，不同文明之間的相遇是友好的還是敵對的，所有這些對我來說都不重要。對我來說更重要的是，我們到底能不能夠認識世界的終極規律？宇宙是怎麼來的，宇宙的宿命又是什麼？意識，乃至智慧是這個宇宙發展過程中的偶然現象，還是必然？我們有著的宿命，還是可以改變自己的未來？這些都是科學上的終極問題。這些終極問題，當然不可避免地會在科幻寫作中出現。也許，我和華語科幻作家視人類為一個整體稍有不同的是，我更關心個人，關心人的生存狀態和意義，說到底，這與關心自己有關。