荐书 | 关于客观世界的10个答案

作为一个物理工作者，以前我在学校里学习四大力学时，总难免感慨生不逢时，错过了一百年前物理学的黄金盛世，只能做一点无聊的应用研究，这种感慨和困惑相信也曾伴随一些有志从事科研工作的年轻人。读完本书，我们也许能从一个更高的高度来看待这个问题。

从科学发展的逻辑来说，开始是解构，从复杂的表象中找到最基本的原理，也就是科学的砖块。但这只是第一步，就像盖房子用钢筋水泥搭好了框架结构。接下来更多的工作，还得向这个钢筋水泥框架中填充各种各样的设计结构、灯光家具，这个房子才能最终产生用途。

从数学上来说，一个体系的复杂性与其包含粒子数的幂指数成正比，这个无尽的复杂性中存在有数不清的中间层级的规律和应用，足以产生无穷的奇迹。生命的产生就是一个例子。虽然生命的底层也是标准模型，但生命的意义可以说超越了标准模型。如果生命不存在了，宇宙定律再美妙，又有谁能看到？而地球在46亿年的漫长时间中，通过无尽的随机选择，产生出生命这个亚复杂层次，其中有无数美妙的物质和规律远未得到开发。DNA、光合作用、自愈机制，可以预测这个层面上还会有很多探索空间，长生不老必定会在不远的将来实现，尽管其后果和伦理还有疑虑，但技术不可阻挡。

另一个例子是材料，排除掉有机生命后，自然界存在的材料种类其实非常稀少，寥寥几千几万种，这与材料中包含的原子数带来的复杂性完全不匹配。可以想象，有无尽的空间来实现各种人工材料，最近通过二维材料进行层状堆垛实现多样化的原子级构筑的人工材料就是一个非常好的例子。将来，可以通过这些人工材料来模拟生物材料，实现满足各种功能需求的材料，甚至自我复制的智能材料。

科学发展的最后是技术和应用。在相对论和量子力学出现后的这一百年，无数的基于它们的奇妙发明颠覆了我们的生活，比如激光、半导体、电视机、网络通讯、手机电脑，而基础理论发现者却大多没能享受到这些发明。从这个角度来说，生在我们这个时代是幸运的。将来，还会有更多发明，例如虚拟现实肯定会改变我们的生活。在新冠疫情期间，远程虚拟会议飞速发展，将来会更进一步，人们可以通过虚拟形象面对面交流互动。还可以肯定，便携能源的突破，能够大大增强人们的移动能力。通过各种工具的发明，人们将飞天遁地无所不能。

即便是在基本原理的层面上，标准模型也谈不上是终结。虽然人们建立量子力学和相对论，将宇宙万物简化为四种基本作用，连原子核的结构都能从量子色动力学给出美妙的解释。这个模型框架当然美妙而合理，以后大概率也不会被推翻而只能被扩展。但暗物质和暗能量还是未解之谜，为什么会有大爆炸？夸克及其巨大的动能是不是可以被释放？随着人类走向宇宙，这个标准模型还会继续扩展完善，也许暗物质是一道门呢？打开以后还有另一个宇宙。

概括来讲，这本书包含了作者从万物表象中归纳提取出的十个基本方面的思考和洞见。其中包含了对空间、时间、物质和能量、物理定律、复杂性和互补性的思考，既有历史的回顾，也有抽丝剥茧的理解，简单而深刻。作者对标准模型的深刻理解使其对该问题的阐述尤为深入浅出，引人入胜。这也是我推荐这本书的缘由。

书籍及作者简介

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