统治宇宙的24个公式

作者简介

［日］高水裕一（たかみずゆういち） 1980年生于东京。毕业于早稻田大学理工学部物理系，理学博士。曾任东京大学研究生院科学研究科大爆炸研究中心特聘研究员、京都大学基础物理研究所日本学术振兴会特别研究员，2013年赴英国剑桥大学应用数学及理论物理学系理论宇宙学中心学习，师从中心主任斯蒂芬·霍金。现任筑波大学计算科学研究中心研究员，专业方向为宇宙学，近年来的研究方向为机器学习在医学物理学中的应用。

内容简介

精彩语录 （1）人类的先驱们倾尽一生、世代相继，对自然界中的现象进行归纳总结，最后获得的伟大结晶就是公式。 （2）这些公式的迷人之处就在于，它们像一个巨大的桥梁，把身处宇宙角落的你我和宏大的宇宙连接在了一起。我们生活中那些小小的烦恼，在宇宙这个尺度下是不是就随风而逝了呢？ （3）海森堡曾经描述过自己提出不确定性原理时的兴奋状态。“那是凌晨三点，我解开了让量子力学诞生的公式，心情十分激动。我睡不着觉，于是起身外出，跑到岩石上去看日出。”那天，他眼中的朝阳一定不同于往日——那是人类前所未见的通往新世界的曙光。 （4）物理学与数学之间的关系往往是相辅相成的。有时新的数学理论会率先出现，后来才被用作某个物理理论的基础。而有时，新的物理概念会被率先提出，相应的数学理论后来才会出现。 （5）左手定则为什么要用三根手指呢？这个问题的根本原因就在于我们的空间是三维的。 序章 通过公式感知宇宙 听到“公式”这个词，大家会想到什么？ 是学生时代烦人的试题，还是一串不明所以的字符？如果公式在你心目中是这种负面形象，那本书一定会让你走进一个全新的世界。 本书精选了24个物理学和数学中的重要公式，力求通过介绍它们，让你领略到它们背后那个大到可见宇宙、小到微观粒子的宏伟世界观。 公式到底厉害在哪里？ 它们的精妙之处，在于简洁的外观和深奥的内涵。本书中介绍的爱因斯坦方程就是一个典型的例子，这个公式主导着宇宙万物，短短一行字符就囊括了黑洞、引力波乃至整个宇宙中的各种现象。公式就像一个负责讲述古老传说的氏族，向我们传述无数丰富的信息。第二章中，德布罗意仅用三个字母就道出了大自然的真相。第三章中，麦克斯韦将前人提出的定律归纳为一个方程组，在描述光的性质的同时，向我们揭示了电和磁的运作原理。 假设某天晚上你坐在一家咖啡店里，身边有个人试图向你搭讪。你本以为他只会扯几句无聊的闲话，没想到他却在餐巾上唰唰唰地写了几行公式，写完后对你说： “现在，你知道宇宙的样子了吧？” 这句出人意料的话，会不会引起你的好奇心呢？虽然不知道这种搭讪技巧是否实用，但在我个人看来，能唰唰唰地写出公式并就其侃侃而谈，就已经很帅气了。 有时，公式所讲述的真相甚至会超出提出者的设想，成为真正的预言。举例来说，爱因斯坦提出的公式里就有一个当时还寓意不明的宇宙学常数。而现在我们知道，这个常数代表着占据宇宙能量密度约68%的暗能量。 第一章的公式可以让大家或多或少地增加一些对宇宙的了解。 第二章的公式探讨的是原子级别的微观世界，我会从一个不同于日常生活的视角——量子力学领域出发，对这些公式的含义进行介绍，希望能让大家感受到那个世界的魅力。 第三章的公式将会带你进入“光的世界”。 希望以上这20个公式能让大家熟悉宇宙万物，亲身感受天体、基本粒子和“光眼中的世界”是什么样子。在第四章番外篇中，我还补充了几个物理学和数学领域的重要公式，并在最后对全部24个公式进行了总结。 除了对每个公式的读法和含义进行讲解，我还介绍了它们的诞生秘史和日常应用。大家也可以跳过公式的读法和含义，直接从这一部分开始看起，感受公式世界的魅力。 诞生秘史中包含了很多充满生活气息的趣闻逸事，其中凝聚着唯有研究者才能感受到的趣味。此外，公式与日常生活之间的联系也是本书涵盖的内容之一。 在我们生活里常用的导航和通信设备中，公式发挥了什么样的作用？在了解了这些以后，大家应该会感觉公式更亲切了一些。当然，这仅仅只是公式的应用，我更希望大家能够通过阅读本书，更加深入地了解公式背后那宏大的世界观。 编辑推荐： （1）霍金亲传弟子、日本星云赏提名作家倾力打造！ （2）从神秘莫测的黑洞，到穿越时空的引力波，再到难以察觉的暗能量……从数学视角透视万物规律，24个神奇公式将宇宙奥秘一网打尽！ （3）从鲜为人知的诞生秘史，到发现者的奇闻趣事，再到日常生活的实用之景，多角度讲述顶尖科学家探索自然的传奇历程！ （4）跨越多个学科的思维碰撞，数学爱好者、物理学爱好者、宇宙学爱好者、历史学爱好者、哲学爱好者不容错过！