从一到无穷大 科学中的事实和臆测 G伽莫夫 2002.11 【pdf mobi epub txt非扫描】
《从一到无穷大:科学中的事实和臆测(中译本)》的另外一个与众不同的背景,是当它的中译本首次问世时,虽然已是英文初版问世后30多年,却正值中国大学刚刚恢复高考,许多大学生迫切地需要科普读物而又无书可读。值此机会,《从一到无穷大》这本科普名著的中译本恰恰成为雪中送炭之作。如今,问起许多在那个时候上大学的朋友,发现他们普遍都对这本书印象深刻,情有独钟。可以说,作为科学修养的重要滋养品,它曾经伴随了一代人的成长。即使考虑到因当时出版物的匮乏而使得图书印数很高,但中译本初版55万册的印数还是很能说明问题的。
作者简介
作者:(美国)G.伽莫夫(George Gamow) 译者:暴永宁
目录
科普经典,名著名译(代序)
1961年版作者前言
第一版作者前言
《从一到无穷大》读者感言摘录
第一部分 做做数字游戏
第一章 大数
第二章 自然数和人工数
第二部分 空间、时间与爱因斯坦
第三章 空间的不寻常的性质
第四章 思维世界
第五章 时间和空间的相对性
第三部分 微观世界
第六章 下降的阶梯
第七章 现代炼金术
第八章 无序定律
第九章 生命之谜
第四部分 宏观世界
第十章 不断扩展的视野
第十一章 “创世”的年代
图版
译后记
文摘
版权页:
到目前为止,我们所讨论的都是各种曲面,也就是二维空间的拓扑学性质。我们同样也可以对我们生存在内的这个三维空间提出类似的问题。
这么一来,地图着色问题在三维情况下就变成了:用不同的物质制成不同形状的镶嵌体,并把它们拼成一块,使得没有两块同一种物质制成的子块有共同的接触面,那么,需要用多少种物质?什么样的三维空间对应于二维的球面或环状圆纹曲面呢?能不能设想出一些特殊空间,它们与一般空间的关系正好同球面或环状面与一般平面的关系一样?乍一看,这个问题似乎提得很没有道理,因为尽管我们能很容易地想出许多式样的曲面来,但却一直倾向于认为只有一种三维空间,即我们所熟悉并在其中生活的物理空间。然而,这种观念是危险的,有欺骗性的。只要发动一下想像力,我们就能想出一些与欧几里得几何教科书中所讲述的空间大不相同的三维空间来。
要想像这样一些古怪的空间,主要的困难在于,我们本身也是三维空间中的生物,我们只能“从内部”来观察这个空间,而不能像在观察各种曲面时那样“从外面”去观察。不过,我们可以通过做几节脑筋操,使自己在征服这些怪空间时不致过于困难。
首先让我们建立一种性质与球面相类似的三维空间模型。球面的主要性质是:它没有边界,但却具有确定的面积;它是弯曲的,自我封闭的。
能不能设想一种同样自我封闭,从而具有确定体积而无明显界面的三维空间呢?设想有两个球体,各自限定在自己的球形表面内,如同两个未削皮的苹果一样。现在,设想这两个球体“互相穿过”,沿外表面粘在一起。当然,这并不是说,两个物理学上的物体如苹果,能被挤得互相穿过并把外皮粘连在一起。苹果哪怕是被挤成碎块,也不会互相穿过的。
或者,我们不如设想有个苹果,被虫子吃出弯曲盘结的隧道来。要设想有两种虫子,比如说一种黑的和一种白的;它们互相憎恶、互相回避,因此,苹果内两种虫蛀的隧道并不相通,尽管在苹果皮上它们可以从紧挨着的两点蛀食进去。这样一个苹果,被这两条虫子蛀来蛀去,就会像图18那样,出现互相紧紧缠结、布满整个苹果内部的双股隧道。但是,尽管黑虫和白虫的隧道可以很接近,要想从这两座迷宫中的任一座跑到另一座去,却必须先走到表面才行。如果设想隧道越来越细,数目越来越多,最后就会在苹果内得到互相交错的两个独立空间,它们仅仅在公共表面上相连。
如果你不喜欢用虫子作例子,不妨设想一种类似纽约的世界贸易大厦这座巨大球形建筑里的那种双过道双楼梯系统。设想每一套楼道系统都盘过整个球体,但要从其中一套的一个地点到达邻近一套的一个地点,只能先走到球面上两套楼道会合处,再往里走。我们说这两个球体互相交错而不相妨碍。你和你的朋友可能离得很近,但要见见面、握握手,却非得兜一个好大的圈子不可!必须注意,两套楼道系统的连接点实际上与球内的各点并没有什么不同之处,因为你总是可以把整个结构变变形,把连接点弄到里面去,把原先在里面的点弄到外面来。还要注意,在这个模型中,尽管两套隧道的总长度是确定的,却没有“死胡同”。你可以在楼道中走来走去,绝不会被墙壁或栅栏挡住;只要你走得足够远,你一定会在某个时候重新走到你的出发点。如果从外面观察整个结构,你可以说,在这迷宫里行走的人总会回到出发点,只不过是由于楼道逐渐弯曲成球形。但是对于处在内部、而且不知“外面”为何物的人来说,这个空间就表现为具有确定大小而无明确边界的东西。我们在下一章将会看到,这种没有明显边界、然而并非无限的“自我封闭的三维空间”在一般地讨论宇宙的性质时是非常有用的。事实上,过去用最强大的望远镜所进行的观察似乎表明了,在我们视线的边缘这样远的距离上,宇宙好像开始弯曲了,这显示出它有折回来自我封闭的明显趋势,就像那个被蛀食出隧道的苹果的例子一样。不过,在研究这些令人兴奋的问题之前,我们还得再知道空间的其他性质。
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发布日期
2019-02-18
擦亮日期
2022-05-27