因為星星在那裏：科學殿堂的磚與瓦

這是“2014中國好書”獲獎圖書《小樓與大師：科學殿堂的人和事》的姊妹篇。

本書彙集了作者近年撰寫一系列科普作品，包括混沌理論、相對論、反物質、黑洞、蟲洞、時間旅行、諾貝爾物理獎獲獎成果、著名數學猜想和問題、谷歌背後的數學等諸多深受科學愛好者喜愛的內容。本書的取材和分析嚴謹深入，文筆卻生動詼諧，深入淺出，適合廣大科學愛好者及大、中學生閲讀。通過本書，讀者既可以學到豐富多彩的科學知識，也可以瞭解知識背後的科學探索故事及科學思想、科學方法等。

作為一位出版了四本書的作者，如果要用一句話來概括寫書的感覺的話，那就是：寫書比寫文章累。這貌似是一句顯而易見的大白話，對我這種在寫作上有一定興趣，甚至以寫作為樂的人來説，卻是一種只有經歷過了才意識到的新感覺。這新感覺的起因也是一句顯而易見的大白話，那就是：書比文章長。不過，這個“長”對我來説與其説是篇幅之長，不如説是指所費時間之長。因為在一本書的寫作過程中，我得不斷約束自己的閲讀興趣，把主要精力投注於單一主題。另一方面，我的寫作速度又比較慢(或美其名曰“認真”)，從而使得寫作過程往往長到了對題材的興趣將盡而書稿遠未完成的程度。這時候，寫書就變成了對恆心和毅力的考驗，而我——很遺憾地——曾兩度在這種考驗面前失敗過，致使《黎曼猜想漫談》和《從奇點到蟲洞》“爛尾”多年(對這一“丟人”事蹟感興趣的讀者可參閲那兩本書的後記)，其“累”亦由此可見。

在這種感覺下，若有誰願把我的文章彙集成書出版，讓我既免除寫書之累，又可得出書之樂，那對我來説簡直就是“天上掉餡兒餅”的美事，幾乎要讓我生出一種“偷懶”的愧疚了。最近，這樣的美事居然落在了我的頭上——清華大學出版社願意出版我的兩本文章合集，一本收錄科學史方面的文章，一本收錄科普方面的文章。

興奮之下，我很快選好了篇目，但問題來了：一堆文章彙集在一起，以什麼作為書名呢？當然，假如我是著名作者，這根本就不是問題，大可取名為“盧昌海科學史作品集”和“盧昌海科普作品集”。但對於明顯不著名的我來説，就算不怕僭越地將自己的名字厚顏納入書名，也只會成為“票房毒藥”，因此必須另謀思路。讀者可能會笑話我這麼小的事情都不能輕鬆搞定，其實非獨我如此，像阿西莫夫(Isaac Asimov)那樣的大牌作家也常常為書名發愁呢，以至於在文章合集The Sun Shines Bright的簡介中感慨地説，他幾乎想用數字編號來作書名了——當然，他發愁的原因跟我是不同的，他那是因為作品實在太多，顯而易見的書名幾乎用遍了。

經過思考，為了讓兩本書略顯對仗，我提議將科學史合集取名為《科學殿堂的人和事》，將科普合集取名為《科學殿堂的磚與瓦》。但編輯看了之後覺得這兩個標題太平淡。於是我又絞盡腦汁想了半天，卻沒再想出什麼點子來。無奈之下，我決定效仿阿西莫夫，他雖然也為書名發愁，點子可比我多多了，在The Sun Shines Bright的簡介中做完了用數字編號作為書名的“白日夢”後，隨即採用了一個頗有些取巧的辦法，那就是從所彙集的文章中選取一篇的標題作為書名。您所看到的這兩本文章合集的書名——《小樓與大師：科學殿堂的人和事》和《因為星星在那裏：科學殿堂的磚與瓦》——便也是如此而來。

關注我文章的讀者或許注意到了，收錄在這兩本書中的某些文章是曾經在雜誌或報紙上發表過的。不過，雜誌和報紙大都有自己固定的風格，有時不免需要作者“削足適履”來契合之。因此，發表在雜誌和報紙上的版本與我自己的版本相比大都存在一定的缺陷，比如經過編輯的改動，以及因字數所限作過刪節等。此外，發表在雜誌上的版本大都略去了註釋及對人名和術語的英文標註等，這其中後者——即英文標註——或許並不重要，但前者——即註釋——其實是頗為重要的，往往起着補充正文、澄清歧義等諸多作用。所有這些缺陷在此次彙集成書時都儘可能予以消除了。 ^[1] 

與以前的四本書一樣，這兩本書也是非常接近原稿風格的，在個別細節上甚至有可能略勝於原稿，因為編輯訂正的個別錯別字由於未曾標註，我未必能在閲讀校樣時一一察覺並在自己的版本上做出相應的訂正。在尊重原稿這個最至關重要的特點上，我要再次對清華大學出版社表示感謝，感謝其對我作品及寫作風格的長期——從出版第一本書已五年了，夠得上用這個詞了吧——信任和支持。

最後，希望讀者們喜歡這兩本新書。 ^[1] 

第一部分

數學

孿生素數猜想//

魔方與“上帝之數”//

一、 風靡世界的玩具//

二、 魔方與“上帝之數”//

三、 尋找“上帝之數”//

ABC猜想淺説//

一、 什麼是ABC猜想？//

二、 ABC猜想為什麼重要？//

三、 ABC猜想被證明了嗎？//

谷歌背後的數學//

一、 引言//

二、 基本思路//

三、 問題及解決//

四、 結語//

第二部分

物理

從巴西的蝴蝶到得克薩斯的颶風//

一、 決定論//

二、 早期研究//

三、 模擬天氣//

四、 奇怪的結果//

五、 從蝴蝶到颶風//

關於時鐘佯謬//

一、 時鐘佯謬簡史//

二、 時鐘佯謬簡析//

三、 關於理想時鐘//

從等效原理到愛因斯坦嘉當理論//

一、 等效原理//

二、 愛因斯坦嘉當理論//

黑洞略談//

反物質淺談//

一、 一個令人苦惱的結果//

二、 錯誤描述中的正確結論//

三、 走錯方向的電子還是走對方向的正電子？//

四、 從反粒子到反物質//

五、 宇宙的主人和客人//

六、 惱人的不對稱之謎//

七、 結語//

從伽利略船艙到光子馬拉松//

一、 從相對性原理到相對論//

二、 破壞相對論的思路與後果//

三、 光子的馬拉松——破壞相對論的證據？//

質量的起源//

一、 引言//

二、 宇宙物質的組成//

三、 從機械觀到電磁觀//

四、 經典電子論//

五、 量子電動力學//

六、 質量電磁起源的破滅//

七、 對稱性自發破缺//

八、 從希格斯機制到電弱統一理論//

九、 量子色動力學//

十、同位旋與手徵對稱性//

十一、 手徵對稱性自發破缺//

十二、 贗戈德斯通粒子的質量//

十三、 一個93分的答案//

纖維裏的光和電路中的影//

一、 光纖，信息時代的大動脈//

二、 CCD，數碼攝影的電子眼//

石墨烯——從象牙塔到未來世界//

一、 來自象牙塔的新材料//

二、 通往未來世界的金橋//

囚禁的量子，開放的應用//

一、 小有小的麻煩//

二、 囚禁的量子//

三、 開放的應用//

第三部分

星際旅行漫談

因為星星在那裏//

火箭：宇航時代的開拓者//

一、 引言//

二、 宇宙速度//

三、 齊奧爾科夫斯基公式//

四、 接近光速//

五、 飛向深空//

生命傳輸機//

蟲洞：遙遠的天梯//

一、 引言//

二、 什麼是蟲洞？//

三、 薩根式的問題//

四、 蟲洞的“創世記”——惱人的因果律//

五、 蟲洞工程學——負能量的困惑//

六、 穿越蟲洞——張力的挑戰//

七、 結語——遙遠的天梯//

時間旅行: 科學還是幻想？//

一、 從《時間機器》講起//

二、 面向未來與重返過去//

三、 廣義相對論與時間旅行//

四、 時間旅行與因果佯謬//

五、 凝固長河與平行宇宙//

六、 幻想與歷史//

第四部分

其他

從民間“科學家”看科普的侷限性//

一、 民間“科學家”沒有接受過系統的科學訓練//

二、 民間“科學家”無意接受系統的科學訓練//

什麼是民間“科學家”//

一、 新民科引發的問題//

二、 有關民科的幾個較具誤導性或典型性的

觀點//

三、 民科的定義//

四、 民科定義的應用//

學物理能做什麼？//

關於普通科普與專業科普//

人名索引//

術語索引//