收到上海科学技术出版社的新书《如何跟你的狗聊量子化学》,照例做下推介并搞个中奖活动。想要参与中奖的话,起码瞧瞧文章最后。
封面和封皮
本书共263页,总共10章正文,最后还有一个术语表,目录见右图。
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话说,很多年前,我注意到日本亚马逊上出现了一本名为HowtoTeachtoYourDog的书,书名译音过来是《如何教你的狗学相对论》。
《如何教你的狗学相对论》
搜索了一下,发觉同类型的书还有两本:《如何教你的狗学化学》(HowtoTeachtoYourDog)和《如何教你的狗学量子化学》(HowtoTeachtoYourDog):
《如何教你的狗学数学》
《如何教你的狗学量子化学》
书名挺让人好奇,可惜仍然无缘拜读。直至近来,上海科学技术出版社引进了HowtoTeachtoYourDog,几周前寄给我一本,我大约读了一下,乐意把这本书推荐给你们。
首先要明晰的是,这不会真的是一本教小狗量子化学的书。英文版将书名定为《如何跟你的狗聊量子化学》,副标题是《严谨而不严肃的量子化学通识》。相比于原书名,英文版书名少了一点点诙谐感,不过传达的信息更确切,这就是一本特别浅显的量子化学科普书,向读者传达“严谨而不严肃的量子化学通识”。
量子热学是一门十分难的学科。甚至数学系的中学生上过一个学期的初量课程后,没能挺好地理解量子热学的也大有人在。量子热学是对这个世界的全新理解,是一种新的世界观,而要获得这些理解,首先得把握理论化学的语言——数学。就好比一个人要是没有挺好地把握汉语的话,就难以感受到李白苏轼诗歌的意境,不懂物理的话,也无从真正理解量子热学。
为此,量子热学与普通人之间存在一条太大的鸿沟,未能跨越。不过,对于大部份人来说,虽然并不须要有多深刻的理解,尽可能多地了解一些量子热学概念,总要好过一无所知。量子热学是现代数学学的支柱量子物理史话,也是好多人倍感好奇的一门学科。它在媒体中露脸的次数越来越多,一会儿“量子霸权”,一会儿“量子快速阅读”。基本的量子热学知识确实有必要作为现代社会的一门“通识”,让更多的人去了解。科普读物是普通人了解量子热学的途径。
量子热学的科普书好多。且科普已经不局限于“书”这种方式,网上一搜才能找到大把的科普网页和视频。这是好事,但有时侯也不太好。获取知识的途径越来越多,自然是好,但是信息参差不齐,难于区分,又未免会给人带来麻烦。
我给你们推荐这本书,主要基于以下三个理由:
专业人士撰写,内容正确性有保障;
知识性和浅显性两方面都有照料到;
内容较为新颖全面。
本书是由化学专业人士撰写的科普书。作者ChadOrzel为日本威廉姆斯大学数学学学士,佐治亚学院物理化学学博士。在哈佛学院做博士后期间,他研究的是玻色-爱因斯坦汇聚中的量子效应。现为联合大学(Union)数学与天文学系副院长(),从事原子、分子和光学数学学的研究。
科普由专业人士来做特别重要。做科普似乎很容易,辗转剽窃、现学现卖,能很快地获得产出,只是质量就一言难尽了。做真正的科普很难,须要对知识进行简化和再组织,扎实的专业造诣是做好科普的必要(非充分)条件。
这么,倘若只是现学现卖,将知识“搬运”给你们,是否就不须要专业知识了呢?也不尽然。
这三天有一个新闻,可能你们在网上也看见了。日本有个刊物想用汉字“权”做封面,却误用了“杈”字。这两个字意思差异很大,中国人不太会搞混,但对不懂汉语的人来说,它们的区别只在于一个点,就容易搞错。科普也是同样的道理,没有把握知识的话,很容易copy走样,差之毫厘失之千里。
为了给前面这段话找个证明,我随手搜了个某网红的科普视频,进度条随意一拖,便找到了错误(见右图),用时大于1分钟。
网红科普,错误多多
非常申明:我不是针对该网红,而是针对这一类现象有感而发。觉得现今科普在好多人那儿成了一门生意,既然是生意,就有产出的要求,于是科普的范围越来越大,哪些都要掺一脚,而不再限于自己熟悉的领域,于是质量就一言难尽……
扯远了,回到《如何跟你的狗聊量子化学》一书。
这本书写得很宽泛,十分浅显易懂。
科普书的浅显性和书中知识的深浅密切相关。通常说来,知识讲得浅,就容易写得浅显有趣,如《上帝掷色子吗——量子热学杂记》,颇为引人入胜,我当初几乎是一口气读完的,不过正如书名,这是一本“史话”,主要是讲故事,带给读者的科学知识显然并不多。另一方面,也有一些“硬科普”,如彭罗斯的《通向实在之路》,内容很深刻,但书中用到了大量物理,真的很难啃。
并不是说前面两本书不好,它们都是很优秀的专著。只是它们都有自己的定位,故而写作时有所抉择。
《如何跟你的狗聊量子化学》旨在耗尽可能通俗的形式讲清楚量子热学中的基础概念,知识性和浅显性两方面都有所兼具。
本书没有完全回避语文。数学学和物理联系太过紧密,理论化学学尤是这么,一味回避物理,并不利于传递知识;但物理对于好多人而言并不亲切,《时间导论》中“书中每多一个公式,读者都会降低一半”的说法虽是嘲讽,却也不无道理。本书的做法是:使用数字、数学符号和物理公式进行描述,并且不涉及物理推论,各类推理剖析主要还是使用文字语言。我觉得这是一个适当的方案,这些程度的物理有助于作者传递更多知识,又不至于成为阅读的绊脚石。
书中使用物理符号进行描述,前文对符号的涵义做了说明
本书的内容比较全面,举两个反例。
一是不确定性原理的讲解,如下:
不确定性原理(又称测不准原理)的讲解
好多科普书中都采用了该种讲解形式。这些讲法源自于,优点是便于理解,但显然并不完全准确。本书在采用这些讲法的同时,也做了适当评析,告诉读者更正确的理解方法。
另一个反例是量子热学的演绎问题。量子热学有好多奇奇怪怪的地方,在量子热学理论构建上去以后,就出现了“怎么去理解”的问题。例如说量子物理史话,一个电子可以同时在A处或B处,但当我们检测它的位置时,结果是:有可能在A处检测到它,也有可能在B处检测到它,但无论何种结果,它都只处于一个地方。怎么解释这些现象呢?可能对量子热学有所了解的人会回答“波包坍缩”。这个回答没错,它是量子热学理论发展初期化学学家们给出的解释,属于所谓的“哥本哈根展现”。因为好多教材、科普书都是根据历史发展的脉络来写的,因而都会晤及到赫尔辛基演绎,致使该演绎广为人知。不过,好多书也就到此为止了。但是,奥斯陆演绎虽然是一百年前提出的东西,而量子热学的发展却未曾停滞。在这一百年间,人们未曾停止对量子热学演绎问题的探求。该问题至今仍未完全解决,时至今日,我们不能粗鲁地说赫尔辛基演绎“错误”,但它存在好多问题,因而不太“正确”,却也是不争的事实。这本书的第三章介绍了奥斯陆演绎,而在第四章则讲解了奥斯陆演绎的不足,并介绍了多重宇宙演绎——这并不是一个悬疑概念,而是目前比较流行、被越来越多化学学家接受的一种量子热学演绎。
赫尔辛基演绎的不足
哪些样的人适宜看这本书呢?
这本书既然能给小猫看,就适宜一切人类阅读,要是看不懂的话说明情商还不如狗。
——这其实是开玩笑。
正经地说,我建议本书读者最好能有一点基础的数学知识打底。不须要懂太多化学,但我建议读者起码是中学生,早已学过中学热学知识,这样的话阅读本书应当不会有太大困难。
另外还想说一句,通常来说,化学专业的中学生不太须要这些程度的科普书,不过我倒是建议在即将学习量子热学之前可以先瞧瞧这本书,获取一些概念,其实会有助于即将学习。
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