描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787302506898
◆“吴大猷科普奖”金签奖获得者卢昌海的新作
◆“科学”并不等于“正确”，而是意味着可以质疑，这正是科学的精髓所在
◆卢昌海的文字的阅读快感一如既往……
泡利一生中犯过哪些重要的错误？尚无定论的诸如宇宙常数、追寻引力的量子理论等前沿探索，相对于主线这些可能是波折，是花絮。但也许会成为未来主线的源头。科学史也证明了这一点。所以本书看似花絮的内容，却蕴含着科学上更多的可能性，对于读者的知识架构的补充大有裨益。
在科学思维上，读完此书，你也许对这段话理解更深“科学一直是犯着错误，不断纠正着错误才走到今天的，永远正确绝不是科学的特征——相反，假如有什么东西标榜自己永远正确，那倒是*鲜明不过的指标，表明它绝不是科学。”质疑和批评的科学精神也是科学发展的源动力。
无穷集合可以比较吗？
实数都是代数方程的根吗？
少要多少次转动才能让魔方复原？
为什么说黎曼猜想是重要的数学猜想？
为什么巴西的蝴蝶有可能引发德克萨斯的飓风？
第二部分：物理
泡利的错误
1.引言
2.泡利的次错误：电子自旋
3.次错误的幕后花絮
4.泡利的第二次错误：宇称守恒
5.第二次错误的幕后花絮
6.结语
辐射单位简介
μ子反常磁矩之谜
1.引言
2.有自旋带电粒子在电磁场中的自旋进动
3.自旋进动与反常磁矩
4.μ子的产生衰变性质及实验思路
5.实验技巧略谈
6.实验结果概述
7.理论计算——经典电动力学
8.理论计算——相对论量子力学
9.理论计算——量子电动力学
10.理论计算——电弱统一理论
11.理论计算——量子色动力学
12.并非尾声的尾声
追寻引力的量子理论
1.量子时代的流浪儿
2.引力为什么要量子化？
3.黑洞熵的启示
4.引力量子化的早期尝试
5.圈量子引力
6.超弦理论
7.结语
从对称性破缺到物质的起源
1.从对称性自发破缺到质量的起源
2.从夸克混合到物质的起源
第三部分：天文
开普勒定律与嫦娥之旅
宇宙学常数、超对称及膜宇宙论
1.宇宙学项与宇宙学常数
2.暗物质
3.暗能量
4.零点能
5.超对称
6.膜宇宙论
7.宇宙七巧板
8.结语
行星俱乐部的新章程
奥尔特云和太阳系的边界
1.为什么说奥尔特云是装满了彗星的“大仓库”？
2.太阳系的边界在哪里？
第四部分：其他
关于牛顿的神学表白
从普朗克的一段话谈起
什么是哲学
可惜在这个本质上是非线性的世界里，长期预测是不容易的——比如在撰写那篇序言时，我就只预计了两本书——一本为科学史，一本为科普——并且还hard-code到了文字里。
我理科类的散篇不外乎科学史和科普，照说那样一瓜分也就一网打尽了。
然而我却低估了多年码字积存的文章数量，而且也忘了自己还在继续写……
因此只得为这本书另撰序言。
仔细说来，昔日的序言除开口闭口只谈“两本书”外，还有一处没为这本书留余地，那就是替当时预计的两本书所拟的副标题一为“科学殿堂的人和事”，一为“科学殿堂的砖与瓦”。“人和事”为“软件”，“砖与瓦”系“硬件”，软硬件都有了，科学殿堂还缺什么？
思来想去，也就只能添些花草了，于是这本书的副标题就取为了“科学殿堂的花和草”。
这副标题跟内容倒也相称，因为这本书所收录的文章中，几篇主要的都是介绍科学中的波折而非主线，从而具有花絮色彩。比如“切题”的泡利的错误介绍了著名物理学家泡利所犯的错误，是已成历史的花絮；篇幅长的μ子反常磁矩之谜是“现在进行时”的波折，因为背后的几种主要可能——理论计算存在错误、实验测量存在错误，或标准模型存在局限——皆属波折；其他几篇长文诸如追寻引力的量子理论和宇宙学常数、超对称及膜宇宙论由于是介绍尚无定论的前沿探索，则有很大可能会被未来判定为花絮。
当然，所有波折都是相对于主线而言的，对所有波折的介绍也都离不开作为背景的主线，因此读者在这本书里读到的也有对主线的介绍，而非仅仅是波折。另外，当然也不排除某些波折会成为未来主线的源头。
科学殿堂离不开花和草，就像真实的殿堂不能只有砖与瓦。相对于“砖与瓦”构筑的恢宏大厦，“花和草”虽象征着错误和波折，却也印证着我在泡利的错误一文的结语中所说的话：“科学一直是犯着错误，不断纠正着错误才走到今天的，永远正确绝不是科学的特征——相反，假如有什么东西标榜自己永远正确，那倒是鲜明不过的指标，表明它绝不是科学。”
这是科学给我们的教益，也是我在许多科学史和科普作品中试图传达的观念——然而也许都不如这本关于“花和草”的书传达得那么直接。
因此，希望读者们喜欢这本书 。
2017年12月24日完稿
卢昌海
魔方是一种深受大众喜爱的益智玩具。自20世纪80年代初开始，这一玩具风靡了全球。
魔方为什么会有这么大的魅力呢？那是因为它具有几乎无穷无尽的颜色组合。标准的魔方是一个3×3×3结构的立方体，每个面初都有一种确定的颜色。但经过许多次随意的转动之后，那些颜色将被打乱。这时如果你想将它复原（即将每个面都恢复到初时的颜色），可就不那么容易了。因为魔方的颜色组合的总数是一个天文数字：4,325亿亿。如果我们把所有这些颜色组合都做成魔方，并让它们排成一行，能排多远呢？能从北京排到上海吗？不止。能从中国排到美国吗？不止。能从地球排到月球吗？不止。能从太阳排到海王星吗？不止。能从太阳系排到比邻星吗？也不止！事实上，它的长度足有250光年！
魔方的颜色组合如此众多，使得魔方的复原成了一件需要技巧的事情。如果不掌握技巧地随意尝试，一个人哪怕从宇宙大爆炸之初就开始玩魔方，也几乎没有可能将一个魔方复原。但是，纯熟的玩家却往往能在令人惊叹的短时间内就将魔方复原，这表明只要掌握技巧，使魔方复原所需的转动次数并不太多。
那么，少要多少次转动才能让魔方复原呢？或者更确切地说，少要多少次转动才能确保任意颜色组合的魔方都被复原呢？这个问题不仅让魔方爱好者们感到好奇，还吸引了一些数学家的兴趣，因为它是一个颇有难度的数学问题。数学家们甚至给这个少的转动次数取了一个很气派的别名，叫做“上帝之数”。
自20世纪90年代起，数学家们就开始寻找这个神秘的“上帝之数”。
寻找“上帝之数”的一个直接的思路是大家都能想到的，那就是对所有颜色组合逐一计算出少的转动次数，它们中的那个显然就是能确保任意颜色组合都被复原的少转动次数，即“上帝之数”。可惜的是，那样的计算是世界上强大的计算机也无法胜任的，因为魔方的颜色组合实在太多了。
怎么办呢？数学家们只好诉诸他们的老本行——数学。1992年，一位名叫科先巴（Herbert Kociemba）的德国数学家提出了一种分两步走的新思路。那就是先将任意颜色组合转变为被他用数学手段选出的特殊颜色组合中的一个，然后再复原。这样做的好处是每一步的计算量都比直接计算“上帝之数”小得多。运用这一新思路，2007年，“上帝之数”被证明为了不可能大于26。也就是说，只需26次转动就能确保任意颜色组合的魔方都被复原。
但这个数字却还不是“上帝之数”，因为科先巴的新思路有一个明显的局限，那就是必须先经过他所选出的特殊颜色组合中的一个。但事实上，某些转动次数少的复原方法是不经过那些特殊颜色组合的。因此，科先巴的新思路虽然降低了计算量，找到的复原方法却不一定是转动次数少的。
为了突破这个局限，数学家们采取了一个折中手段，那就是适当地增加特殊颜色组合的数目，因为这个数目越大，转动次数少的复原方法经过那些特殊颜色组合的可能性也就越大。当然，这么做无疑会增大计算量。不过，计算机技术的快速发展很快就抵消了计算量的增大。2008年，计算机高手罗基奇（Tom Rokicki）用这种折中手段把对“上帝之数”的估计值压缩到了22。也就是说，只需22次转动就能确保任意颜色组合的魔方都被复原。
那么，22这个数字是否就是“上帝之数”呢？答案仍是否定的。这一点的一个明显征兆，就是人们从未发现任何一种颜色组合需要超过20次转动才能复原。这使人们猜测“上帝之数”应该是20（它不可能小于20，因为有很多颜色组合已被证明需要20次转动才能复原）。2010年7月，这一猜测终于被科先巴本人及几位合作者所证明。
因此，现在我们可以用数学特有的确定性来回答“少要多少次转动才能让魔方复原？”了，答案就是：20次。
2. 太阳系的边界在哪里？
“太阳系的边界在哪里？”是一个既值得探索，也值得回味的问题。它之成为问题，本身就是天文学上的一次重大观念变革——日心说取代地心说——的结果。因为只有确立了日心说，才有太阳系这一称谓，也才谈得上“太阳系的边界在哪里？”这一问题。
如果简单地以1543年哥白尼发表《天体运行论》作为日心说被确立的年份，那么“太阳系的边界在哪里？”这一问题初238年的答案，是在距太阳约9.6天文单位（约14亿千米）的土星。这一答案在1781年被英国天文学家赫歇耳发现的太阳系第七颗行星——天王星——所改变。那一年，太阳系的边界被扩展到了距太阳约19天文单位（约29亿千米）处。
天王星被发现后，天文学家们对它的轨道进行了计算。出乎意料的是，计算结果与观测并不吻合。在排除了其它可能性之后，天文学家们将这一恼人的现象归结为一颗新行星对天王星的引力干扰。经过艰辛的计算，英国天文学家亚当斯和法国天文学家勒维耶先后推算出了新行星的轨道。1846年，柏林天文台的天文学家伽勒和达雷斯特依据勒维耶的推算结果，成功地发现了太阳系的第八颗行星——海王星，太阳系的边界由此扩展到了距太阳约30天文单位（约45亿千米）处。
在那之后又隔了大半个世纪，1930年，美国罗威尔天文台的天文学家汤博发现了一颗比海王星更遥远的太阳系天体——冥王星。这颗一度被视为太阳系第九大行星，2006年才被“降级”为矮行星的天体，将太阳系的边界扩展到了距太阳约39天文单位（约59亿千米）处。对于如今比较年长的天文爱好者来说，这很可能是自童年起就烂熟于心的太阳系的边界。
但冥王星的发现并未终结探索太阳系边界的努力。20世纪40年代之后，几位天文学家先后提出了一个想法，那就是在像冥王星那样远离太阳的地方，行星的形成过程会因物质分布过于稀疏而无法进行到底，其结果是在距太阳约30-55天文单位（约45-83亿千米）处形成一个由“半成品”组成的小天体带。这个小天体带被称为柯伊伯带。自1992年起，柯伊伯带中的天体开始被陆续发现，它们的分布范围比原先估计的更广。柯伊伯带的发现使太阳系的边界又向外扩展了好几倍。
但这仍然不是太阳系的边界。因为天文学家们普遍猜测，在距太阳更遥远的地方有可能存在一个长周期彗星的“大仓库”——奥尔特云，它的范围有可能延伸到距太阳约150,000天文单位（约225,000亿千米）处。这几乎已经到达了太阳引力控制范围的边缘，在那之外即便还有天体，也不会象普通太阳系天体那样围绕太阳运动，从而不能再被视为是太阳系的一部分了。因此，奥尔特云如果存在，并具有猜测中的范围的话，它的外边缘无疑就是太阳系的边界了。那个边界离太阳是如此遥远，哪怕一缕阳光要从太阳射到那里，也得走上两年左右的时间。如果乘坐时速350公里的高速火车的话，则要花费约700万年的漫长时间！
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