我們生活在一個(gè)特殊的時(shí)代，這個(gè)時(shí)代的知識總量是以指數(shù)級增長的。或許更重要的是，用我最喜歡的一位科學(xué)家卡爾薩根（Carl Sagan）的話說：我們生活在一個(gè)完全依賴科學(xué)和技術(shù)的社會中，然而幾乎沒有人了解這些科學(xué)和技術(shù)。1 這確實(shí)是一個(gè)問題，且有待解決。

而且，除此之外，大多數(shù)人都因這樣或那樣的原因無法對科學(xué)產(chǎn)生興趣。一部分原因是，科學(xué)的語言是數(shù)學(xué)，但它涉及的數(shù)學(xué)太復(fù)雜，以至于只有接受了高等教育的人才能用數(shù)學(xué)這個(gè)工具來理解科學(xué)。不過，偶爾也會出現(xiàn)一些翻譯者，向其他人傳達(dá)科學(xué)的意義，以及它的美妙和激動人心之處。

邁克爾沃克在這本書中做的一切讓他站在了翻譯者的前沿。雖然并不是一名學(xué)術(shù)研究者，但他通過這本大眾科學(xué)書，在規(guī)避了復(fù)雜數(shù)學(xué)的同時(shí)，傳達(dá)了他對物理世界的清晰理解。你會發(fā)現(xiàn)，不需要走進(jìn)教室，就能了解這些振奮人心的事物。在教室里你可能反倒不會感到興奮，因?yàn)槟阈枰�跟�?shù)學(xué)做斗爭，或者老師們并不會討論這些有趣的話題即使你主修物理學(xué)。雖然有些前沿內(nèi)容可能經(jīng)不起時(shí)間的考驗(yàn)（任何前沿領(lǐng)域都是如此），但我很樂意向所有學(xué)生推薦這本書作為教科書的補(bǔ)充，以便他們更全面地了解數(shù)學(xué)之外的物理意義。這本書并不是要取代教科書，但它確實(shí)更有趣且易讀。

這本書的核心是量子力學(xué)，但內(nèi)容已經(jīng)超越了這個(gè)范疇，還介紹了相關(guān)應(yīng)用，沃克為我們提供了對物理世界最奇特、最迷人、最美麗的描述。他非常努力地描述了量子力學(xué)，尤其是原子，并將其作為解釋化學(xué)和我們周圍事物的基礎(chǔ)。這本書正是把這一部分物理學(xué)用非數(shù)學(xué)的語言和視覺化的呈現(xiàn)方式向我們翻譯了過來。另外，這本書還時(shí)不時(shí)地插入了物理學(xué)和化學(xué)的發(fā)展史以及推動科學(xué)發(fā)展的著名科學(xué)家的生活，這些插曲也讓這本書變得栩栩如生。

在量子力學(xué)發(fā)展的早期，盡管它在預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果方面取得了令人難以置信的成功，但科學(xué)家對量子力學(xué)的本質(zhì)仍困惑不已，為此，科學(xué)巨人之間還產(chǎn)生了一些偉大的辯論。例如，阿爾伯特愛因斯坦（他厭惡量子力學(xué)及其違反直覺的結(jié)論，最終卻因在該領(lǐng)域的貢獻(xiàn)獲得諾貝爾獎(jiǎng)）宣稱：上帝不會跟宇宙玩擲骰子。尼爾斯玻爾（另一位諾貝爾獎(jiǎng)得主）對此則有一句不那么著名但同樣重要的反駁：不要告訴上帝該做什么。玻爾也曾說過：如果有哪個(gè)人對量子力學(xué)不感到震驚，就說明他不了解量子力學(xué)。然而，80多年后，量子力學(xué)可以說是歷史上最成功、最具爭議，同時(shí)也經(jīng)受住了各種實(shí)驗(yàn)考驗(yàn)的理論。

這不是第一本將科學(xué)和歷史交織在一起的書。實(shí)際上，關(guān)于這一主題的大多數(shù)非學(xué)術(shù)書籍都會通過介紹歷史來緩解量子力學(xué)概念帶來的沖擊。但是沃克還從物理學(xué)出發(fā)，解釋了化學(xué)的原理，并講述了人類對量子力學(xué)的理解如何讓現(xiàn)代發(fā)明和技術(shù)成為可能。他在工業(yè)實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)歷大大幫助了他在這方面的敘述（他甚至簡要介紹了自己研究過的項(xiàng)目）。

不僅如此，他還介紹了我們在地球上看不到的事物，向我們展示了如何通過量子力學(xué)的視角理解宇宙從大爆炸開始直至今天。

地球上的一切事物，包括人類，都是由原子組成的。然而，大多數(shù)人都不知道其中遍布的迷人的對稱，以及它們?nèi)绾螞Q定宇宙的大部分屬性。這本書為讀者提供了一個(gè)駛向新認(rèn)知彼岸的契機(jī)。

我相信你會像我一樣享受這本書。想必你也會同意這句話：科學(xué)比幻想更奇妙。

戴維托巴克（David Toback）

本科卓越教學(xué)撒曼教授，物理與天文系教授

得克薩斯農(nóng)工大學(xué)米切爾基礎(chǔ)物理與天文學(xué)研究所

2016年9 月