可畏的對稱：現代物理美的探索（二版）
Fearful Symmetry－The Search for Beauty in Modern Physics?
活動訊息
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內容簡介
內容第一部份從藝術、建築、科學到物理學的弱作用宇稱不守恆等領域，探討對稱性與建築設計，進而到自然界基礎規律的設計關係；第二部份介紹愛因斯坦在創立相對論的過程中所得出的「對稱性指揮設計」的觀點；第三部份介紹對稱性在認識和詮釋量子世界中所取得的成果；第四部份介紹楊－米爾斯規範理論並將對稱性思想再次引入基礎物理學的舞台，同時在此基礎上進一步探求宇宙的「最終設計」及所遇到的問題。
本書特色
本書介紹愛因斯坦和他的追隨者們，通過一個世紀的努力建構了近代物理學基礎理論的框架。他們將對稱性作為指導原則，並深信這是揭示自然基礎設計秘密的鑰匙。
本書特色
本書介紹愛因斯坦和他的追隨者們，通過一個世紀的努力建構了近代物理學基礎理論的框架。他們將對稱性作為指導原則，並深信這是揭示自然基礎設計秘密的鑰匙。
目錄
PARTⅠ對稱性與設計
1美的尋求
2對稱性與單純
3鏡子另一端的世界
PARTⅡ愛因斯坦的遺產
4時間與空間聯姻
5一個快樂的思想
6對稱性指揮設計
PARTⅢ來到聚光燈下
7作用量無處不在
8女士和虎
9學習去讀這本偉大的書
10對稱性的凱旋之歌
PARTⅣ了解他的思想
11夜間森林中的八重路
12藝術的復仇
13最終設計問題
14力的統一
15傲氣抬頭
16造物主的思想
跋
第9章附錄
跋的附錄
註記
索引
1美的尋求
2對稱性與單純
3鏡子另一端的世界
PARTⅡ愛因斯坦的遺產
4時間與空間聯姻
5一個快樂的思想
6對稱性指揮設計
PARTⅢ來到聚光燈下
7作用量無處不在
8女士和虎
9學習去讀這本偉大的書
10對稱性的凱旋之歌
PARTⅣ了解他的思想
11夜間森林中的八重路
12藝術的復仇
13最終設計問題
14力的統一
15傲氣抬頭
16造物主的思想
跋
第9章附錄
跋的附錄
註記
索引
序／導讀
序
在《可畏的對稱》中，我希望討論20世紀物理學的審美動機。比起解釋近代物理學的現實內容，我更希望傳達給讀者的是關於基礎物理學得以運行的智能框架。
阿爾伯特‧愛因斯坦曾說過：「我希望知道上帝是如何創造這個世界的。我對這樣或那樣的現象、這個或那個元素的能譜不感興趣。我希望知道他1的思想，其餘都是細節。」
作為一個物理學家，我傾心於愛因斯坦的這種情感。大多數當代物理學家致力於解釋特定的現象，這本是應該的，但同時有小部分愛因斯坦的精神後代卻變得具有更高的目標。他們進入夜間的森林尋找自然界的基本設計，並以極端的自負宣稱已經瞥見了它的一部分。
有兩個偉大的原則引導著這個尋找：對稱性和重正化。重正化是指不同特徵長度的物理過程是如何相互聯繫的。雖然我也會談到重正化，但我的著重點是對稱性，並把它當做基礎物理學家觀察自然界的審美觀點。
最近幾年，人們對近代物理學的興趣不斷增長。對「新」物理學的展示不斷湧現。現在許多人都知道有數億的星系，每一個星系又含有數億的星體。我們知道世界可以通過亞核粒子來理解，其中的多數只存活幾億分之一秒。聽到這些，讀者會感到吃驚和眼花撩亂。是的，近代物理的世界真是千奇百怪。帶有希臘字母名稱的粒子隨著量子的音樂狂舞，毫不遵守經典物理的決定論。但最終讀者會帶著失望的心情走開，雖然這些事實確實很新奇，但他們也枯燥煩人。
這本書是為願意透過事實思考的好奇求知的讀者寫的。在我的想像中有這樣一位讀者的形象：這是我在年輕時一度遇到過的某個人；從那時起，這個人成了一位建築家，一位舞蹈家，一位股票仲介人，一位生物學家，或者一位律師；這是一位對近代物理學的思維和審美框架感興趣的人。
這不意味著本書對近代物理驚人的發現不作解釋。相反，在進入近代物理的知識框架的討論之前必須對它們進行解釋。但我希望讀者闔上這本書時，不僅是對一些驚人的事實了解並認同，而且能認識到，如果沒有這個框架，事實就僅停留為事實。我並不想給出一個詳細並全面的物理學的對稱性的歷史。將一個主要的發展歸功於少數人的描述不符合歷史，應該予以堅決的拒絕。談到粒子物理的某些發展時，傑出的物理學家謝利‧格拉肖（Shelly Glashow）曾說過：「掛毯是許多工匠共同完成的。在完成的工作中你辨認不出某一個工匠的貢獻，鬆的和錯的線頭被掩蓋起來了。這就是粒子物理的圖畫……標準理論並不是從一個物理學家的頭腦中充分發展出來的，甚至不是從三個人的頭腦中2發展來的。它也是許多科學家，包括實驗家和理論家，集體奮鬥的結果。」但在一個科普著作中，不可避免地要簡化歷史，希望讀者理解這一點。
於聖巴巴拉推薦序
從1606年利瑪竇與徐光啟翻譯完成《幾何原本》（前六卷）算起，科學傳入中國已整整四百年。但遺憾的是，科學在中國一直沒有紮根，因為我們始終把科學作為提高生產力的手段，而忽視了她文化的一面。我們出版的大多數傳播科學的著作僅限於敘述具體的科學知識，對科學的靈魂是什麼這類基本問題很少涉及。因此，在中國學科學，就像外國人學京劇一樣困難。因為周圍沒有名家指點，我們從小只能照著各種教科書比劃唱念做打，最終只能是形似，離神似總有相當的距離。由此看來，要儘快提高中國的科學水準，除了引進名家做指導外，出版一些詮釋科學文化，闡揚科學義理的著作也是很重要的。因此，這次五南書局出版徐一鴻教授（Prof. Anthony Zee）所著的《可畏的對稱》是值得所有愛好科學的中國人高興的事情。
這本書與大多數科普著作不同，它不拘泥於講述科學知識的細節，而是通過敘述科學家們如何一步步地窺探「上帝」設計世界的原則，將現代物理學的整體架構呈現給讀者。正是此書使我明白了科學的靈魂在於追求自然之美。在這一點上，科學與藝術是相近的，但她們追求的層次不同，手段也不同。藝術靠感官直覺體驗自然（包括社會）的表觀的美、形象的美；而科學則靠抽象思維（主要是數學）體驗自然（包括社會）的本質的美、抽象的美。有趣的是，不論抽象的美還是形象的美都講究平衡與對稱。事實上，對稱已成為現代科學（尤其是物理學）的基本美學原則之一，因為對稱意味著不變，不變意味著規律，而在千變萬化的自然現象中揭示不變的東西（規律）正是科學的本質追求。從這種意義上講，對稱是可畏的，更是可愛的。
作為碩果僅存的上古文明，五千年來中華文明一直以開放的姿態對待其他文明。兩千年前，我們向佛教文化學習，大大提升了本土文化的內涵。今天，我們又要向科學文化學習。可以預見，兩種文化融合之時，就是中華文明重光之際。歷史將證明，《可畏的對稱》一書中譯本的出版將為此做出重要貢獻。
張紅雨
於山東理工大學
在《可畏的對稱》中，我希望討論20世紀物理學的審美動機。比起解釋近代物理學的現實內容，我更希望傳達給讀者的是關於基礎物理學得以運行的智能框架。
阿爾伯特‧愛因斯坦曾說過：「我希望知道上帝是如何創造這個世界的。我對這樣或那樣的現象、這個或那個元素的能譜不感興趣。我希望知道他1的思想，其餘都是細節。」
作為一個物理學家，我傾心於愛因斯坦的這種情感。大多數當代物理學家致力於解釋特定的現象，這本是應該的，但同時有小部分愛因斯坦的精神後代卻變得具有更高的目標。他們進入夜間的森林尋找自然界的基本設計，並以極端的自負宣稱已經瞥見了它的一部分。
有兩個偉大的原則引導著這個尋找：對稱性和重正化。重正化是指不同特徵長度的物理過程是如何相互聯繫的。雖然我也會談到重正化，但我的著重點是對稱性，並把它當做基礎物理學家觀察自然界的審美觀點。
最近幾年，人們對近代物理學的興趣不斷增長。對「新」物理學的展示不斷湧現。現在許多人都知道有數億的星系，每一個星系又含有數億的星體。我們知道世界可以通過亞核粒子來理解，其中的多數只存活幾億分之一秒。聽到這些，讀者會感到吃驚和眼花撩亂。是的，近代物理的世界真是千奇百怪。帶有希臘字母名稱的粒子隨著量子的音樂狂舞，毫不遵守經典物理的決定論。但最終讀者會帶著失望的心情走開，雖然這些事實確實很新奇，但他們也枯燥煩人。
這本書是為願意透過事實思考的好奇求知的讀者寫的。在我的想像中有這樣一位讀者的形象：這是我在年輕時一度遇到過的某個人；從那時起，這個人成了一位建築家，一位舞蹈家，一位股票仲介人，一位生物學家，或者一位律師；這是一位對近代物理學的思維和審美框架感興趣的人。
這不意味著本書對近代物理驚人的發現不作解釋。相反，在進入近代物理的知識框架的討論之前必須對它們進行解釋。但我希望讀者闔上這本書時，不僅是對一些驚人的事實了解並認同，而且能認識到，如果沒有這個框架，事實就僅停留為事實。我並不想給出一個詳細並全面的物理學的對稱性的歷史。將一個主要的發展歸功於少數人的描述不符合歷史，應該予以堅決的拒絕。談到粒子物理的某些發展時，傑出的物理學家謝利‧格拉肖（Shelly Glashow）曾說過：「掛毯是許多工匠共同完成的。在完成的工作中你辨認不出某一個工匠的貢獻，鬆的和錯的線頭被掩蓋起來了。這就是粒子物理的圖畫……標準理論並不是從一個物理學家的頭腦中充分發展出來的，甚至不是從三個人的頭腦中2發展來的。它也是許多科學家，包括實驗家和理論家，集體奮鬥的結果。」但在一個科普著作中，不可避免地要簡化歷史，希望讀者理解這一點。
於聖巴巴拉推薦序
從1606年利瑪竇與徐光啟翻譯完成《幾何原本》（前六卷）算起，科學傳入中國已整整四百年。但遺憾的是，科學在中國一直沒有紮根，因為我們始終把科學作為提高生產力的手段，而忽視了她文化的一面。我們出版的大多數傳播科學的著作僅限於敘述具體的科學知識，對科學的靈魂是什麼這類基本問題很少涉及。因此，在中國學科學，就像外國人學京劇一樣困難。因為周圍沒有名家指點，我們從小只能照著各種教科書比劃唱念做打，最終只能是形似，離神似總有相當的距離。由此看來，要儘快提高中國的科學水準，除了引進名家做指導外，出版一些詮釋科學文化，闡揚科學義理的著作也是很重要的。因此，這次五南書局出版徐一鴻教授（Prof. Anthony Zee）所著的《可畏的對稱》是值得所有愛好科學的中國人高興的事情。
這本書與大多數科普著作不同，它不拘泥於講述科學知識的細節，而是通過敘述科學家們如何一步步地窺探「上帝」設計世界的原則，將現代物理學的整體架構呈現給讀者。正是此書使我明白了科學的靈魂在於追求自然之美。在這一點上，科學與藝術是相近的，但她們追求的層次不同，手段也不同。藝術靠感官直覺體驗自然（包括社會）的表觀的美、形象的美；而科學則靠抽象思維（主要是數學）體驗自然（包括社會）的本質的美、抽象的美。有趣的是，不論抽象的美還是形象的美都講究平衡與對稱。事實上，對稱已成為現代科學（尤其是物理學）的基本美學原則之一，因為對稱意味著不變，不變意味著規律，而在千變萬化的自然現象中揭示不變的東西（規律）正是科學的本質追求。從這種意義上講，對稱是可畏的，更是可愛的。
作為碩果僅存的上古文明，五千年來中華文明一直以開放的姿態對待其他文明。兩千年前，我們向佛教文化學習，大大提升了本土文化的內涵。今天，我們又要向科學文化學習。可以預見，兩種文化融合之時，就是中華文明重光之際。歷史將證明，《可畏的對稱》一書中譯本的出版將為此做出重要貢獻。
張紅雨
於山東理工大學
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