我們生活在一個特殊的時代，這個時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家卡爾薩根（Carl Sagan）的話說：我們生活在一個完全依賴科學和技術的社會中，然而幾乎沒有人了解這些科學和技術。1 這確實是一個問題，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產(chǎn)生興趣。一部分原因是，科學的語言是數(shù)學，但它涉及的數(shù)學太復雜，以至于只有接受了高等教育的人才能用數(shù)學這個工具來理解科學。不過，偶爾也會出現(xiàn)一些翻譯者，向其他人傳達科學的意義，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。雖然并不是一名學術研究者，但他通過這本大眾科學書，在規(guī)避了復雜數(shù)學的同時，傳達了他對物理世界的清晰理解。你會發(fā)現(xiàn)，不需要走進教室，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，因為你需要跟數(shù)學做斗爭，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。雖然有些前沿內(nèi)容可能經(jīng)不起時間的考驗（任何前沿領域都是如此），但我很樂意向所有學生推薦這本書作為教科書的補充，以便他們更全面地了解數(shù)學之外的物理意義。這本書并不是要取代教科書，但它確實更有趣且易讀。

這本書的核心是量子力學，但內(nèi)容已經(jīng)超越了這個范疇，還介紹了相關應用，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，尤其是原子，并將其作為解釋化學和我們周圍事物的基礎。這本書正是把這一部分物理學用非數(shù)學的語言和視覺化的呈現(xiàn)方式向我們翻譯了過來。另外，這本書還時不時地插入了物理學和化學的發(fā)展史以及推動科學發(fā)展的著名科學家的生活，這些插曲也讓這本書變得栩栩如生。

在量子力學發(fā)展的早期，盡管它在預測實驗結(jié)果方面取得了令人難以置信的成功，但科學家對量子力學的本質(zhì)仍困惑不已，為此，科學巨人之間還產(chǎn)生了一些偉大的辯論。例如，阿爾伯特愛因斯坦（他厭惡量子力學及其違反直覺的結(jié)論，最終卻因在該領域的貢獻獲得諾貝爾獎）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：如果有哪個人對量子力學不感到震驚，就說明他不了解量子力學。然而，80多年后，量子力學可以說是歷史上最成功、最具爭議，同時也經(jīng)受住了各種實驗考驗的理論。

這不是第一本將科學和歷史交織在一起的書。實際上，關于這一主題的大多數(shù)非學術書籍都會通過介紹歷史來緩解量子力學概念帶來的沖擊。但是沃克還從物理學出發(fā)，解釋了化學的原理，并講述了人類對量子力學的理解如何讓現(xiàn)代發(fā)明和技術成為可能。他在工業(yè)實驗室的經(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駛向新認知彼岸的契機。

我相信你會像我一樣享受這本書。想必你也會同意這句話：科學比幻想更奇妙。

戴維托巴克（David Toback）

本科卓越教學撒曼教授，物理與天文系教授

得克薩斯農(nóng)工大學米切爾基礎物理與天文學研究所

2016年9 月