一念非凡 : 科学巨擘是怎样炼成的

一本阅读愉快的科普读物，谢谢曹则贤老师！随着曹老师的文字、鼓励，接触那么多历史上的顶尖“大神”，是享受也是激励。有熟悉的牛顿、爱因斯坦、伽利略，也有不熟悉的诺德女士，巴尔末老师、拍摄雪花的本特利、玻璃专家夫琅合费玩出了新高度～记录阳光中的暗线；重温了物理界的优美公式：欧拉公式、薛定谔方程、麦克斯韦方程式，哈密尔顿刻在石头桥上的公式，虽然很多公式看不太懂，但能和那么多大神同在一个地球，幸运感油然而生，正如作者所说“也许并非我们生而平庸，而是在我们嗷嗷待哺的时候没有见识过榜样的力量，没有高屋建瓴的智者予我们以醍醐灌顶式的洗礼？”；“有一天我们也能站在科学的山巅，将这庸常的身躯也沐浴在理性的光辉中。”，读着文字，经过那么多科学理性的沐浴，是一种愉悦，当然，有才的书友，也可以有自己的“eureka”时刻，至于你穿不穿衣服跑到大街上，曹老师说，那就随你了！

读书笔记： 一、阅读缘起：听了多场曹老师的讲座（中科院年终科普大课、窦文涛的圆周派），感觉曹老师非常靠谱真诚。 二、曹老师简介：1966年生，1987年毕业于中国科技大学物理系，1997年获德国凯撒斯劳滕大学（Universität Kaiserslautem）物理学博士学位，1998年加入中国科学院物理研究所至今，中国最靠谱的科普物理学家之一。科普读物有《物理学咬文嚼字》（三卷）、《至美无相》、Thin Film Growth、《量子力学——少年版》 三、最初我是不太认可一念非凡这种说法的，世上没有凭空而来的灵感，通读完全书，觉得曹老师自己也不是这个意思（也许是出版商为了吸引人气加上的），我理解一念非凡可以包含两层意思，一个念头（灵感）产生非凡的成就，一年念头（灵感）背后有着非凡的努力。 四、本书的几个影响深的地方： 1、P11可以这么说：历史都是偶然的，少数人影响力更大：人类历史是由少数英雄人物创造的观点，曾遭遇过激烈的批评。但是，如果说科学的历史是由少数英雄人物创造的，估计反对的人不会太多。因为，论及一些伟大的科学成就，别说敢腆着脸硬去争功，一般人如笔者这样资质的仅只是能弄懂只鳞片爪就足以自豪了。当然，我这里说的科学指的是数学、物理这样的已经形成足够严谨、厚重体系的学科。 2、P33最美数学公式：就虚数意义的探索来说，欧拉居功厥伟，他的公式eiπ＋1＝0被评为史上最美的公式，没有之一。这个公式可以看作是eix＝cosx＋isinx当x＝π时的特例。从这个公式，数学家看到了复数带来的几何、代数、三角学之间的统一，而物理学家、工程师和艺术家则看到了圆周运动和振动之间的转化。缝纫机就是这个公式活生生的演示——脚踏板的往复运动转化成轮子的转动，轮子的转动又转化为针的上下运动。 3、P58构造正确物理学三元素: 实验、数学与基于美学原则的判断，是构造正确物理学的三要素。这是伽利略的事迹给笔者的启发。 4、P62开普勒对上帝执着信仰：开普勒有个强烈的信念——上帝是根据一个可为人理解的几何方案创造了世界的，而通过理性之光人们可以达成对这个方案的了解。 5、P137生活处处有学问：温馨提示：若你是年轻的父母，当你牵着蹒跚学步的小儿沿着羊肠小道这样的分形结构散步时，请你一定要耐心地等他，因为在他的小脚下，路确实更长。 6、P205杨老评价爱翁：人们对爱因斯坦的赞誉从来都不吝文辞，但也许杨振宁先生的评价最为专业、中肯：“（爱因斯坦是）一个特立独行的思想者，无畏、独立、富有创造性，而且执着。”爱因斯坦独特的学术创造模式一直是科学史研究者探讨的课题，后世很多科学家也苦苦思索，试图得其神韵之一二。从广义相对论那样的学问出发去探究爱因斯坦的学术创造模式殊非易事，但检视一下爱因斯坦在解释光电效应上的作为，也能让我们领略爱因斯坦作为物理学革命者的非同凡响。如果说接受光的能量量子假设是偶一为之的机巧，那接受光速不变、为解释氢气比热引入零点能、基于互反律假设两能级间受激辐射和光吸收的系数相等（B12＝B21）等诸多行为则表明，爱因斯坦是个习惯性的革命家，不仅仅能够接受新思想，而且还能把它纳入自洽的框架，并加入自出机杼的革命性元素，这才是爱因斯坦不同于任何其他物理学家的地方。 7、P230曹老师总结简单明了：诺德这个定律告诉我们，若描述运动体系的规律具有时间平移对称性，即在什么时刻都是那样的，则这个体系的能量守恒；若具有空间平移对称性，即在什么位置上都是那样的，这个体系的动量守恒；若具有转动对称性，即在什么方向上都是那样的，则这个体系的角动量守恒。 8、P257看似神来之笔也基于平时的深刻思考和大量积累: 狄拉克是怎么想到要计算两对函数的泊松括号的？科学史没有相关材料，我们无从得知。可是，笔者再次强调，这个看似随意挥洒的一笔却是量子力学构造的关键一步。可惜的是，一般的量子力学和量子力学历史教程，对这件事连提都不提。 9、、P260曹老师感慨__宠辱不惊，笑看花开花落：：“文化的最后成果，是人格。物理学与人的交互作用会导致对物理学家人格的塑造。那些真正投入到物理世界中去的真正的物理学家们，因为有信仰有追求，因为领略了一些自然的伟大与神奇，所以他们的外部动作和内心世界都能显示出一份从容、深邃、祥和。不是他们刻意追求深邃，而是物理学让浅薄于他们已经成为不可能。”看看图2中的狄拉克和另一位天才物理学家费曼交谈的情景，你不觉得他们已经到了宠辱不惊的境界了吗？ 10、P272在他们身上，所谓的灵光一现都来自长时间的冥P272: 探索者的生活是枯燥的，探索者的内心是孤独的。西方社会诞生了许多伟大的物理学家，很大程度上是因为在西方，成为孤独学者的理想由来有之。知识精英们始终保持着具有严重宗教思想特征的孤独传统，他们在孤独中能够找到愉悦的精神体验。他们不想沉溺于尘世的喧嚣，因为那样会妨碍他们的纯净思维。孤独可以让思维之眼在黑暗中看到最微弱的灵感之光，只有孤独者才能理解隐藏的本质。牛顿的一生都像隐士一样地生活，康德的生活就是对隐士形象的诠释（图1）。在他们身上，所谓的灵光一现都来自长时间的冥思苦想。康德每天过着钟表一样精准的生活，除了下午的散步就是窝在家里思考。没有长时间的远离尘嚣，如何会有深邃的思考，如何能达到对庸俗智慧的超越，哪里还会有三大批判这样的哲学大山的面世？叔本华说：不庸俗，就孤独 11、P294曹老师也认为地球是唯一的: 我们的家园——地球——是这个宇宙中最特殊的星球，我倾向于相信它是唯一的。地球的一个特殊的地方是地表附近有水，且在自然条件下可以表现出水的气、液、固三相。气相的水，水蒸气，是无色的，但是如果密度够大也会被看见。雾和美丽的云彩可以看成是水的气－液混合相。固相的水，更是形态各异，包括冰（ice）①、霜（frost，rime）、雪（snow）、冰雹（hail）、软雹（graupel）②、雨夹雪（sleet）等等。雪片的大小在毫米量级，肉眼也能分辨出其星状结构，故有“雪花”的说法。纷纷扬扬的雪花，引起过多少人的遐思。

[可爱] 十月迷上了数学和物理 高中毕业后就没接触过数学物理了。可能考试分数太低，给自己的预设是不适合理科，也完全无兴趣。 谁料在《圆桌派》看到一个叫郝景芳的科幻女作家，据悉她本科物理，硕士天体物理。一座四个人，两个学理科的人在向学文科的人费力解释数学之美。 对郝的第一印象是逻辑清晰，语气平稳，应是个性情稳定之人。一个女孩子学物理已是让人惊艳，谁料她还获得了雨果文学奖。 多维度发展的人总有一股迷人的魅力。找了些她的专访视频，发现是近年来在媒体上十分活跃的人了。 然本书的作者是曹则贤，《圆桌派》节目里另一个学物理的人。当时并未对他有多大兴趣，因为他总频繁地打断主持人的话，“不对，不是这样！” 很像我们平常接触到的科学怪兽吧。查了履历才发现，他是中科院物理研究所的，曾写过很多科普文章。而不可思议的地方在于，他的文字真的很浪漫。是那种与文学的空洞呻吟无关，就宇宙之广抒发的豪情壮志和真情实意。 一切讲究逻辑。 说说曹老师这本书吧。他在导言里说了一句话：不要害怕去看自己不懂的东西，人有时是需要去看些完全不懂的东西的。一本书你不必完全弄明白，先试着去看，若因此而产生兴趣，那就是它最大的价值。 书里罗列了很多艰涩难懂的公式以及伟大的物理学家们。试着列举，看看自己记住多少了吧。 开普勒定律 伽利略斜塔实验（物体的下落速度与其质量无关） 牛顿定律（力学。万有引力。力的作用相等，方向相反） 哈密顿四元数。两个四元数的和是四元数，乘积也是四元数 费马定理（Xn＋Yn＝Zn，当n＞2时，无解。当n＝2时，就是勾股定理了） 熵。物体的热量总是由高温传向低温物体的。当热量平衡时，即为热寂 拓扑学（可由莫比乌斯环研究。期间还自己做了剪纸实验，挺好玩） 六角雪花（雪花是六角的。六角致密原理） 狄拉克（1狄拉克＝1字/小时。狄拉克沉默寡言，牛津同事便以此取消他，后为社会学单位） 阅读此书过程经过很多根本看不懂的公式，然而它们的发明者的故事深深让人着迷。 我想，科学的启蒙就在于：你觉得它美妙无比，且你愿意沉下心来发现真理。 最后，运用文中一段话结尾，致敬宇宙万物之谜的发现者： ◆ 开普勒——行星运行定律与雪花模型 >开普勒一生做出了许多非凡的发现。他在做出那些非凡发现时该会有怎样的心情呢？在《开普勒全集》第十八卷中有一段文字，读来让人血脉偾张。他写道：“十八个月前我第一次瞥到一丝亮光，三个月前我看到了曙光，几天前，太阳，这最值得以景仰之情仔细观瞧的太阳，掀去盖头照耀了我。没有任何力量能阻止我；我要纵情享受我神圣的狂喜；我要自所有的人类中胜出，坦然宣称我盗取了埃及人的金瓶，为我的神在远离埃及的疆域建立起了神龛。如果您原谅我，我会快乐；如果您生气，我也经受得了；骰子已经掷出，书已经写了，现在有人或者后世的人们会读它，我才不管是谁呢；也许要等一个世纪才能等到一个读懂它的人，上帝也是足足等了六千年才等到某个能看透他的杰作的人。”

越了解，越觉得普通是常态，我们除了没有天才的脑子外，还没有想要主动探索的心，折服于伟人独具一格的魅力，淡定的享受平凡的人生😂。 课本留给我的只有大佬们的名字，让我在看本书时多少有了些熟悉感，专业的术语读起来真费人，能跳的就跳过吧

X15：十年前非常偶然的机会看到曹老师的物理学之嚼文嚼字系列，这些连载在期刊上，前几天重装电脑系统，翻出来以前拍的这些文章照片，我立刻在微信读书搜到了本书。 我对曹老师关于科普的阐述非常认同，许多人认为基础性内容是劳而无功可有可无的，以为拿来硬背就可以了，这些理念都是误人子弟，看到曹老师在B站和抖音火了，我很开心，希望加大力度！

曹则贤教授是笔者心目中最优秀的科普作家之一，从2020年中科院跨年演讲开始，他讲述了量子力学、相对论、规范场论、电磁学，每个演讲笔者都看了3遍以上，虽然中间的内容有太多的不明白，但正如曹老师在本书序言中的真知良言：“如果所读之书没有一点难度，那我们的进步又从何而来？” 本书以科学巨擘的介绍为脉络，讲述了大量数学、物理学知识的发展脉络，一个科学概念的诞生，必定有它诞生的需求和氛围，也必然有与它相称的离奇曲折，正应了书中的那句话“哪有那么便宜的事儿！” 本书的每一篇介绍，都是字字珠玑，干货满满，偏巧还能常见生动的比喻，这在由真正的科学家写的科普书中实为少见。 曹教授的独到见解，常常另人耳目一新，本书中的亮点颇多，且举几例： 1.伽利略篇：介绍了在没有钟表的时代，伽利略怎样研究斜面的落体运动。在测量在相等的时间间隔内金属球滚过的距离，即金属件之间的距离时，他发现了距离之比约为1∶3∶5∶7∶9…，出于对数学的理想化和基于美学思想的判断，得出了落体的运动规律。相信大多数人在读完之后，会像笔者一样对“出于美学的判断”有那么一些“感觉”了。 2.开普勒篇：在介绍哥白尼理论的不足时说明了，他不止仍使用本轮、均轮之类的概念，而且，是把地球轨道的中心当作参照点的，所以哥白尼理论中的火星轨道依然复杂到极难找出数学方程。一般的科普书哪有这么深刻。 3.波利亚篇：在对随机行走的规律做解释性总结时，讲解“在三维的道路网格上，一个随机选择下一步往哪儿走的醉汉别指望能路过他喝酒的那家酒馆。”做的比喻是：你弄丢的狗不知哪一天自己就会找回家来，而你撒出去的鸟儿就再也没有相见的那一天了。多形象的比喻。更形象的比喻请阅读第85页，不剧透。 4.第谷篇：在讲述这位孤独的探索者时，用了以下厚重的文字：探索者的生活是枯燥的，探索者的内心是孤独的。西方社会诞生了许多伟大的物理学家，很大程度上是因为在西方，成为孤独学者的理想由来有之。知识精英们始终保持着具有严重宗教思想特征的孤独传统，他们在孤独中能够找到愉悦的精神体验。他们不想沉溺于尘世的喧嚣，因为那样会妨碍他们的纯净思维。孤独可以让思维之眼在黑暗中看到最微弱的灵感之光，只有孤独者才能理解隐藏的本质。牛顿的一生都像隐士一样地生活，康德的生活就是对隐士形象的诠释。在他们身上，所谓的灵光一现都来自长时间的冥思苦想。康德每天过着钟表一样精准的生活，除了下午的散步就是窝在家里思考。没有长时间的远离尘嚣，如何会有深邃的思考，如何能达到对庸俗智慧的超越，哪里还会有三大批判这样的哲学大山的面世？叔本华说：不庸俗，就孤独。 温馨提示：在阅读本书时需要静下心来细细品味，并建议费点心思对涉及的知识点做深入思考，相信一定可以受益良多。

天才的灵光一闪，铸就了科学的辉煌。

对如此专业的问题能如此通俗易懂地描述出来，作者自谦不是天才，但也难能可贵了。说实话，大多看不懂，但不影响为地球上的天才感到兴奋。不过话说回来，谢天谢地，得亏天才寥若星辰，要是我等庸才都是天才，那我们现在过的不都得是神仙的日子？那得多无聊啊！黄金城碧玉街，那有我们现在世界的江山多娇、美国作妖来得丰富多彩。

本书主要侧重物理学科方面的，历史上的那些伟大的天才是如何在“机缘巧合”之下，做出非凡的成就，推动科学的发展，人类的进步的呢？看这本书吧！！尽管这本书有一些公式，但还是面向大众的，非常友好，完全不影响阅读体验！希望通过这些伟大的人物，能够帮你和他们一起体验窥探自然奥秘的乐趣。 这本书的学术方面还是非常严谨的，语言通俗易懂，不管你是什么身份，愿你都能有所收获！！

因为喜爱物理而选择听了曹老师的课，因为欣赏而选择读此书，引荐给初高中学生拜读