歷時(shí)35年的科學(xué)冒險(xiǎn),講述不可能存在的物質(zhì)準(zhǔn)晶的發(fā)現(xiàn)故事。
20世紀(jì)80年代初,保羅·斯坦哈特和他的學(xué)生在一條堪稱wan美的科學(xué)定律中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)漏洞,這個(gè)漏洞讓他們意識(shí)到創(chuàng)造新物質(zhì)形式的可能性。在此基礎(chǔ)上,他們發(fā)展出一種理論,描述了長期以來被認(rèn)為不可能存在的新物質(zhì)形式準(zhǔn)晶。
在理論的指引下,他們逐漸走出實(shí)驗(yàn)室,跨越大洋和大洲,走入堪察加半島,zui終發(fā)現(xiàn)了隱藏在大自然中的天然準(zhǔn)晶,開啟了一段充滿冒險(xiǎn)故事的旅程。
第/一種不可能意味著無法實(shí)現(xiàn),第/二種不可能意味著重大發(fā)現(xiàn)。
保羅·斯坦哈特想通過自己的故事告訴大家,如果一個(gè)人可以揭露潛在的假設(shè)并找到長期被忽視的漏洞,第/二種不可能將會(huì)是一座潛在的金礦,這將是科學(xué)家獲得突破性發(fā)現(xiàn)的難得機(jī)會(huì),也許是一生WEI一的機(jī)會(huì)。
寫給所有具有強(qiáng)烈好奇心、喜歡偵探小說的朋友們。
保羅·斯坦哈特獨(dú)特嫻熟的寫作手法使得閱讀《第二種不可能》就像在閱讀一本精彩絕倫的偵探小說,書頁中的文字潛藏著各種讓讀者充滿希望的線索和令人不安的反轉(zhuǎn),不僅可以讓讀者以第/一視角了解科學(xué)研究中可能遇到的障礙和死胡同,了解科學(xué)家如何看待和解決問題,而且提供了一種難得的酣暢淋漓的閱讀科普讀物的體驗(yàn)。
一部揭開不可能存在的物質(zhì)準(zhǔn)晶的發(fā)展過程的科普?qǐng)D書。講述了全球知名物理學(xué)家保羅·斯坦哈特歷時(shí)35年的科學(xué)冒險(xiǎn),精彩絕倫、堪比史詩故事,媲美《物種起源》《小獵犬號(hào)航海記》。
難得一見的、流暢的科普好書,wan美結(jié)合了科學(xué)解釋和敘事性,科學(xué)探索的趣味性和驚悚小說的驚悚感交相呼應(yīng)。任何一位讀者都可以也應(yīng)該欣賞這部關(guān)于科學(xué)調(diào)查和發(fā)現(xiàn)的原創(chuàng)、懸疑、紀(jì)實(shí)驚悚片。
湛廬文化出品。
尋根問底的追兇之旅:一個(gè)關(guān)于準(zhǔn)晶的故事
陳學(xué)雷
中國科學(xué)院國家天文臺(tái)
宇宙暗物質(zhì)與暗能量研究團(tuán)組研究員
本書可以說是一本以第一人稱敘述的偵探故事,充滿了懸念、轉(zhuǎn)折和驚喜,令人拿起書后幾乎無法放下。但這里所講的故事都是完全真實(shí)的,其主人公不是一位普通的偵探,而是一位世界著名的科學(xué)家,而他所追查的也不是罪犯,而是自然界中的一個(gè)奇跡準(zhǔn)晶。
什么是準(zhǔn)晶呢?它是一種有點(diǎn)兒類似晶體,但又不是晶體的物質(zhì)。晶體是常見的,例如水晶等天然礦物,甚至普通的食鹽都是晶體,原子規(guī)則地排列在一起就形成了晶體。晶體學(xué)家們?cè)缫延脭?shù)學(xué)方法證明,只有那些具有二重、三重、四重、六重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)周期性的排布,形成晶體,這對(duì)于學(xué)過固體物理或礦物學(xué)的大學(xué)生來說早已是常識(shí)了。因此,20世紀(jì)80年代,當(dāng)一位以色列冶金學(xué)研究者謝赫特曼(Schechtman)發(fā)現(xiàn)某種鋁合金中存在著五重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性時(shí),很多人認(rèn)為他犯了低級(jí)錯(cuò)誤,因?yàn)槲逯匦D(zhuǎn)對(duì)稱性的構(gòu)型不可能形成晶體。但是,從事理論物理研究的本書作者保羅·斯坦哈特卻在研究中發(fā)現(xiàn)了雖不具有周期性,然而仍可以布滿空間的具有五重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的構(gòu)型,這也正是謝赫特曼發(fā)現(xiàn)的奇異材料所具有的原子結(jié)構(gòu),也就是所謂的準(zhǔn)晶。謝赫特曼后來因此獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
不過,故事并沒有到此為止,實(shí)際上這只是一個(gè)開端。謝赫特曼發(fā)現(xiàn)的合金是人工制造出來的,那么自然界中是否也存在準(zhǔn)晶呢?斯坦哈特教授的主要研究領(lǐng)域是宇宙學(xué),探尋宇宙的起源,在這一領(lǐng)域里他也成了世界著名的專家。不過,他仍然關(guān)注著準(zhǔn)晶。他指導(dǎo)學(xué)生開發(fā)出了軟件,通過對(duì)自然界中各種礦物的X射線衍射圖進(jìn)行分析,來尋找可能存在的準(zhǔn)晶。最終,他們?cè)谝粋(gè)意大利博物館收藏的某種奇特礦物中,發(fā)現(xiàn)了準(zhǔn)晶存在的跡象。但這礦物究竟是什么?來自哪里?語焉不詳?shù)臋n案記錄中并沒有足夠的信息。作者帶著我們走上了奇妙的尋根問底之旅。經(jīng)過一系列真正的偵探工作,最終,作者帶領(lǐng)的科考隊(duì)來到了俄羅斯堪察加半島荒野中的一條河流旁,開始搜尋這自然產(chǎn)生的準(zhǔn)晶。而他們的發(fā)現(xiàn),最終也將告訴我們,這種奇妙物質(zhì)到底是如何產(chǎn)生的,是來自噴發(fā)的火山,還是天外的隕石。
本書講述了作者在探尋準(zhǔn)晶過程中的種種經(jīng)歷,以及所遇到的各種奇人奇事,從作者的老師天才物理學(xué)家費(fèi)曼,到唯利是圖的蘇聯(lián)官員。作為一位世界一流的科學(xué)家,作者分享了自己在科學(xué)研究中所體會(huì)到的各種趣味和驚喜,以及對(duì)壯美的大自然、奇妙的宇宙歷史的感受。推薦給所有具有強(qiáng)烈好奇心、喜愛偵探小說的朋友們。
[美]保羅·斯坦哈特(PaulJ.Steinhardt)
美國知名理論物理學(xué)家,宇宙暴脹理論創(chuàng)始人。普林斯頓大學(xué)阿爾伯特·愛因斯坦科學(xué)教授,在普林斯頓大學(xué)物理系和天體物理學(xué)系任教,參與創(chuàng)立了普林斯頓理論科學(xué)中/心并指導(dǎo)相關(guān)工作。因?qū)υ缙谟钪婧托挛镔|(zhì)形態(tài)的研究斬獲狄拉克獎(jiǎng)?wù)潞推渌?jiǎng)項(xiàng)。
準(zhǔn)晶發(fā)現(xiàn)者,理查德·費(fèi)曼愛徒。和學(xué)生多夫·萊文率先提出了準(zhǔn)晶這個(gè)革命性的理論概念;20多年后,他與盧卡·賓迪一起指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)在堪察加半島發(fā)現(xiàn)了三種不同的天然準(zhǔn)晶。2014年,國際礦物學(xué)協(xié)會(huì)以他的名字命名了一種新礦物斯坦哈特石。
暢銷書作者,作品入圍皇/家學(xué)會(huì)洞察投資科學(xué)圖書獎(jiǎng)。與尼爾·圖羅克合著的《無盡的宇宙》一書描述了他提出的兩種相互競爭的宇宙學(xué)觀點(diǎn)。《第二種不可能》一書則講述了他從理論和現(xiàn)實(shí)層面發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)晶的曲折故事,被譽(yù)為過去50年來引人入勝的科學(xué)探索故事之一。
推薦序尋根問底的追兇之旅:一個(gè)關(guān)于準(zhǔn)晶的故事
陳學(xué)雷
中國科學(xué)院國家天文臺(tái)
宇宙暗物質(zhì)與暗能量研究團(tuán)組研究員
贊 譽(yù)
前 言為期30年的探索
第一部分 讓不可能成為可能
01不可能
02彭羅斯難題
03找到漏洞
04雙實(shí)驗(yàn)室并行記
05振奮人心的故事
06 完美的不可能
第二部分
07 自然打敗過我們嗎
08 新伙伴盧卡·賓迪
09 準(zhǔn)新年快樂
10 當(dāng)你說這不可能的時(shí)候
11 藍(lán)隊(duì)與紅隊(duì)的對(duì)決
12上帝若非有意捉弄,就是太過任性
13 神秘的秘密日記
14 關(guān)鍵人物瓦列里·克里亞奇科
15 罕見之物中包藏著某種不可能
16 二十面體石
第三部分 去堪察加半島,否則等著項(xiàng)目流產(chǎn)吧
17 失蹤
18 失而復(fù)得
19 99%
20 取得突破
21奇跡之人
22 大自然的秘密
致 謝
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