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新晉諾獎(jiǎng)物理學(xué)和化學(xué)獎(jiǎng)得主在研究什么?看他們寫的科普書

今年諾貝爾文學(xué)獎(jiǎng)得主露易絲格麗克僅有兩本詩集在中國出版,在國內(nèi)儼然屬于“小眾”“冷門”。與之相對(duì)應(yīng)的是,與文學(xué)相比更為曲高和寡的科學(xué)領(lǐng)域,湖南科學(xué)技術(shù)出版社“第一推動(dòng)”系列圖書卻一次押中6本新晉諾獎(jiǎng)

今年諾貝爾文學(xué)獎(jiǎng)得主露易絲·格麗克僅有兩本詩集在中國出版,在國內(nèi)儼然屬于“小眾”“冷門”。與之相對(duì)應(yīng)的是,與文學(xué)相比更為曲高和寡的科學(xué)領(lǐng)域,湖南科學(xué)技術(shù)出版社“第一推動(dòng)”系列圖書卻一次押中6本新晉諾獎(jiǎng)得主的作品,分別來自諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主羅杰?彭羅斯和諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主詹妮弗·杜德納。

2020諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主羅杰?彭羅斯和化學(xué)獎(jiǎng)得主詹妮弗·杜德納(左)

2020諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主羅杰?彭羅斯和化學(xué)獎(jiǎng)得主詹妮弗·杜德納(左)

羅杰?彭羅斯有4本科普讀物已有中文版,分別是《皇帝新腦》《宇宙的輪回》《時(shí)空本性》《通向?qū)嵲谥贰罚€有一本《新物理狂想曲》將于今年12月推出。詹妮弗·杜德納亦有一部作品《破天機(jī):基因編輯的驚人力量》的中文版將于今年12月推出。

羅杰?彭羅斯是牛津大學(xué)的Rouse Ball數(shù)學(xué)講席終身榮譽(yù)教授,因其給出黑洞形成的證明,并成為廣義相對(duì)論的有力證據(jù)而榮獲2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

彭羅斯最早進(jìn)入中國人的視野,是因?yàn)樗腔艚鸬暮献髡?,盡管他的學(xué)術(shù)成就絕不亞于霍金,但在大眾中的知名度卻遠(yuǎn)不及后者。

彭羅斯科普著作頗豐,卻個(gè)人風(fēng)格鮮明。他獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),但正式身份卻是一名數(shù)學(xué)教授。在他的書中,數(shù)學(xué)物理“跨界”是正常不過的事,盡管寫的是面向大眾的科普讀物,他也從不避諱數(shù)學(xué),書里充滿大量數(shù)學(xué)公式,洋洋灑灑。

“他的《通向?qū)嵲谥贰肥且徊考瘮?shù)學(xué)物理學(xué)大成的神作,充滿了老彭的個(gè)人風(fēng)格,但內(nèi)容很多都是公式,太小眾了?!焙峡萍汲霭嫔缇庉媴菬樒鸪踅佑|到彭羅斯的著作也很猶豫,擔(dān)心“賣不動(dòng)”,但最終還是下決心出了一本又一本?;剡^頭來看,她認(rèn)為彭羅斯的寫法雖然對(duì)大眾有些難,但對(duì)那些有心想在這方面有所收獲的讀者卻是非常友好的。彭羅斯不避諱數(shù)學(xué),也就不會(huì)用蹩腳的比喻給讀者不正確的概念。

詹妮弗·杜德納現(xiàn)為美國加州大學(xué)伯克利分校教授,霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員。她和伊曼紐爾·夏彭蒂耶一起,因在基因編輯研究領(lǐng)域做出的卓越貢獻(xiàn)而被授予2020年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

這兩位女化學(xué)家巧用CRISPR/Cas9魔剪,以極高的精度地編輯了動(dòng)物、植物和微生物的DNA。諾獎(jiǎng)組委會(huì)將CRISPR/Cas9稱作“基因技術(shù)中最銳利的工具之一”。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)生命科學(xué)產(chǎn)生了革命性的影響,正在為新的癌癥療法做出貢獻(xiàn),并可能使治愈遺傳疾病的夢(mèng)想成真。

“基因編輯”是生命科學(xué)的頂尖領(lǐng)域,卻也是大眾最熟悉的高科技前沿。當(dāng)人類有能力編輯自身基因,與之相伴的倫理問題隨之而來:改造人類遺傳物質(zhì)的界限何在?

杜德納的《破天機(jī):基因編輯的驚人力量》正是基于基因編輯領(lǐng)域長期存在的倫理爭議而寫就。起初,她認(rèn)為要把這些討論留給受過專業(yè)生物倫理學(xué)訓(xùn)練的人,自己繼續(xù)投身于火熱的生物化學(xué)研究。但與此同時(shí),作為這個(gè)領(lǐng)域的開拓者之一,她感到有責(zé)任參與討論這個(gè)話題:這些技術(shù)可能如何被使用,應(yīng)當(dāng)如何被使用。

“我希望更多的人參與這個(gè)討論,不僅僅是科研人員和生物倫理學(xué)者,也包括其他利益相關(guān)群體,包括社會(huì)科學(xué)家、決策者、宗教領(lǐng)袖、管理人員,以及普羅大眾。鑒于這項(xiàng)科技進(jìn)展會(huì)影響到全人類,我們有必要讓社會(huì)各界人士都參與進(jìn)來。更重要的是,我感到了開始這種對(duì)話的緊迫性,如果等這些技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用了再試圖加以約束,恐怕為時(shí)已晚?!?/p>

杜德納認(rèn)為,雖然我們還在辯論是否應(yīng)當(dāng)對(duì)生殖細(xì)胞進(jìn)行基因編輯,但基因編輯在遺傳病和癌癥方面為患者提供了無比珍貴的醫(yī)療機(jī)遇,她寫這本書,亦是希望借助科普讓大眾更好認(rèn)識(shí)這一技術(shù)的重要性,避免讓公眾對(duì)CRISPR產(chǎn)生敵意,甚至反對(duì)基因編輯技術(shù)的臨床應(yīng)用。

天體物理和基因編輯,兩位諾獎(jiǎng)得主所站位置都是本領(lǐng)域的前沿,“大家”寫“小書”往往更為難得,澎湃新聞總結(jié)了兩位科學(xué)家的中文版圖書,對(duì)這些領(lǐng)域有興趣的讀者不妨一探究竟。

《新物理狂想曲》作者: [英]羅杰·彭羅斯

著名物理學(xué)家兼暢銷作家羅杰·彭羅斯指出,時(shí)尚、信仰和想象盡管有時(shí)能在物理學(xué)中開花結(jié)果甚至缺一不可,卻正在三個(gè)最重要的領(lǐng)域——弦論、量子力學(xué)和宇宙學(xué)中將今天的研究者引向歧路。

彭羅斯說,弦論假定的六個(gè)額外隱藏維度偏離了物理的實(shí)在性,他警告理論的時(shí)髦會(huì)遮蔽我們對(duì)其合理性的判斷。就量子力學(xué)而言,其解釋原子宇宙的巨大成功令人盲目相信它必然也適用于大質(zhì)量的對(duì)象,但彭羅斯則建議量子論有可能變化。至于宇宙學(xué),他認(rèn)為當(dāng)下大多數(shù)關(guān)于宇宙起源的想象都不可能是真的,它們背后可能存在更瘋狂的實(shí)在性。最后,彭羅斯描述了時(shí)尚、信仰和想象是如何活脫脫地造就了他自己的工作——從正在引領(lǐng)時(shí)尚(可能取代弦論)的扭量理論到可能被人看成“共形瘋狂宇宙學(xué)”的“共形循環(huán)宇宙學(xué)”。

在本書中,我們將看到來自一個(gè)物理學(xué)名人對(duì)當(dāng)今一些最重要的物理學(xué)進(jìn)展所展開的嚴(yán)肅批評(píng)。

《時(shí)空本性》作者:[英]史蒂芬?霍金 [英]羅杰?彭羅斯 譯者:吳忠超 杜欣欣

本書是基于霍金和彭羅斯在劍橋大學(xué)的六次演講和辯論而成,這是繼愛因斯坦和玻爾辯論之后本世紀(jì)最重要的論爭。辯論主要圍繞量子場論和廣義相對(duì)論這兩種成功的理論是否可以被統(tǒng)一的問題。盡管爭論的問題不同了,但同之前那場著名的辯論一樣,在這里彭羅斯擔(dān)任愛因斯坦的角色,而霍金充任玻爾的角色,書中兩位物理大師的觀點(diǎn)同樣閃爍著人類智慧的光芒。

《通向?qū)嵲谥贰纷髡撸?[英]羅杰·彭羅斯

在這本滿是公式的煌煌巨著中,彭羅斯為我們理解目前公認(rèn)的宇宙法則提供了一個(gè)賞心悅目的綜合指南。你將了解物理學(xué)各個(gè)不同門類在科學(xué)上所起的作用;學(xué)到微積分和現(xiàn)代幾何學(xué)的眾多神奇概念;知曉量子力學(xué)的基礎(chǔ)和沖突;明了什么是粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型;什么是宇宙學(xué)、大爆炸、黑洞;什么是熱力學(xué)第二定律的深刻挑戰(zhàn);何謂弦論和M理論;何謂圈量子引力;看到各種科學(xué)新潮以及新的發(fā)展方向。

這本書浸入了彭羅斯個(gè)人的研究風(fēng)格和淵博的數(shù)學(xué)史知識(shí),在幾何學(xué)和廣義相對(duì)論方面講得極為出色。作者的目標(biāo)是要盡可能清晰地描述當(dāng)代對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí),揭示出其中深刻的美學(xué)意蘊(yùn)和哲學(xué)內(nèi)涵,以及復(fù)雜的邏輯關(guān)聯(lián)。

《宇宙的輪回》作者: [英]羅杰·彭羅斯 譯者:李泳

彭羅斯總結(jié)40余年的研究,在此書中提出嶄新的宇宙學(xué)圖景,為人們常問的“大爆炸之前發(fā)生了什么”,呈現(xiàn)了一個(gè)不可思議的回答。他說明了如何將加速膨脹宇宙的最終命運(yùn)解讀為一個(gè)新生的“大爆炸”。同時(shí),還介紹了五花八門的標(biāo)準(zhǔn)或不標(biāo)準(zhǔn)的宇宙學(xué)模型,宇宙微波背景的基本而無所不在的作用,以及星系核心的巨大黑洞。

《皇帝新腦》作者: [英]羅杰·彭羅斯 譯者:許明賢 吳忠超

人腦是如何思想的?人工智能是怎樣影響人類的?彭羅斯在書中對(duì)電腦科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、宇宙學(xué)、神經(jīng)和精神科學(xué)以及哲學(xué)進(jìn)行了廣泛的討論,體現(xiàn)了作者向哲學(xué)上最大問題——“精神-身體關(guān)系”挑戰(zhàn)的大無畏精神。書中充滿了天才般的猜測(cè),重新衡量相對(duì)論和量子理論,以及對(duì)現(xiàn)代物理及人工智能的新看法。

《破天機(jī):基因編輯的驚人力量》作者: [美] 詹妮弗·杜德納

科學(xué)家可以使用強(qiáng)大的生物技術(shù)來修飾活細(xì)胞里的DNA,甚至改造這個(gè)星球上所有物種的遺傳密碼。在諸多基因編輯的工具中,最新,也可能是最有效的,當(dāng)屬CRISPR-Cas9(簡稱為CRISPR)。有了CRISPR,生物體的基因組就變得像文本一樣可以被編輯,讓癌癥和遺傳病的治愈不再是夢(mèng)想。作為“基因魔剪”的發(fā)現(xiàn)者,詹妮弗?杜德納在本書中講述了基因編輯目前的應(yīng)用方向和其對(duì)人類的重要價(jià)值。

另一方面,“基因編輯”讓人類遺傳密碼可被編輯,猶如打開潘多拉的魔盒,面臨重大倫理問題。“改造人類遺傳物質(zhì)”的界限在哪里?作為該領(lǐng)域的開拓者之一,杜德納希望通過科普,讓更多人了解并參與到這一討論中去。

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