新晋诺奖得主在研究什么?看看他们写的科普书

时间:2020-10-18 来源: 英超新闻

原标题:新晋诺奖物理学和化学奖得主在研究什么?看他们写的科普书

今年诺贝尔文学奖得主露易丝·格丽克仅有两本诗集在中国出版,在国内俨然属于“小众”“冷门”。与之相对应的是,与文学相比更为曲高和寡的科学领域,湖南科学技术出版社“第一推动”系列图书却一次押中6本新晋诺奖得主的作品,分别来自诺贝尔物理学奖得主罗杰•彭罗斯和诺贝尔化学奖得主詹妮弗·杜德纳。

2020诺贝尔物理学奖得主罗杰•彭罗斯和化学奖得主詹妮弗·杜德纳(左)

罗杰•彭罗斯有4本科普读物已有中文版,分别是《皇帝新脑》《宇宙的轮回》《时空本性》《通向实在之路》,还有一本《新物理狂想曲》将于今年12月推出。詹妮弗·杜德纳亦有一部作品《破天机:基因编辑的惊人力量》的中文版将于今年12月推出。

罗杰•彭罗斯是牛津大学的Rouse Ball数学讲席终身荣誉教授,因其给出黑洞形成的证明,并成为广义相对论的有力证据而荣获2020年诺贝尔物理学奖。

彭罗斯最早进入中国人的视野,是因为他是霍金的合作者,尽管他的学术成就绝不亚于霍金,但在大众中的知名度却远不及后者。

彭罗斯科普著作颇丰,却个人风格鲜明。他获得了诺贝尔物理学奖,但正式身份却是一名数学教授。在他的书中,数学物理“跨界”是正常不过的事,尽管写的是面向大众的科普读物,他也从不避讳数学,书里充满大量数学公式,洋洋洒洒。

“他的《通向实在之路》是一部集数学物理学大成的神作,充满了老彭的个人风格,但内容很多都是公式,太小众了。”湖南科技出版社编辑吴炜起初接触到彭罗斯的著作也很犹豫,担心“卖不动”,但最终还是下决心出了一本又一本。回过头来看,她认为彭罗斯的写法虽然对大众有些难,但对那些有心想在这方面有所收获的读者却是非常友好的。彭罗斯不避讳数学,也就不会用蹩脚的比喻给读者不正确的概念。

詹妮弗·杜德纳现为美国加州大学伯克利分校教授,霍华德·休斯医学研究所研究员。她和伊曼纽尔·夏彭蒂耶一起,因在基因编辑研究领域做出的卓越贡献而被授予2020年诺贝尔化学奖。

这两位女化学家巧用CRISPR/Cas9魔剪,以极高的精度地编辑了动物、植物和微生物的DNA。诺奖组委会将CRISPR/Cas9称作“基因技术中最锐利的工具之一”。这项技术对生命科学产生了革命性的影响,正在为新的癌症疗法做出贡献,并可能使治愈遗传疾病的梦想成真。

“基因编辑”是生命科学的顶尖领域,却也是大众最熟悉的高科技前沿。当人类有能力编辑自身基因,与之相伴的伦理问题随之而来:改造人类遗传物质的界限何在?

杜德纳的《破天机:基因编辑的惊人力量》正是基于基因编辑领域长期存在的伦理争议而写就。起初,她认为要把这些讨论留给受过专业生物伦理学训练的人,自己继续投身于火热的生物化学研究。但与此同时,作为这个领域的开拓者之一,她感到有责任参与讨论这个话题:这些技术可能如何被使用,应当如何被使用。

“我希望更多的人参与这个讨论,不仅仅是科研人员和生物伦理学者,也包括其他利益相关群体,包括社会科学家、决策者、宗教领袖、管理人员,以及普罗大众。鉴于这项科技进展会影响到全人类,我们有必要让社会各界人士都参与进来。更重要的是,我感到了开始这种对话的紧迫性,如果等这些技术已经开始应用了再试图加以约束,恐怕为时已晚。”

杜德纳认为,虽然我们还在辩论是否应当对生殖细胞进行基因编辑,但基因编辑在遗传病和癌症方面为患者提供了无比珍贵的医疗机遇,她写这本书,亦是希望借助科普让大众更好认识这一技术的重要性,避免让公众对CRISPR产生敌意,甚至反对基因编辑技术的临床应用。

天体物理和基因编辑,两位诺奖得主所站位置都是本领域的前沿,“大家”写“小书”往往更为难得,澎湃新闻总结了两位科学家的中文版图书,对这些领域有兴趣的读者不妨一探究竟。

《新物理狂想曲》作者: [英]罗杰·彭罗斯

著名物理学家兼畅销作家罗杰·彭罗斯指出,时尚、信仰和想象尽管有时能在物理学中开花结果甚至缺一不可,却正在三个最重要的领域——弦论、量子力学和宇宙学中将今天的研究者引向歧路。

彭罗斯说,弦论假定的六个额外隐藏维度偏离了物理的实在性,他警告理论的时髦会遮蔽我们对其合理性的判断。就量子力学而言,其解释原子宇宙的巨大成功令人盲目相信它必然也适用于大质量的对象,但彭罗斯则建议量子论有可能变化。至于宇宙学,他认为当下大多数关于宇宙起源的想象都不可能是真的,它们背后可能存在更疯狂的实在性。最后,彭罗斯描述了时尚、信仰和想象是如何活脱脱地造就了他自己的工作——从正在引领时尚(可能取代弦论)的扭量理论到可能被人看成“共形疯狂宇宙学”的“共形循环宇宙学”。

在本书中,我们将看到来自一个物理学名人对当今一些最重要的物理学进展所展开的严肃批评。

《时空本性》作者:[英]史蒂芬•霍金 [英]罗杰•彭罗斯 译者:吴忠超 杜欣欣

本书是基于霍金和彭罗斯在剑桥大学的六次演讲和辩论而成,这是继爱因斯坦和玻尔辩论之后本世纪最重要的论争。辩论主要围绕量子场论和广义相对论这两种成功的理论是否可以被统一的问题。尽管争论的问题不同了,但同之前那场著名的辩论一样,在这里彭罗斯担任爱因斯坦的角色,而霍金充任玻尔的角色,书中两位物理大师的观点同样闪烁着人类智慧的光芒。

《通向实在之路》作者: [英]罗杰·彭罗斯

在这本满是公式的煌煌巨著中,彭罗斯为我们理解目前公认的宇宙法则提供了一个赏心悦目的综合指南。你将了解物理学各个不同门类在科学上所起的作用;学到微积分和现代几何学的众多神奇概念;知晓量子力学的基础和冲突;明了什么是粒子物理学标准模型;什么是宇宙学、大爆炸、黑洞;什么是热力学第二定律的深刻挑战;何谓弦论和M理论;何谓圈量子引力;看到各种科学新潮以及新的发展方向。

这本书浸入了彭罗斯个人的研究风格和渊博的数学史知识,在几何学和广义相对论方面讲得极为出色。作者的目标是要尽可能清晰地描述当代对宇宙的认识,揭示出其中深刻的美学意蕴和哲学内涵,以及复杂的逻辑关联。

《宇宙的轮回》作者: [英]罗杰·彭罗斯 译者:李泳

彭罗斯总结40余年的研究,在此书中提出崭新的宇宙学图景,为人们常问的“大爆炸之前发生了什么”,呈现了一个不可思议的回答。他说明了如何将加速膨胀宇宙的最终命运解读为一个新生的“大爆炸”。同时,还介绍了五花八门的标准或不标准的宇宙学模型,宇宙微波背景的基本而无所不在的作用,以及星系核心的巨大黑洞。

《皇帝新脑》作者: [英]罗杰·彭罗斯 译者:许明贤 吴忠超

人脑是如何思想的?人工智能是怎样影响人类的?彭罗斯在书中对电脑科学、数学、物理学、宇宙学、神经和精神科学以及哲学进行了广泛的讨论,体现了作者向哲学上最大问题——“精神-身体关系”挑战的大无畏精神。书中充满了天才般的猜测,重新衡量相对论和量子理论,以及对现代物理及人工智能的新看法。

《破天机:基因编辑的惊人力量》作者: [美] 詹妮弗·杜德纳

科学家可以使用强大的生物技术来修饰活细胞里的DNA,甚至改造这个星球上所有物种的遗传密码。在诸多基因编辑的工具中,最新,也可能是最有效的,当属CRISPR-Cas9(简称为CRISPR)。有了CRISPR,生物体的基因组就变得像文本一样可以被编辑,让癌症和遗传病的治愈不再是梦想。作为“基因魔剪”的发现者,詹妮弗•杜德纳在本书中讲述了基因编辑目前的应用方向和其对人类的重要价值。

另一方面,“基因编辑”让人类遗传密码可被编辑,犹如打开潘多拉的魔盒,面临重大伦理问题。“改造人类遗传物质”的界限在哪里?作为该领域的开拓者之一,杜德纳希望通过科普,让更多人了解并参与到这一讨论中去。

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