我无意将《惊艳一击》写成科普书丨展卷
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撰文 | 曹则贤（中国科学院物理研究所）
我1966年出生于安徽北部的偏远农村，在我于1982年上大学之前，除了课本我没读过几本别的书，自己花钱买的书也只有两本小说 (我最近在旧书网淘到了这两本小说，留作纪念)。就我使用过的中小学课本来说，我感觉编写这些中小学课本的指导思想依旧停留在办识字班扫盲的层面，谈不上知识，更谈不上知识获取之途径、乐趣、意义等问题。等到上了大学，我的大学课本多是科学的春天开启以后紧急编写的教材，其中我使用的《固体物理》教材竟然是油印的。这些教材，大体上缺乏对学问的由来、学问自身的逻辑以及同其它学问的关联、学问的创造者是如何创造学问的等学习者该关切的问题的介绍，不成体系，没有原始文献，也没有对学问的批判。这么说吧，好教科书该有的优点几乎一样没有。我这样说，无意于贬低当年一些教材作者的心血付出，实际上在那个我们各方面都比较落后的时代，多亏了一些有良知、有知识的前辈为我们播下了这些学问的火种，才有了今天国家初步完成工业化进程的大好局面。我这么说，更多的是为自己学习不好找个借口，也是因为大好少年时光没能遇到像样的书而来的心有不甘。在我当了物理研究员和教过不少名牌大学的教授多年以后，有一天猛然发现目前这个世界上可能99.99%的数学和物理知识都是我闻所未闻、见所未见的，我甚至有崩溃的感觉。
不知从何时起，我便有了一股愿望，就是写一点我知道的数学和物理与人分享，早一点告诉朋友们外面真有知识的海洋。我当然只是想象却没亲身体会过那海洋的阔与深，但所幸比海洋小得多的水沟和小河我经历了几条。于是，过去的几年里，我一直在撰写一些关于数学(家)和物理学(家)的小册子，其中，《量子力学少年版》、《相对论少年版》和《一念非凡》算是取得了初步的成功。《惊艳一击》是《一念非凡》的姐妹篇，她接下来的姐妹篇还有《磅礴为一》和《归一通玄》。借助《惊艳一击》，注意她的副标题“数理史上的绝妙证明”，我想重申数学和物理之间没有必然界限的理念。我2018年为一个系列讲座起的名字“学不分科”就反映了我一直的想法：“硬生生地把学问分成不同的学科是荒唐的，学习者不可自设藩篱！”这本书里所选择的问题是真问题，来自自然的问题，构成人类知识的问题，而不是考卷上遇到的那类假问题。与原创的数学和物理搏斗是我写作这本书的乐趣之一，里面有我自己对相关问题的思考与了悟。
《惊艳一击》，连同我其它的著作的一个特点是强调学问创造者的生卒年份——因而也就确定了学问创造者所处的时代，以及作出发现 (证明) 的时间，这一点非常重要。知识发生时刻之间的关联，会部分反映知识的内在发展逻辑。在历史语境下理解所学到的知识，容易看到知识的自然体系，此应成为学者的习惯。这样写书，我想提请读者，尤其是青少年，早早地关注学问与学问创造者之人格及所处历史情境的关系。
这本书也算是一项科学 (史) 工作的示例，主旨是介绍一些数学和物理的重要证明，更多的着墨点却在于作出证明的人以及证明带来的启示，对每一个问题的阐述我都尽可能包括它的历史、哲学、硬核内容以及影响，影响包括已发生的和可能会有的。通过本书我还想教会我的少年朋友们严谨的学术表达方式，其中回溯原始论文是基本功之一。我也一直强调语言的重要性。阅读过本书，看看那些科学大家之成就的多语种表述和此前求学的多语种路径，你会明白多语言学习是成就他们这些文化人的保证之一。书中的关键概念都会注明其西文写法，文后附上相关原著和其它名著，方便读者朋友们深入研习，也有助于年轻读者早点养成做学问的好习惯。
我写《惊艳一击》以及她的姐妹篇，除了有激励青少年朋友的目的，它还是一场致敬之旅，也是一场抚慰之旅，抚慰那个顶着烈日一边割草一边想着算术题的少年—他刚刚在别人的书本里看到了一道民兵肩上架着机枪打飞机的几何题，那让他感到格外的新奇并因此而激动不已。今天回想起来，我16岁以前没念过书，26岁以前没念过象样的书，40岁以前没明白先哲的原著才是值得念的书。我希望我的努力，能让一些少年早早知道这世界存在先哲的原著，早早涌起阅读并弄懂先哲原著的冲动。科学的最终目的是向人类智慧致敬，而个人踏上科学之旅则是为了最终攀上巨人的肩膀。
我的一些书无奈地被人归类于科普书。其实，我无意写什么科普书，尤其不会去写某些人认为的那种科普书。我的书的大原则是尊重学问本身，学问自己会去挑选那些钟情于她的读者。其内容只受作为作者的我本人之学问、趣味的限制。《惊艳一击》，《一念非凡》，《相对论少年版》，《量子力学少年版》，《云端脚下：从一元二次方程到规范场论》，以及待出版的《磅礴为一：通才型学者的世界》(暂定名)，都遵循这样的原则。
我写书，一些篇章后面会说一些多余的话。或许写书的主要目的就是为了说出那些多余的话。一块土地上，倘若真正热爱科学、有能力理解科学的人也有机会去循着科学发展自身的规律去做科学，那块土地上将来或许可能大概就会有科学，就能从科学的角度对人类文明作出本民族的贡献。
《惊艳一击》出版以来，承蒙各界读者的抬爱，得到了一些认可。作为作者，我在得意之余，也是满腹的遗憾。由于篇幅的限制，更由于我自身见识的限制，这本书只收录了30个数学和物理的证明案例，且分析流于浅薄。更多标志性的、具有启发意义的、影响学术发展方向的数理证明未能被收录进来，比如，数学上关于e和π是超越数的证明，物理上关于基本相互作用模型的证明，等等。这些遗憾，我只能找机会一点一点弥补了。我认为，讲述一个科学话题就要在深度和广度上尽可能地反映问题的全貌，不可以读者需求层次低为借口掩饰作者能力不足的事实，难道我们不是通过一点一点地克服自己的无知才求得进步的吗？
感谢读者们的抬爱，愿我们一起进步！
2021.03.24 于北京
《惊艳一击》作者简介
曹则贤, 男, 1966年生，1987年毕业于中国科技大学物理系，1997年获德国Kaiserslautern大学物理学博士学位, 1998年入中国科学院物理研究所工作至今，另著有《物理学咬文嚼字》四卷、《至美无相》、Thin Film Growth、《一念非凡》、《量子力学-少年版》、《相对论-少年版》、《云端脚下》等。
数学、物理史上有许多具有划时代意义的绝妙证明，证明过程中的奇思妙想令人拍案叫绝。本书收录绝妙证明30例，包括人们熟知的素数无穷多、17边形尺规作图、万有引力平方反比律、黎曼猜想、费马大定理，和鲜为人知的平面六角密堆积、泡泡构型、自旋作为相对论性质、反粒子与电磁波的存在，等等。清晰阐述这些证明之历史背景、关键步骤与思想以及由此产生的影响，有助于广大数学、物理爱好者深化对相关问题的理解。
本书的特点是数学物理交融、浅沟深壑交错、注重思想起源、原始文献齐备，适合具有中学生以上智识水平的各层面数学、物理爱好者参考。
本文首发于《中国科学报》 (2021-04-01 第6版 读书)。
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