《从一到无穷大》这本书讲的是什么？

言简意赅的讲解了爱因斯坦的时空相对性，深入浅出的讲述了核反应，也揭示了白矮星等密度令人无法想象是因为裸露的原子核紧密堆积而成。

《从一到无穷大：科学中的事实和臆测》是一部在国内外颇有影响的科普著作，20世纪70年代末由科学出版社引进出版后，曾在国内引起很大的反响，直接影响了众多的科普工作者。书中作者伽莫夫以生动的语言介绍了20世纪以来科学中的一些重大进展。

这本书虽然写于20世纪40年代，但无论从其作者的身份、背景来说，还是从其自身的水准来说，在诸多的科普著作中，可以说是超一流的，至今仍然是最好的一本科普书。

全书共分为四大部分十一章，伽莫夫从“无穷大数”开始讲起，从数学知识入手，逐步介绍了物理学、化学、热力学、遗传学、宇宙学等领域在20世纪取得的重大进展，探讨了人类对于微观世界和宏观世界的认知。与其他常见的按主题分类来写作的科普著作不同，作者伽莫夫完全是一种大家的写作风格，把数学、物理乃至生物学的许多内容有机地融合在一起，仿佛作者是想到哪说到哪，将叙述的内容信手拈来，事实上，仔细思考，就会感觉到其中各部分内容之间内在的紧密关系。按照某种分类，这本书或许可以算作“高级科普”，也就是说，要完全读懂它并不那么容易，需要读者具有某种程度的知识准备，还需要在阅读时随着作者的叙述自己动很多的脑筋来进行思考。

第一部分做做数字游戏

第一章大数

确实存在着一些无穷大的数，它们比我们所能写出的无论多长的数都还要大。无穷大数的性质与我们在普通算术中所遇到的一般数字大不一样。在无穷大的世界里，部分可能等于全部！无穷大数一共有三个等级。第一级无穷大是整数的数目；第二级无穷大是线段、长方形、立方体这些几何结构里点的数目；第三级无穷大，是所有曲线的形状的数目。

第二章自然数和人工数

数学是科学的皇后，其重要分支“数论”确没找到用途，成为最纯粹的科学，并以质数为例探讨了数论的发展。

意大利数学家卡尔丹提出了负数的平方根，揭开了“虚数”的面纱，虚数与实数结合后产生了复数。通过虚数人们发现普通的三维空间可以和时间结合，从而形成遵从四维几何学规律的四维空间。

第二部分空间、时间与爱因斯坦

第三章空间的不寻常的性质

空间的许多最基本的性质，却根本用不着测量长度和角度，这个分支学科叫做拓扑学。

无论多么复杂的地图，四种颜色就足以避免边界两边的区域相混了。

通过苹果和虫子的例子来理解弯曲空间和自我封闭空间，在一个扭曲的面上，左、右手系物体都可在通过扭曲处时发生转换。

第四章四维世界

四维物体在三维空间中的投影是立体图形，如同三维物体在平面上的投影是二维图形一样。

所有的实际物体都是四维的：三维属于空间，一维属于时间。在四维时空几何学的词汇中，表示每一个单独物质微粒历史的线叫做“世界线”，组成一个物体的一束世界线叫做“世界束”。

任何物体之间的作用力，无论是电的吸引力还是万有引力，在真空中传播的速度都是相同的。

光速是一切物质所能具有的速度的上限，没有什么物体能以大于光速的速度在空间运动。在时空当量中，“光年”这个词表示距离，把时间看作一种尺度，用时间单位来量度空间。反过来，“光英里”是指光线走过1英里路程所需的时间。

第五章时间和空间的相对性

各个事件之间的空间距离和时间间隔，应该认为仅仅是这些事件之间的基本四维距离在空间轴和时间轴上的投影，因此，旋转四维坐标系，便可以使距离部分地转变为时间，或使时间转变为距离。

四维时空的理论还能使我们明白，为什么运动物体的长度在速度接近光速时才有显著改变。这是因为：时空坐标旋转角度的大小是由运动系统所通过的距离与相应的时间的比值决定的。

直线，就是在给定的曲面或空间内两点之间的最短距离。

爱因斯坦得出了一个重要的结论：重力现象仅仅是四维时空世界的弯曲所产生的效应。

第三部分微观世界

第六章下降的阶梯

自然界中有92种不同的化学元素，也就是92种原子。原子的大小是可以测定的。

分子束可以用来测量热运动的速度，物体热量的增加正好就是物体分子无规运动的加剧。

各种元素的原子都包含有带正电和带负电的部分，它们靠电吸引力结合在一起。

任何一种元素的所有物理性质和化学性质，都可以简单地用绕核旋转的电子数来标志。

第七章现代炼金术

不同种类的原子核是由不同数量的氢原子核组成的。氢核因在物质结构中起重要的作用而得到一个专名——“质子”。

无穷无尽的各种物质都不过是两类基本物质的不同结合罢了。这两类物质是：①核子，它是物质的基本粒子，既可带有一个正电荷，也可不带电；②电子，带负电的自由电荷。

能量既不能创造，又不能消灭。

物质结构的基本粒子：

首先是物质的基本粒子——核子。目前所知道的核子或者是中性的，或者是带正电的；但也可能有带负电的核子存在。

其次是电子。它们是自由电荷，或带正电，或带负电。

还有神秘的中微子。它不带电荷，大概是比电子轻得多的。

最后还有电磁波。它们在空间中传播电磁力。

第八章无序定律

如果你需要同时得到几个不同的事件，你可以把单独实现每一个事件的概率相乘来得到总的概率。

尽管我们能把不同事件的发生概率按其规则计算出来，并能找出其中最大的概率来，但这并不等于肯定这个最大者就一定会发生。

一切有赖于分子无规则热运动的物理过程都朝着概率增大的方向发展，而当过程停止，即达到平衡状态时，也就达到了最大的概率。把这个概率取对数，得到的数值叫做熵。

熵定律：一个物理系统中任何自发的变化，都朝着使熵增加的方向发展，而最后的平衡状态，则对应于熵的最大可能值。

第九章生命之谜

我们是由细胞组成的，一个成年人就是由几百万亿个细胞组成的！

每一个新生命都从自己的父母那里各自得到正好半数的染色体。

基因是生命物质的最小单位。

病毒是大量小微粒的集合体，病毒微粒可能是既没有在染色体中占据一席领地、也没有被一大堆细胞质所包围的“自由基因”。同一种病毒的大小是完全一样的。病毒可以看作有确定组成的化合物，它们可以被当成各种复杂的有机（但又是无生命的）化合物对待，并且它们可以参与各种类型的置换反应。

第四部分宏观世界

第十章不断扩展的视野

所有的恒星，包括我们的太阳，统统在巨大的轨道上围绕银心而运转。银河系并不是唯一的在巨大的宇宙空间飘浮的、孤立的恒星社会。

第十一章“创世”的年代

地壳一定是在大约50亿年前由熔岩凝成的。

行星系的形成并不是偶然的事件，而是在所有恒星周围都必然会发生的现象。

太阳所释放出的能量，主要是由一系列互相关联的热核转变共同产生的，而不是单靠一种。太阳能主要是由碳、氮循环产生的。太阳的一大半物质是纯氢，氮略少于一半，只有很少一部分是其它元素。太阳的寿命将是15×1018秒，即500亿年！太阳现在只有三四十亿岁，它还很年轻，还能以和目前差不多的光度，连续不断地照耀几百亿年呢！

宇宙是在不断变化的。

月亮显然是被太阳用强大吸引力从地球上扯下来的一块物质，同样也应该是在几十亿年前形成的。

这是一本科普著作，它的著作者乔治-伽莫夫不仅以通俗的语言和浅显有趣的例子准确的讲述了科学的真理以及真理之间的联系，更是在轻松乐观的语调中从入门的“一”开始向纵深的“无穷大”去努力，领略科学的“无穷大”、世界的“无穷大”的壮美和人类的方法与潜力“无穷大”，处处闪耀着人文精神的光华。

科学的方向标

——《从一到无穷大》读后感

前言：本文因作者才疏学浅而充满了幻想色彩，请大佬多多包涵。

从打开这本书，到我翻最后一页，一共用了5个小时。文字戛然而止，而我的思维却仍在伽莫夫构建的科学之海中遨游着，久久不能释怀……

我看见宇宙如画轴般在我的眼前，缓缓向那无尽的远方展开，上面饰满银白的星点；我看见熟悉而又陌生的数字在我的身旁，跳着数不出的舞蹈，无穷无尽地回旋着；我看见物质一层层地分解成更小，带着几分调皮与嘲笑；我看见了科学，时空中交织，从一到无穷大……

我很遗憾，没有更早接触这本书，一本科学的方向标。我突然催生出一种幻想：如果能有人在整个科学范围内写出像这样一本充满了趣味与知识的科普书籍该多好！

有了这本书，我们可以看清当下科学的全貌，而不仅限于盲人摸象；有了这本书，我们可以理清科学的脉络，打通学科之间的壁垒，向着青草更青处荡漾；有了这本书，我们可以更加高效地知道我们做了什么，拥有什么；有了这本书，我们的了解将更加全面，我们的学习将更加满足我们的需求……类似的句子还可以写很多，如果用一句话总结就是：

有了这本书，我们可以知道我们科学的过去与现在，并去追寻他的未来……

我们能否建立起一个体系，将整个科学放入其中，从而方便我们去查阅和获取？我因为自己的才疏学浅、见识浅薄而无法去知晓这个问题在未来甚至现在是否有解。于是我只好展开丰富的想象力去猜测我们可能的一些解决方式。

从现阶段来看，我们构建的知识体系的存在方式主要有两种，一种是利用数字技术以客观数据形式储存，另一种则是通过人类的大脑以主观经验形式来储存。现阶段来看，从我个人的浅薄认识出发，我认为两种方式各有优势，而互为补充。数据形式具有存储量大、再明确目标时易于查找的特点；而经验形式则具有模糊搜索能力和基于自身的再创造能力。

我想前者很好理解，而后者则可能有人质疑，我或许需要用一个例子来解释一下。比如你的研究遇到瓶颈，前路迷茫，我想更多的人会倾向于找一个这方面的专家聊聊天而非拿去让一台电脑来解惑（事实上这是我在一次又一次对着电脑迷茫的经历后得出的个人结论）。即使是当下人工智能处理下的数据也只能给你一堆虽然详尽，但是你已经了解的知识（要不怎么搜得到）。

而经验（不管是自己还是别人的）则能告诉你你到底应该了解什么，换言之，到底什么东西能解决你的问题。

以上两个方面使得当下的探索往往是先找人聊天解决方向问题（获得灵感），再通过精确化的数据搜索获取所需要的知识。

这个过程至少受两方面条件的制约：

当下知识爆炸导致的学科精细化使得各个领域之间的距离不断增大，可以说上文“前一阶段”寻找思路的难度正在加大。即使是当下常见的集合多领域专家“会诊”的模式，也会因为专家的人数与相互交流受限程度之间的负相关，而难以高效运转。

知识存在“多级权限”并且有很强的领域性，获取和掌握上层知识的难度不断升高。

说白了，以上两段话可以总结成一句话：要么不知道找啥，要么找不着，要不找得到却看不懂。

我以为，这是科学、技术与生活运用之间出现明显断层的一条原因。

如果我们无法期待人工智能做到这一点，那么或许只有我们的智慧能够接此重任——做科学的方向标。

我想这正是这本书给我的启迪。

之前我也一直在思索，但这本书无疑极强的促进了我的决心。我想，或许我们真的可以通过一本或几本书来勾勒出我们整个科学的轮廓和架构，以此提高知识学习的效率，并进一步提高全社会知识素养，最终通过知识人群基数的增加来减小科学—技术—生活之间的代沟。

而写这种书的人无疑需要是一名多面手，了解各个学科的分支后跳出细枝末节的具体知识，以全局的眼光和开阔的视野，来构建一个充满相关性、逻辑性而又简洁明了的知识框架。这无疑是一个巨大的挑战，但同时意义非凡。

简而言之，我们需要有人去把我们厚实、丰富却复杂、高深的科学读完、读薄。在自身获得主观经验的同时，利用文字（或数据）的形式将自己的主观感受分享给整个社会。

由此观之，科学的风向标其实是同一个人的两个属性：个人而言，能够在独立研究和互相交流中发挥创造性；社会而言，能够使更多的人走近科学、了解科学。

唯是，我们才能让理论更好地产出技术，让技术更好地服务生活，让我们的生活更加美好，让人类的未来更加光明！