Editor's Note
詹姆斯·皮伯斯(P. J. E. Peebles)是2019年诺贝尔物理学奖获得者,也是普林斯顿大学物理系的阿尔伯特·爱因斯坦 (Albert Einstein) 荣誉科学教授。作为宇宙起源与演化研究的关键奠基者,皮伯斯教授研究了近半个世纪的宇宙。从大爆炸到暗物质都离不开他的理论研究,其诸多发现让我们更好地了解宇宙的奥秘。通过他的研究以及他所发现的观测宇宙的新方式,宇宙学逐步发展为一门更精细明确的科学学科。
在他的学术生涯中,皮伯斯教授的所有著作均由普林斯顿大学出版社出版。在宇宙学的无数研究中,他的书被认为是该领域的经典著作。Physical Cosmology是物理宇宙学的开创性著作,Principles of Physical Cosmology 写于《物理宇宙学》之后,皮布尔斯在其中展示了观察是如何与理论元素相结合的,从而将该学科确立为一门成熟的科学。Large-Scale Structure of the Universe 是关于早期宇宙的大规模结构的观点。Quantum Mechanics非常适合大学高年级与研究生低年级的物理系学生研读。Cosmology’s Century, An Inside History of Our Modern Understanding of the Universe 入围美国出版商协会PROSE 宇宙学和天文学杰出著作奖。同时,他的最新著作 The Whole Truth:A Cosmologist’s Reflections on the Search for Objective Reality也已于2022年8月由普林斯顿大学出版社出版。
P. J. E. Peebles
P. J. E. Peebles 是2019年诺贝尔物理学奖获得者,也是普林斯顿大学物理系的阿尔伯特·爱因斯坦荣誉科学教授。他的作品包括 Cosmology’s Century: An InsideHistory of Our Modern Understanding of the Universe , Principles of Physical Cosmology , Quantum Mechanics 以及 Physical Cosmology(均为普林斯顿大学出版社)。
詹姆斯·皮伯斯(James Peebles),1935年4月25日出生于加拿大,1958年获得曼尼托巴大学(University of Manitoba)学士学位,1962年在普林斯顿大学(Princeton University)获得物理学博士学位。他的整个职业生涯都在这所大学任教——他在20世纪60年代初是一名讲师和研究员,1965年成为助理教授,1968年成为副教授,1972年成为正教授。他于2000年转为荣誉退休教授。
早在60年代,皮伯斯教授刚刚开始研究宇宙学时,他同时感到不安和兴奋。彼时有关膨胀宇宙的物理理论只有极为有限的、已被实验证实的经验证据支持。他也曾经想过,仅仅在这个领域做2-3个项目,然后转向其他更容易预料的科研方向。但他最终还是坚持了下来,因为每一个项目都会给其他人带来新的想法。
瑞典皇家科学院秘书长 Goran K. Hansson 认为,“詹姆斯·皮伯斯 (James Peebles) 研究拥有数十亿个星系和星系团的宇宙。从大爆炸到现在,他的理论框架发展了20多年,是我们现代理解宇宙历史的基础。”
通过他的研究以及他所发现的观测宇宙的新方式,宇宙学逐步发展为一门更精细明确的科学学科。Mayor 教授和 Queloz 教授共同发现了一颗外星行星,它围绕一颗太阳型恒星公转,这颗恒星与太阳相似,但在距太阳50光年之外。
对自然科学中客观现实的个人审思
01
The Whole Truth:A Cosmologist’s Reflections on the Search for Objective Reality
暗物质和暗能量等概念将现实中的科学探索进一步复杂化与丰富化。本书是世界上最受尊敬的宇宙学家之一 James Peebles 在探索真相的志业中所汇集的个人思考。
物理学的核心是什么?为这项学术事业提供信息与指向的基础思想是什么?客观现实(objective reality) 这一概念有意义吗?如果有意义,现有的物理理论在解释现实上是否足够有效?P. J. E. Peebles 汲取其作为顶尖物理学家的毕生经验,以宇宙学 (cosmology) 为例,深度探讨了关于科学与现实本质的重大问题。
他追溯了自爱因斯坦以来关于物理学本质的思想史,并简明扼要地阐述了基本的理论假设。通过对广义相对论、爱因斯坦的宇宙学原理和宇宙膨胀说进行研究,Peebles 找到了人们通过日益严谨的审思来逐渐接近真相的一系列证据。
作为一部里程碑式的作品,The Whole Truth 是任何对科学实践感兴趣的人的必读之作。
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这是一本独特的、吸引人的书, Peebles 讲述了六十年来发生在宇宙学前沿的迷人记忆,但他也愿意对我们过去所学提出深刻的疑问。是否有一个客观现实支撑着我们的宇宙学模型,是否存在能够支撑理论的客观观察?本书调查了该领域的专业哲学家对此的看法,同时,我们也获知了一位科学家的个人观点,他塑造了我们目前对宇宙的大部分理解。
——John A. Peacock ,邵逸夫奖得主,Cosmological Physics 的作者
“标准宇宙学模型的出现是一个胜利。六十年来, Peebles 一直是这项研究中的创造性力量。他叙述了这一事业的不同关键阶段:错误的步骤、关键的争论以及对问题的逐步解决,他不仅展示了该学问的内在趣味性,而且将其作为科学界运作的案例研究。没有人能够在这个主题上写得更权威。他的书值得广泛阅读。”
——Martin Rees, On the Future Our Cosmic Habitat的作者
从爱因斯坦至今宇宙学故事
02
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Cosmology’s Century:An Inside History of Our Modern Understanding of the Universe
Cosmology’s Century 是对宇宙学大发展的世纪的一手叙述,作者从爱因斯坦的广义相对论出发,全方位讲述了现代宇宙学的发展历程。不同于传统学术史聚焦于非凡成就的叙述,作者还对宇宙学研究中一些失败的案例和尚未探索的道路进行了评述,从而形成了对宇宙学学科史的独特视角。
P. J. E. Peebles 站在上个世纪伟大发现的最前沿,对大爆炸中氦和微波辐射的存在、普通物质的分布与运动的测量,以及使上述内容变得更易于理解的暗物质进行了阐释。接着,作者带领读者从该领域的开端出发,追溯了不同研究方向的科学家们是如何逐渐汇聚到同一个的宇宙演化论上,并经过反复检验,形成了一个能够解释宇宙膨胀的物理理论。
本书还强调了目前理论的不完整之处,为进一步的研究提供了方向。
本书入围美国出版商协会 PROSE 宇宙学和天文学杰出著作奖
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“20世纪人们对宇宙的认知历程是漫长而曲折的。Peebles 的贡献正处于这个故事的核心位置,使得人们能够合理地认为,宇宙是由暗物质和暗能量这些看不见的力量之间的拉锯战所支配的。Cosmology's Century 是从业者的一面镜子,也是好奇者的一扇窗。”
——Robert P. Kirshner, The Extravagant Universe 的作者
"正如预期的那样,这本书的质量是一流的。……写得非常好。对于任何对现代宇宙学的前一百年感兴趣的人来说,这本书是必不可少的读物。"
——Phillip Helbig, The Observatory
出自诺贝尔物理学奖得主的量子力学经典教科书
03
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Quantum Mechanics
诺贝尔奖物理学奖得主、普林斯顿大学物理系荣誉教授 P. J. E. Peebles 所著的经典量子力学教材。本书解释了常常反直觉的量子力学,提供了大量的物理实例和大量的问题,使学生能够通过一般概念和想法的详细应用走进这个物理学的关键领域。
Peebles 首先从波动力学的角度解释了一般原理,然后用标准的抽象线性空间进行阐述。接着,他对测量理论进行详细论述。本书是适用于物理专业高年级本科生和低年级研究生的教学参考书。
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Peebles以简单、近似的方式,将量子理论应用于各种有趣的问题。……对于有能力、有积极性的学生来说,这是一本有价值的书。”
——New Scientist
对早期宇宙的结构与演变的经典诠释
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The Large-Scale Structure of the Universe
The Large-Scale Structure of the Universe对早期宇宙的大尺度结构进行了介绍,并对研究宇宙演化的重要方法、统计工具和技术进行概述。P. J. E. Peebles 以其特有的洞察力,将重点放在最大的已知结构——星系团,权衡那些证明星系团性质的经验证据,解释其在膨胀的宇宙中的演变过程。本书是现代宇宙学的经典文本,是学生和研究人员的必备参考书。
对物理宇宙学的经典介绍
05
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Principles of Physical Cosmology
在书中,P. J. E. Peebles展示了宇宙观测如何与理论相结合,将宇宙观测这门学科确立为一门成熟的科学,同时他还讨论了近段时期科学家们为理解宇宙的起源和结构所做的尝试。书中包含了关于宇宙膨胀的历史,广义相对论以及星系的起源等的讨论,兼具专业性和语言的简明,是了解宇宙学的难得佳作。
本书也收录了 Peebles 2019年诺贝尔颁奖仪式上的演讲。这本书是学生与研究人员不可或缺的参考资料。
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“对物理宇宙学的全面概述。……该书将受到物理学家和天文学家的欢迎。”
——Joseph Silk, Physics Today
物理宇宙学的开创性著作
06
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Physical Cosmology
如今,人们通过无线电、红外线、光学、紫外线和射线天文学等手段,不断加深对于宇宙的认识。P. J. E. Peebles 在这个新兴领域内,写下了一部开拓性的作品—— Physical Cosmology。他旨在弥合经典的宇宙学教科书与现代发展之间的鸿沟,为物理宇宙学未来的发展提供新的方向。
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