美國賓夕法尼亞大學(xué)物理和天文學(xué)教授吉諾·塞格雷（Gino Segrè），是世界聞名的高能基本粒子理論物理學(xué)家，曾受到美國國家科學(xué)基金、艾爾弗雷德·斯隆基金、約翰·古根海姆基金和美國能源部的嘉獎。

《迷人的溫度》是吉諾·塞格雷的代表作。在這本書里，吉諾教授用一支溫度計(jì)為道具，向我們展示了從生命活動、熱學(xué)理論、地球演化、人類歷史發(fā)展和太陽發(fā)光以及宇宙演化的秘密。

這本書探討了過去的一百年，科學(xué)家曾著力研究的一系列重大問題（它們中的許多至今仍沒有解答），而將它們串在一起的，正是溫度。

溫度，不只是數(shù)字。它幾乎決定了這個(gè)世界上一切事物的命運(yùn)。

《迷人的溫度》榮獲了中國科普作家協(xié)會優(yōu)秀科普作品獎銀獎。最近，譯文科學(xué)系列重裝推出了這本書，在此為大家分享天體物理學(xué)博士孫正凡的精彩書評——

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給我一支溫度計(jì)，

我能給你講整個(gè)世界的科學(xué)秘密

評《迷人的溫度》

文 | 孫正凡

摘自《科普創(chuàng)作與編輯：第五屆中國科普作家協(xié)會優(yōu)秀科普作品獎獲獎圖書佳作評介》

清華大學(xué)出版社 2021年12月

《迷人的溫度：溫度計(jì)里的人類、地球和宇宙史》不同于一般專注于介紹某個(gè)具體主題內(nèi)容的科普讀物，涉獵之廣簡直是無所不包。

在本書里，作者會帶我們?nèi)フJ(rèn)識人腦調(diào)控溫度的區(qū)域—— 下丘腦、見識隨著人類掌控了火如何加熱實(shí)物、燒、燒制陶瓷、制造青銅和鋼鐵，還能見到瓦特、道爾頓、查理、蓋- 呂薩克、卡諾、倫福德伯爵、焦耳、開爾文勛爵、亥姆霍茲、麥克斯韋、玻爾茲曼如何探索熱的本質(zhì)和熱學(xué)發(fā)展，然后作者又帶我們認(rèn)識阿代馬爾、布封伯爵、巴克蘭、萊爾、阿加西、克羅爾等如何發(fā)現(xiàn)和研究地球歷史上的冰期，進(jìn)而帶我們認(rèn)識全球變暖和溫室效應(yīng)、海底世界，然后又帶我們躍上太空，認(rèn)識太陽、恒星發(fā)光之謎和核物理的發(fā)展，最后達(dá)到對宇宙膨脹和起源的認(rèn)識——這又回到了作者的本行。

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《迷人的溫度：溫度計(jì)里的人類、地球和宇宙史》絕對是一部“燒腦”之作。但這本書絕不是簡單地羅列知識，作者也絕不是在單純地炫耀知識儲備，而是以“溫度”這個(gè)獨(dú)特視角，去審視我們對生命、地球和宇宙的認(rèn)識過程，一邊講述科學(xué)故事和發(fā)現(xiàn)， 一邊議論科學(xué)技術(shù)對人類歷史發(fā)展所起到的作用。

作者是一流的科學(xué)家，家學(xué)淵源、文化背景深厚，對歷史上的掌故旁征博引娓娓道來，讓這本知識含量極大的小書顯得頗具故事性，又不失風(fēng)趣幽默，還令人深思。

01

家學(xué)淵源：

以溫度標(biāo)記人類文明的進(jìn)步

《迷人的溫度：溫度計(jì)里的人類、地球和宇宙史》的作者吉諾·塞格雷在序言里風(fēng)趣地說，他“在從事家族事業(yè)”。所謂家族事業(yè)，他指的是物理學(xué)。塞格雷的本家、表親、姻親里有許多人是物理學(xué)家。他的叔叔埃米利奧·吉諾·塞格雷因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)反質(zhì)子而獲得了1959 年的諾貝爾物理學(xué)獎，寫過他導(dǎo)師費(fèi)米的傳記， 還寫過兩部物理學(xué)史，試圖追溯“Chi furono li maggiori tuoi ?” （但丁詩句，你的祖先是誰？）

吉諾·塞格雷的叔叔埃米利奧·吉諾·塞格雷，1959年的諾貝爾物理學(xué)獎得主

而對于中國人來說顯得更親切的是，埃米利奧還是華裔女科學(xué)家吳健雄的導(dǎo)師。本書作者吉諾·塞格雷的研究領(lǐng)域是高能粒子理論物理和天文學(xué)，即同時(shí)涉及宇宙中最小和最大尺度的研究——比他的研究領(lǐng)域更廣泛，則是他這本科普書標(biāo)題所展示的，他用一支溫度計(jì)為道具，向我們展示了從生命活動、熱學(xué)理論、地球演化、人類歷史發(fā)展和太陽發(fā)光以及宇宙演化的秘密。

從溫度數(shù)值上來說，本書談?wù)摰膬?nèi)容涉及從差幾十億分之一攝氏度到絕對零度，到幾十億攝氏度的高溫。

作者的父親雖然不在家族的物理學(xué)家名人堂之列，卻是一位古代史教授，尤其專攻計(jì)量學(xué)，從古跡中發(fā)現(xiàn)古人的生活細(xì)節(jié)和經(jīng)濟(jì)圖景。父親從計(jì)量學(xué)發(fā)現(xiàn)了理科的重要性，讓兩個(gè)孩子都學(xué)習(xí)了物理學(xué)。

家學(xué)淵源成就了本書的創(chuàng)作。作者以物理學(xué)家的眼光，發(fā)現(xiàn)了長度、時(shí)間、溫度這三種無處不在的度量的重要意義，尤其是溫度是個(gè)非常有意思的度量，就像天文學(xué)家用溫度標(biāo)記宇宙在膨脹冷卻過程中的事件一樣，作者試圖以溫度來標(biāo)記人類文明的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，進(jìn)而拓展至極低和極高的溫度認(rèn)識，也就是現(xiàn)代科學(xué)的最前沿。

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02

溫度的科學(xué)認(rèn)知：

熱技術(shù)走在熱科學(xué)之前

作者指出，古人在掌握了用火技術(shù)之后，煮飯制陶鍛造工具活動成為日常生活的一部分，可是對于溫度的科學(xué)認(rèn)識來得非常之晚，在古文明里都找不到溫度單位。無論是醫(yī)生對患者體溫的關(guān)注，還是工匠對爐火的觀察，都只是經(jīng)驗(yàn)描述，談不到測量。

直到16世紀(jì)兩位姓與名一致的意大利科學(xué)家，也是一對好朋友，開始了對溫度的計(jì)量，他們是伽利略·伽利雷和桑托里奧·桑托里奧。伽利略用玻璃管里裝上液體或空氣來測量冷熱變化，桑托里奧則試圖用一種測溫器來系統(tǒng)測量人體溫度。

伽利略·伽利雷

可惜意大利的科學(xué)在教會打擊下迅速趨于衰敗，我們現(xiàn)在用的華氏、攝氏溫度單位來自荷蘭人華倫海特和瑞典人攝爾修斯。

有了溫度單位、溫度計(jì)，熱學(xué)這個(gè)學(xué)科得以誕生。我們在中學(xué)物理課堂上學(xué)過的氣體體積、壓力和溫度關(guān)系就是第一步，并且由此產(chǎn)生了“絕對零度” 即零下273攝氏度這個(gè)數(shù)值。在當(dāng)時(shí)相當(dāng)粗糙的技術(shù)條件下，幾位科學(xué)家竟然得到了如此精密的結(jié)果，真是令人贊嘆不已。

在講述熱學(xué)發(fā)展歷史的故事中，作者向我們揭示一個(gè)有趣的現(xiàn)象，熱相關(guān)技術(shù)先于熱學(xué)。1712 年紐科門發(fā)明了蒸汽機(jī)，1769 年瓦特改進(jìn)得到了第一臺高效蒸汽機(jī)（注意瓦特不是發(fā)明人，而是做了密封設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化），工業(yè)革命的發(fā)展興起了英國曼徹斯特城，蒸汽機(jī)改變了歐洲商業(yè)模式。可是，要到下個(gè)世紀(jì)，才有卡諾、焦耳、開爾文等開始研究熱活動的本質(zhì)，推翻錯誤的熱質(zhì)說，建立熱力學(xué)定律。

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在過去我們可能更多強(qiáng)調(diào)科學(xué)至高無上的地位，可實(shí)際上在工業(yè)革命的發(fā)展歷史上，技術(shù)是走在前面的，即使不懂熱運(yùn)動論、熱功當(dāng)量、能量守恒，蒸汽機(jī)工程師們依然可以算出生產(chǎn)同樣多的商品，如何分配煤炭和工人可以獲得最高利潤。需求是發(fā)明創(chuàng)造之母。只是到了19 世紀(jì)，包括熱學(xué)在內(nèi)的牛頓科學(xué)逐漸顯示了更高的洞察力，在提高效率、創(chuàng)造發(fā)明和認(rèn)識世界方面起到了引領(lǐng)和推動作用，從而英、法、德等國家工商業(yè)主和政府開始更多資助看似沒有什么直接用處的科學(xué)研究。

03

引人深思：

“無用的科學(xué)”和“有用的技術(shù)”

這里體現(xiàn)一個(gè)有趣的“悖論”，即“有用”和“無用”的關(guān)系。在希臘/ 歐洲學(xué)術(shù)歷史上，哲學(xué)研究一向是鄙視現(xiàn)實(shí)利益的，生活本來就富足的哲學(xué)家們鼓搗出來了“邏輯”“自然哲學(xué)”“宇宙體系”這些空中樓閣的想象，好似沒有什么實(shí)際用處?？墒窃跉W洲重商主義的需求下，為了發(fā)展航海、制造等各類工業(yè)，自然哲學(xué)對世界的認(rèn)識又起到了非常重要的作用。

歐洲科學(xué)最初的發(fā)展也延續(xù)了哲學(xué)傳統(tǒng)，伽利略、牛頓、焦耳、麥克斯韋等很多科學(xué)家的研究，也僅僅是出于興趣。伽利略因?yàn)橹С秩招恼f招來牢獄之災(zāi)，牛頓雖然洞察了太陽系的奧秘卻因?yàn)樗谪泿鸥母锷系呢暙I(xiàn)才生活富足還得封爵士，焦耳的能量守恒研究、麥克斯韋的熱學(xué)和電磁學(xué)研究，初看起來都沒有什么用處。

等到商業(yè)和技術(shù)不斷演化，遇到更多難以解決的問題時(shí)，往往要求助于各類科學(xué)家們，因?yàn)樗麄儗ξ镔|(zhì)本性、世界運(yùn)行規(guī)律有了深入的把握?！盁o用的科學(xué)”和“有用的技術(shù)”之間微妙的關(guān)系，在本書中比比皆是， 有的讓我們會心一笑，有的卻讓我們深思不已。

via:www.laphamsquarterly.org

與技術(shù)上的發(fā)明創(chuàng)造不同，科學(xué)之所以“無用”，在于它完全憑個(gè)人興趣所致，跟現(xiàn)實(shí)需求沒有多大關(guān)系。從古希臘開始， 哲學(xué)家、科學(xué)家們對于地球和宇宙性質(zhì)非常的關(guān)注，科學(xué)革命也往往由此而起。托勒密的地心說、哥白尼的“日心說”、牛頓的引力理論、愛因斯坦的相對論，一次又一次對宇宙秩序推倒重建。這些發(fā)生在“頭腦里的戰(zhàn)爭”，是人類科學(xué)文明進(jìn)步的里程碑， 由他們心中對宇宙的疑問引導(dǎo)，與現(xiàn)實(shí)需求關(guān)系不大。然而隨著時(shí)間流逝，抽象的科學(xué)和哲學(xué)成就終將在人類社會發(fā)展中顯示無上的偉力，進(jìn)而使科學(xué)成為顯學(xué)，使科學(xué)家成為一種職業(yè)。

反過來，技術(shù)發(fā)展對科學(xué)也有促進(jìn)作用。凡爾納的科幻小說《海底兩萬里》在19、20 世紀(jì)之交激起了人們對海底世界的興趣和向往。美國人巴頓首先建造了沉重的鋼制“探海球”，用鋼板抵抗海水深處的高壓和低溫，他們還通過電話線向全國聽眾直播探險(xiǎn)活動，成功吸引了關(guān)注，誘惑更多人前來探索。深海探索活動到20世紀(jì)60年代，有了科學(xué)目的，即驗(yàn)證魏格納提出的“海底漂移”學(xué)說，從而發(fā)現(xiàn)了海底裂谷、大洋中脊。

凡爾納科幻小說《海底兩萬里》在19、20 世紀(jì)之交激起了人們對海底世界的興趣和向往

而且，這些科學(xué)考察活動還有了意外的收獲，在幽深達(dá)到數(shù)千米的海底，竟然還有深海熱泉“黑煙囪”，周圍生活著奇異的海底生物群落。這些發(fā)現(xiàn)使人類對深海、地球結(jié)構(gòu)、生命活動，都有了嶄新的理解。

如今國際上定期舉行“地球物理年”聯(lián)合探索，對深海研究更是成為國際科學(xué)競爭與合作的重要內(nèi)容。這些探索也帶來了現(xiàn)實(shí)利益，深海嗜熱菌能夠產(chǎn)生獨(dú)特的酶，促成了價(jià)值數(shù)十億美元的化工產(chǎn)業(yè)。這些科學(xué)利益和經(jīng)濟(jì)利益，都離不開人類的好奇心和早年探險(xiǎn)家、科學(xué)家們孤獨(dú)探索的勇氣。

via：worldrecordacademy.org

04

創(chuàng)作的另一種可能：

新視角與跨領(lǐng)域

作為科普寫作者，我在閱讀本書過程中也不斷地發(fā)出驚嘆：原來科普還可以這樣寫！

在過去我們常見的是專注于某個(gè)具體的科學(xué)領(lǐng)域。在我們談?wù)摽破兆骷視r(shí)，或者策劃科普寫作征文時(shí)， 往往也是以具體的學(xué)科和主題來劃分?？墒恰睹匀说臏囟取愤@本書讓我們看到另一種可能，即從某一個(gè)新鮮的視角，跨越不同的領(lǐng)域。

作者在第二章結(jié)束時(shí)說，以正確的角度來看，生命和物理學(xué)、化學(xué)的基本原理是可以相容的?！?dāng)科學(xué)家對熱的本質(zhì)有了新的洞察……他們對生命的看法也隨之改變了。隨著對熱本質(zhì)的進(jìn)一步認(rèn)識，遺傳學(xué)、地球演化、太陽演化都將被納入統(tǒng)一的科學(xué)研究框架。

via：davidicke.com

由此我們可以領(lǐng)悟到，所謂的學(xué)科領(lǐng)域只是我們目前暫時(shí)的劃分，而且學(xué)科不是以具體的研究對象劃分的，而是以研究方法劃分的；不同的學(xué)科共享著大量的共同認(rèn)知。尋找不同學(xué)科、不同對象之間知識的鏈接，我們可以找到科學(xué)對自然、文化乃至人生更深刻的意義。

尤其是今天，我們面臨科學(xué)強(qiáng)國的巨大挑戰(zhàn)，發(fā)展科學(xué)，開展科普，成為意義更加重大的工作。可如何發(fā)展科學(xué)，怎么撰寫科普作品，就需要我們對科學(xué)，以及科學(xué)與教育、技術(shù)、工業(yè)、文化之間的關(guān)系有更深刻的洞察。在這些方面，《迷人的溫度》這本篇幅不大的科普書，可以給我們不少啟示。

作者簡介

孫正凡

天體物理學(xué)博士、中國科普作家協(xié)會會員，曾任第六版《十萬個(gè)為什么》編輯。

查理·芒格推薦必讀！

從溫度的維度，書寫關(guān)于宇宙、地球和生命的歷史。

溫度，不只是數(shù)字，

它幾乎決定了這個(gè)世界上一切事物的命運(yùn)。

《迷人的溫度》

作者：[美] 吉諾·塞格雷

譯者：高天羽

ISBN：9787532773640

定價(jià)：59 元

內(nèi)容簡介：

大多數(shù)人每天醒來時(shí)都會考慮幾個(gè)問題：今天要去哪里？現(xiàn)在是什么時(shí)候？外面有多冷？

有意無意間，對長度、時(shí)間和溫度的衡量確定了生活的節(jié)律。這三個(gè)度量中，我對最微妙的那個(gè)溫度最著迷。

過去幾千年里，人類對長度和時(shí)間的日常理解并沒有太大變化，尺子和鐘表也很早就問世了。溫度就不同。雖然人人知道就連一個(gè)嬰兒都能分辨冷熱，但是我們學(xué)會度量溫度卻只有幾百年。

比如，我們知道太陽的中心溫度，對地球的中心溫度卻不甚明了。

比如，無論生活在北極圈還是撒哈拉，為什么人類的體溫保持不變？為什么它始終是華氏98.6度（攝氏37度）？為什么大多數(shù)哺乳動物和鳥類都有著大致相同的體溫？又比如，我們感染時(shí)會發(fā)燒，為什么會演化出這樣的功能？

溫度，不只是數(shù)字。

在動筆之初，我就知道自己要在這本書里探討一系列重大問題。過去的一百年，科學(xué)家曾著力研究這些問題，但它們中的許多至今仍沒有解答。而將它們串在一起的，正是溫度。

作者簡介：

吉諾·塞格雷（Gino Segrè），美國賓夕法尼亞大學(xué)物理和天文學(xué)教授。他是世界聞名的高能基本粒子理論物理學(xué)家，曾受到美國國家科學(xué)基金、艾爾弗雷德·斯隆基金、約翰·古根海姆基金和美國能源部的嘉獎。本書是他的代表作。

原標(biāo)題：《給我一支溫度計(jì)，我能給你講整個(gè)世界的科學(xué)秘密》

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