迷人的科学前沿

早在1918年，爱因斯坦就预言了引力波的存在，但时至今日，引力波仍然没有被直接探测到。引力波仅仅作为一个数学问题存在着，几乎没有人期望能捕捉到它的效能。但也有不信邪的人，以约瑟夫·韦伯和大卫·布莱尔为代表的一些科学家一直梦想着有朝一日能通过一个小小的多功能引力波天线去打开一扇通向大千宇宙的全新窗口。他们在这一领域做出了卓越的成绩，但他们永不满足，他们的设想是：在新的千年里，通过设立于世界各地的引力波观测网站，了解巨大恒星“死亡”前的爆炸，追踪中子星的合并，黑洞的创生。本书给我们讲述了一个关于引力波的动人心魄的捉迷藏游戏。

一颗宇宙粒子能以光速的99．999999999999999999999％的运动速度击中地球大气；每秒钟有100个宇宙射线粒子穿透我们的身体；有些粒子所携带的巨大能量比利用人造粒子加速器所获得的能量还要高；其中许多粒子已经穿过宇宙空间行进了数百万光年的旅程，并携带着像中子星、超新星、类星体与黑洞等奇特天文系统的有关重要信息。跨越了天文学（研究宏观世界）和粒子物理学（研究微观世界）两个物理科学关键学科的宇宙射线学说正深入地揭示着宇宙的本性。本书将向你讲述一些鲜为人知的关于宇宙射线发现及深入研究的故事。

生命究竟是什么？难道生命无非是一种特殊而微妙的碳水化合物？还是某种更微妙的东西？植物、动物、大脑、恒星乃至银河，宇宙中为什么会存在这样一种令人惊叹的精妙的结构？现在，产生了一门新科学——关于复杂性的科学，将试图解决这一切。本书作者向我们讲述了这个世界中秩序与混乱的法则，并介绍了复杂性学说在神经系统、环境处理以及生物学和计算机领域取得的突破性的研究成果。本书的重点在于揭示复杂性的真谛及其对我们日常生活的影响。书中运用了大量具体、翔实的事例——从海星到忙碌奔波的推销员，从汽车事故到大脑的工作流程。相信读者朋友们读后能以一种新的见解去审视我们身边的大千世界。

计算机已经成为我们所处的这个时代的象征，然而无论它们看上去多么神奇无比，计算机并不是理想中的抽象实体，它们必须服从的一条物理规律是，当元件的大小达到原子的尺度时，量子物理就成了一个无法回避的因素。天才理论物理学家理查德·费曼指出，缺点也可以转变成长处。量子效应的介入提出了一个严峻的技术挑战，不过，业已证明，量子力学也为人们提供了一种神奇的计算机会。这促使科学家们去设计一种全新的计算机——量子计算机。那么量子计算机到底有什么用途呢？有一些问题令传统的经典计算机十分头疼，因为计算它们所需的时间将随着问题的规模呈指数增长。一个著名的例子就是完成一个64位数字的因子分解要花比宇宙年龄还要长的时间。然而，原则上，量子计算机却可以在相当短的时间内求解这一问题。杰拉德·密尔本在这部极富震撼力的作品中，描绘了量子世界的本质特征和量子计算的巨大潜力。