阅读科普书籍是最有趣的学习方式

如果你问我父亲作为一名父亲最快乐的记忆是什么，我想他会提到参与孩子们的教育。尽管张首晟教授在斯坦福大学教了数百名学生，但他最喜欢的课程是在家里与我和妹妹对话。我最早的一次与爸爸一起学习的记忆是我11岁那个夏天。爸爸偶然发现了西蒙·辛格的《密码书》，那是一本讲述几个世纪以来密码学历史的书，他建议我们一起阅读并讨论。作为一个喜欢解谜的小男孩，我很快就学会了破解替换密码，其中每个英文字母被替换为字母表中的另一个字母。随着更高级的密码被介绍，我注意到了一个问题——每次有更好的密码被发明，破译者就会想出更复杂的技术来破解。

在最喜欢的章节中我了解到，二战期间德国人使用的谜题密码最终被艾伦·图灵设计并建造的一台名为“炸弹”的机器破解了。这里将数学和科学与历史交织在一起，成为我听说过的最激动人心的故事。

多年来，我和父亲阅读了许多关于费马大定理、天体物理学、五次方程无解以及黎曼猜想等的科普书籍。然而，在我父亲的专业领域——凝聚态物理学中，却没有适合推荐的通俗读物。

现在，我对这本书能向普罗大众介绍凝聚态物理学感到无比兴奋。我特别开心，因为认识了主要作者严伯钧。伯钧知道如何激发那些对某个主题感兴趣却知之甚少的人的好奇心。他对物理学乃至其他领域的热情让我想起了我父亲作为一个“讲故事人”的天赋。我和母亲与伯钧合作，收集了父亲为家人和学生所做的讲座、创作的文章和插图，以便伯钧能将它们融入这本书中，或者作为资料使用。我父亲的学生，后来的同事，祁晓亮教授和廉骉教授，也在协助伯钧的工作中投入了大量的时间和精力。我非常感谢他们三位。

当我和母亲第一次与伯钧接触，并开始为这本书头脑风暴时，伯钧推荐了一些他过去的科普讲解视频给我们看。我的父亲从未学会编辑视频，他更喜欢用笔和纸来表达自己的思想。伯钧属于更年轻的一代，我很快就感觉到他在解释事物的方式上与我父亲的“讲故事天赋”极为相似。首先，我在伯钧身上感受到了他对历史的浓厚兴趣以及讲述历史故事的热情。就像我们在听一段古典音乐时，想要了解作曲家和表演者的生平一样，伯钧的视频和文章既解释了概念，也讲述了背后那些人物与故事——这就是我和父亲一起学习科学的方式。

我觉得伯钧和我父亲共同拥有的另一个特点是他们都希望尽可能简单地解释事物。父亲的教学方法之一是“用一句话总结每个科学领域”。对于光学，就是“光走的是时间最短的路径”，还能用救生员和游泳者的故事来进一步解释。对于整个生物学、化学和凝聚态物理学，就是“世界是由原子构成的”。虽然这些陈述看似简单，但随着时间的推移，我意识到它们蕴含着的深刻内涵。人们可以反过来问，“光是如何知道要走时间最短的路径的？”或者“如果一切都是由原子构成的，为什么有些相同原子构成的材料彼此如此不同？”每次重新审视这些原理，都会发现新的联系。

父亲常用“简洁与普遍性”这个词组来描述他对科学的看法。一方面，科学理论应该是普遍的，能够解释广泛的现象，就像牛顿的万有引力定律既适用于从树上落下的苹果，也适用于我们太阳系中的行星一样；另一方面，经得起时间考验的理论必须是简单的。在物理学的历史中，当一个理论缺乏简洁性——例如，方程太多——它往往会被一个更好、更简单的理论所取代。我父亲相信，平衡这两种张力有助于发现最值得追求的想法，这些原则指导了他在拓扑绝缘体的发现以及他生活中的许多其他领域。同样，在这本书中，伯钧出色地将凝聚态物理学浓缩为几个简单但普遍的原则。正确的物理学应该是简单的，最简单的陈述往往蕴含着最深的智慧。

如果这本书出版时我父亲还在世，即使这是他专业领域内的一本大众读物，他也一定会买一本来享受作者简单的思想表达，并学习新的历史细节。为了说明这一点，我想回到父子一起阅读《密码书》的旅程，并重述我父亲最喜欢的回忆之一。

那天，父亲收到了一条留言，是一位爷爷帮忙接我妹妹从夏令营回家。听到那位男士报出自己的名字——马丁·赫尔曼时，爸爸非常兴奋！原来，这位马丁·赫尔曼正是那位共同发明了第一个公钥密码体系的人，现在是一位退休的斯坦福大学教授。回电话留言时，他问赫尔曼先生是否愿意和一个对密码学有浓厚兴趣的小男孩见面。马蒂（马丁的昵称）在斯坦福校园的家中接待了我们，他问我是否能理解他的算法，以及我有什么问题。在我们交流的最后，他在书中有他照片的那一页签名，写道：“愿密码学的缪斯女神对你微笑。”

这次与赫尔曼先生的邂逅给我父亲留下了深刻的印象。面对一个看似不可能解决的问题时，赫尔曼先生依靠素数定律创造了一类新的密码学算法。这是数学的一个奇妙应用，正是我父亲梦想在自己的研究中实现的那种。从2002年的那个夏天起，他对推动互联网时代的加密算法产生了浓厚的兴趣。几年后，“密码学的缪斯”指引着我父亲的风险投资工作。他成了同态加密和差分隐私等技术的早期投资者，提前多年预见到了它们的潜力。最初和我一起的阅读项目，最终成长为他职业生涯的终身热情和基石。

对我父亲而言，《密码书》这样的作品激发了科学、历史与日常生活之间的联系，使他成为一个更全面的人和物理学家。同样，我小时候阅读科普书籍也是最有趣的学习方式，通过故事、小谜题和历史上的“尤里卡！”时刻学到很多东西。在这个意义上，我相信《宇宙的另一种真相》适合所有读者，无论是对物质状态感到好奇的孩子，还是拥有物理学博士住学位的成年人。当你翻阅这本书时，愿你记住，凝聚态物理学中最值得记丽展现，从而进一步寻求你周围简单和普遍的真理。

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