我 trrrrrrrrranslation了《宇宙学的物理基础》 | 展卷_风闻

近日，科学出版社出版了俄裔德国物理学家穆哈诺夫（Viatcheslav Mukhanov）著名的宇宙学教科书《宇宙学的物理基础》（Physical Foundations of Cosmology），译者为中国科学院理论物理所副研究员皮石。本文为译者的“译后序”，介绍了他翻译此书的心路历程。当穆哈诺夫知道他的书被译成中文时，他用其浓厚的特色俄式口音兴奋地说：“The Chinese trrrrrrrrranslation of my book! You see? ”这即本文标题的源起。

穆哈诺夫撰写此书的目的是，希望可以让没有预备知识（如广义相对论和粒子物理学）的学生也能理解理论结果，因此书中公式推导几乎都是从本科课程中的基础物理原则开始的。“对物理和天体物理专业的高年级学生以及对理论宇宙学有特殊兴趣的读者而言，这是一本理想的教科书。”

撰文 | 皮石

我学习宇宙学可以追溯到2002年的春季学期选修俞允强老师的“物理宇宙学” 课程。北京大学当时把这门课作为全校通选课，外院系学生甚至文科生前来选修及旁听者甚多，因此课程内容主要是普及宇宙学的基本概念和研究方法。学习此课程奠定了我对宇宙学的兴趣，但真正意识到要把这个领域作为毕生的事业，还是在2006年上研究生以后。当时在陈斌老师的指导下，我开始读穆哈诺夫（Mukhanov）、费尔德曼（Feldman）、布兰登伯格（Brandenberger）合著的综述文章 Theory of cosmological perturbations, Phys. Rept. 215 (1992) 203-333。这篇文章细节很多，对初学者不太友好。但是很快我发现世界图书出版公司影印了穆哈诺夫的教科书《宇宙学的物理基础》，以一种更便利初学者的方式介绍了宇宙学微扰论及其在微波背景辐射上的应用。我囫囵吞枣地读过这本书以及同时期其他几本宇宙学的书之后，觉得这本书是最好的。

英文版《宇宙学的物理基础》

这本教科书是同时为物理和天体物理专业的优秀学生和那些对学习理论宇宙学有特殊兴趣的读者而撰写的。

现在已经有了很多回顾当前观测并描述理论结果的教科书了。我的目标是填补已有文献的空白，并展示那些理论结果都是从哪里来的。宇宙学用到了理论物理领域几乎所有的方法，包括广义相对论、热力学和统计物理、核物理、原子物理、动理学、粒子物理和场论。我想要让本书对本科生有用，因此我决定不假设在任何专业化的方向上有预备知识。除开少数例外，本书中的每个公式的推导都是从本科课程中的基础的物理原则开始的。当然，知道广义相对论和粒子物理的一些知识还是有用的，但这并不是理解本书的必要条件。我希望一位学习本书之前还没上过相应课程的学生也能跟得上所有的推导。

——〔德〕维亚切斯拉夫·穆哈诺夫 自序

2015年我在中国科学院理论物理研究所做博士后时，发愿翻译此书。完成了第1章和最后三章后，我去往日本做博士后，随后忙于帮助佐佐木节（Misao Sasaki）教授在东京大学IPMU组建新的研究团队，译书事因而中辍。还有部分原因是当时颇有人劝我不要做这种吃力不讨好的事，因为现行的评价体系里译著无法当学术成果，而新一代学生的英语比我们流利得多，本无需庸人自扰。

我在日本时，照例每周一次去东京大学本乡校区参加横山顺一（Jun’ichi Yokoyama）组织的宇宙学讨论班，顺便逛逛神保町的古书店。书店里少不了各种最新的理工科专著以及科普著作，每部必译，而且特别及时。甚至亚马逊上还做着预售，日译本已经同步推出。不但译者都是从业的博士生或博士后，通常还请专家监修。如此环境下，难怪能诞生益川敏英（Toshihide Maskawa）式的不说英语也能取得世界一流成果的学者。这一点是值得我们学习的。

2018年2月，我在京都大学遇到穆哈诺夫教授。他的俄式英语，大舌音极重，一句话一定要说到肺活量耗尽才肯断句，很不好懂。这一聊，方才知道为什么他要在前言里重点感谢两位将俄式英语改写为英语的助手。我告知正在翻译他的书，且把完稿的后三章给他看。他翻了两遍非常高兴，拿给身旁的塞萨尔· 戈麦斯（César Gómez）教授同观，兴奋不已地说：“The Chinese trrrrrrrrranslation of my book! You see?” 我当时问了他几个书里的问题，例如小尺度的扰动会被新的量子化扰动填补（8.2.1节）是什么意思。（这和当时山雨欲来的沼泽猜想在暴胀中的应用有点关系。）穆公随手在我的翻印本上画图解释，疑惑随之涣然冰释。他告诉我原书里6.4.1节的Tolman 解存在严重错误，让我去他的个人主页找修改版。同时他还告诉我，剑桥大学出版社建议他出第二版的时候加上最新的观测进展和习题答案，可惜他没时间弄。（最近才知道他老人家这些年似乎一直在忙于构建离散化的引力理论。）最新的观测进展我倒是替他加上了，但是限于学力和精力，习题我只能选做我觉得与正文内容高度相关的少数几道。这一点还请读者谅解。

译者与穆哈诺夫教授

2020年1月，我回到湖北的老家过年。随后新冠疫情暴发，我只能在老家堆满了旧书和杂物的儿时房间里工作。当时我只带回一台2013年产的老旧Mac-Book Air，几乎什么都做不了，于是只能继续翻译。第5章和第6章就是在这时完成的。年底入职中国科学院理论物理研究所后，我组织了一个本书的讨论班，一方面想延续理论物理研究所读书班的优良传统，另一方面想以此为动力把书翻译完。2022年的春节在家奋战了20天，终于杀青了。

我和穆哈诺夫教授邮件汇报，他跟我说他曾经发现了更多小错误，并随手写到书上，可惜新冠疫情暴发以来，已经一年多未去办公室，自然无法拿来给我。当时我已经自己整理了一张勘误表，大概有50个。他看过之后，表示可用。他还有两个建议。第一，他最近发现Brout、Englert和Gunzig的文章最先明确提出早期宇宙的指数式膨胀可以解决因果性问题，早于Alan Guth。因此他建议我将这一段评论添加到第5章的参考文献中去。第二，他剧透说在本书的第二版中将会加入不依赖于具体模型的暴胀预言，即他的Quantum Cosmological Perturbations: Predictions and Observations, Eur. Phys. J. C 73(2013) 2486 (arXiv:1303.3925)和Inflation without Selfreproduction, Fortsch. Phys. 63(2015) 36-41 (arXiv:1409.2335) 两文的内容。关于这一点，我以脚注的形式加在8.6节里了。

对物理和天体物理专业的高年级学生以及对理论宇宙学有特殊兴趣的读者而言，这是一本理想的教科书。书中几乎每一个公式都可以从本科课程讲过的基本物理原理中推导出来。在翻译过程中我偶尔会加入一些读书笔记，包括公式的推导，参考文献的补充，前后文的照应，等等。这本来纯属管窥蠡测、画蛇添足，但是科学出版社的编辑钱俊建议我保留，穆哈诺夫教授也鼓励我公开。我考虑到对初学者可能还有些帮助，于是终于全部保留了。知我罪我，其唯读者乎！另外，有少量笔记是和相关领域的专家讨论后写的，都标明了贡献人。当然如果在科学上有任何问题，责任还是在我自己。

顺便多谈几句作者的姓氏。当年世界图书出版公司的影印本把作者Mukhanov翻译成马克翰维，这不禁让人想起徐一鸿（A. Zee）曾被翻译成阿热。大概他们看到穆哈诺夫在慕尼黑大学当天体中心主任，就按照德语去发音了。实际上穆哈诺夫是出生于俄罗斯的楚瓦什人。不过，Mukhanov起源于Mukhan，是穆罕默德的一种变体，而穆罕默德在明永乐五年《谕米里哈只敕谕》中翻译为马哈麻，所以阴差阳错反而古拙可爱。当然借着这个新译本出版的机会，是时候按照俄语发音进行正名了。因为上述原因，我选用穆这个字作为Mukhanov的第一个音节。

正如穆哈诺夫教授在中文版序言中所言，宇宙学是一门需要用到理论物理几乎所有方向的科学。我在翻译过程中深刻体会到这一点，而愈发深恨自己樗栎驽钝、才疏学浅。然而君子耻躬不逮，只能尽微末之力敷衍成篇。其中鲁鱼豕亥之处，还复不少。万望读者不吝批评指正。我的通信地址是北京市海淀区中关村东路55号中国科学院理论物理研究所，电子邮箱是[email protected]。

就像一幅高水平的油画一样，本书由许多层次组成。它可以用作新生代研究人员的宇宙学导论，也包括了许多即使对本领域的顶级专家也十分有用的信息。

我们生活在一个非同寻常的年代。根据观测数据，宇宙的年龄大概是140亿年。一百年前我们甚至都不知道它是膨胀的，几十年后我们将会绘制出宇宙的可观测部分的一幅详尽的地图，而它在未来的100亿年里都不会有大的改变。我们生活在伟大的宇宙学大发现的年代，而我希望这本书能帮助我们探索它的奥秘。

——安德烈·林德(Andrei Linde)

译者简介

皮石，2013年在北京大学物理学院取得博士学位，现任中国科学院理论物理研究所副研究员，研究兴趣为暴胀、宇宙学微扰论、引力波等。

书名原文：Physical Foundations of Cosmology

ISBN 978-7-03-076273-3

责任编辑：钱 俊 孔晓慧

暴胀宇宙学在过去20年发展历程中已经解决了宇宙的标准热大爆炸模型中存在的许多严重问题。利用其原创的方法，本书解释了现代宇宙学的基础，并且阐明了理论结果的来源。本书分为两个部分：第一部分处理均匀及各向同性的宇宙模型，而第二部分讨论初始不均匀性如何解释我们观测到的宇宙结构。本书为一些传统上高度依赖于数值计算的论题，例如原初核合成、复合、宇宙微波背景辐射各向异性等，提供了解析处理方法。暴胀以及量子宇宙学扰动理论讲述得尤为详尽。通过讨论更具推测性质的想法，本书将读者引领到目前宇宙学研究的前沿。

对物理和天体物理专业的高年级学生以及对理论宇宙学有特殊兴趣的读者而言，这是一本理想的教科书。书中几乎每一个公式都可以从本科课程讲过的基本物理原理中推导出来。每一章都包含了所有必要的背景材料，不需要读者先学习广义相对论和量子场论的知识。

本文经授权转载自微信公众号“科学出版社”，摘编自《宇宙学的物理基础》[（德）维亚切斯拉夫·穆哈诺夫著; 皮石译. 北京：科学出版社，2023.9]一书“译后记”“序”“自序”，有删减修改，标题为编者所加。编辑：刘四旦。

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