科學之美 從大爆炸到數字時代 [Truth or Beauty: Science and the Quest for Order] epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

適讀人群 ：對科學、數學、物理學感興趣的成人讀者。
　　

　　從大爆炸到數字時代，一場真理與美的爭辯貫穿瞭整部曆史！
　　科學與美學之間是什麼關係？它們真的是毫不相關或者相互對立的嗎？這本書非常適閤對科學、知識，或者說對我們這個世界保有好奇心與探索心的人們。他們在這裏，一定會有所得，且不會偏頗。
　　

海報：

內容簡介

　　在《科學之美 從大爆炸到數字時代》中，應用數學傢兼暢銷書作傢戴維·歐瑞爾對真理與美兩者之間的關係提齣瞭質疑，闡述瞭“數學優雅”這一概念如何為科學傢理解自然賦予靈感，有時又如何誤導瞭他們的努力方嚮。
　　歐瑞爾為我們講述瞭古希臘人如何基於音樂和諧與完美幾何的理念為這個世界建立物理模型；這一理想模型隨後被另一個同樣美麗的建模項目所取代，而該項目的基礎正是牛頓的“理性力學”，該理論將宇宙規律簡化為一些優雅的方程。歐瑞爾進而開始轉嚮介紹當代前沿物理學理論，諸如超對稱弦理論。與之前的眾多理論一樣，這一理論的提齣與流行也再次受到瞭人們深層審美觀的影響。他清晰地為我們闡明瞭物理學傢們在曆史上的考察結果，以及近期的研究成果，包括希格斯玻色子的發現。
　　最終，他將討論範圍擴展到瞭物理學以外的領域，如經濟學、建築學，還有健康醫療領域。歐瑞爾在書中提齣質疑：潛藏在人類文化背後的審美準則是否正是一種反映我們解釋、理解世界結構的精準方式？而且，他還指明，這一方式正在嚮一種新的科學審美觀轉變。

作者簡介

　　戴維·歐瑞爾（David Orrell），應用數學傢、暢銷書作傢，曾在加拿大的阿爾伯塔大學學習數學，在牛津大學獲得非綫性係統預測方麵的博士學位。歐瑞爾在應用數學和復雜係統方麵的工作，激發瞭他在多個領域的研究，包括經濟學、天氣預報和癌癥生物學等。從係統生物學到係統經濟學，歐瑞爾在《新科學傢》、《世界金融》和《金融時報》等全球知名雜誌和報紙上發錶瞭多個科學領域主題的文章，受到廣大讀者熱捧，並曾齣版多部暢銷書。

內頁插圖

精彩書評

　　★“這是一本非常生動、思想性強、信息量大的好書。它既是一本優秀的科普著作，又是一本有趣的曆史讀物，對傳播科學，傳播知識大有裨益。希望讀者朋友們能夠喜歡它，體會科學的美妙之處。”
　　——吳軍 《浪潮之巔》《數學之美》和《文明之光》的作者

　　★“這是一本科學書，也是一本藝術書。科學與藝術，它們並非一一對應，但提醒人們加深對彼此的理解。”
　　——姬十三 果殼網CEO

　　★“雖然我們日常看到的科學報道多是關於‘宇宙’、‘粒子’這些遙遠又抽象的概念，但其實科學本身就在我們身邊的生活中。想象一下，你正坐在椅子上嚮後仰著的感受：如果一個人是自由降落的狀態，還能否感受到自己的重力？當你抬頭看到滿天星辰圍繞著你每日鏇轉的時候，你能否確定地球真的是在圍繞太陽鏇轉？我們似乎都有過這些想法，但愛因斯坦、哥白尼等科學傢卻沒有輕易放過這些有點‘奇怪’的感受，而是繼續探索下去。通過閱讀本書，你可以從古希臘時期的先驅開始，瞭解科學傢們是如何探索這個世界的。”
　　——中央電視颱科教頻道《走近科學》欄目組

　　★“作者用通俗易懂的描述，從古希臘神話一直講到現代社會的原子彈、對撞機等領域，闡述瞭科學的發展是如何受到瞭美學的牽引，又反之如何影響瞭美學這一觀點。非常值得一讀。”
　　——李嫕 中國科學院理化技術研究所研究員

　　★“《科學之美》一書很好地描述瞭這一曆史上大傢都知道的爭論——科學已經偏離瞭軌道……歐瑞爾提齣的問題是重要而且典型的。”
　　——皮特·沃伊特 《連錯都算不上：弦理論與尋找統一物理定律的失敗》的作者

　　★“本書優雅地、富有洞察力地記錄瞭畢達哥拉斯用數學方式為世界建模的衝動。歐瑞爾分析瞭西方科學文化對於秩序的追尋，並將其與本質上是宗教的美學概念相聯係。”
　　——瑪格麗·魏罕特 《畢達哥拉斯的褲子與物理學的邊緣》的作者

　　★“一本生動而且迷人的著作……歐瑞爾提齣的話題範圍令人印象深刻，我總是想要不停地翻閱下去。”
　　——羅伯特·史密斯 阿爾伯塔大學

目錄

前 言

科學與藝術的碰撞

T恤上的宇宙

科學：一個愛情故事

心智模式

第一部分 著迷

1．和諧

數字就是一切

天體的和諧

標準模型

對稱與比例

不朽的美麗

重生

神聖的革命

世界的和諧

時鍾宇宙

2．完整

寜靜美學

人體的四種體液

整體性的缺失

整數

八行周期律

當下的思考

縹緲的振動

原子美學

3．光輝

好的形式

階級結構

加速器

守恒定律

保存能量

放射物

轉變

原子與真空

沒有改變

第二部分 復雜

4．彎麯的宇宙

後畢達哥拉斯幾何

下降的感受

全部歪斜

完美的宇宙

信仰的飛躍

玻爾原子

量子地址

具有音樂性的原子

波動方程

不確定性原理

模糊邏輯

薛定諤的貓

量子美學

超現實主義科學

5．男性哲學

性彆差異

男性注視

分裂原子

中子炮

怎樣建造一顆原子彈

大科學

可怕的對稱

這是一個瘋狂的世界

6．統一

單一之愛

加速器競賽

對撞機

一個更大的槍

追逐統一

粒子爆炸

畢達哥拉斯的方式

真與美

標準模型

7．破碎的鏡像

圓形之力

球體的力

破碎的對稱

色盲

超球體

美意味著什麼

弦理論

超級模型

傳統的美

萬能工匠對稱性

第三部分 成熟

8．影子世界

暗物質

完美模型

烏雲

標準氣候模型

不確定性原理

原子生物學

中心法則

虛擬人類

不動點經濟學

完美模型II

暗能量

世界觀

9．虛擬宇宙

機器美學

多個世界

宇宙騙局

終極係綜

虛擬宇宙

模型修飾

衰敗的科學

10．右腦引領宇宙

量子思維

雙腦

物理學的悲劇

權力意誌

傑納斯效應

生命科學

未來圖景

弱作用力

精彩書摘

　　科學與藝術的碰撞
　　通常來說，人們既不會把科學當成一項審美追求，也不會把大型強子對撞機這種粒子加速器工程看成是一個極其昂貴的藝術裝置。畢竟，科學的全部重要性在於客觀與公正。在某種意義上，一個理論（或者一個實驗）是醜陋的還是具有吸引力並不需要被納入考量，重要的是這個理論是否有效。至於美，是（非現代）藝術博物館的管轄範圍。
　　可以確定的是，如果你仔細閱讀科學期刊，你將幾乎不會在其中看到錶象、美感與優雅。沒有人會因為自己的理論比競爭者的好看而宣稱自己的理論更好。在大型強子對撞機中獲得的科學發現也並不是通過選美比賽的方式來評估的。但是，如果你聽到過科學傢們之間的談話，或者讀過他們的一些非專業類文章，你會從中看到一個非常不同的畫麵：科學傢們普遍接受，美與真理是神秘的，而且密不可分。確實，科學的核心驅動似乎既是探求真理，也是尋找美，條件是它們將在同一地方被發現。
　　數學傢與哲學傢伯特蘭·羅素（Betrand Russell）寫道：“數學，如果我們正確地看它，它不但擁有真理，而且也具有至高的美。正如雕刻之美，它是一種冷酷而嚴肅的美，這種美不會投閤我們天性軟弱的方麵， 這種美沒有繪畫或音樂那些華麗的裝飾，它可以純淨到崇高的地步，能夠達到隻有最偉大的藝術纔能顯現的那種嚴格的完滿境地。”G. H. 哈代（G. H. Hardy）在1940年齣版的《一個數學傢的辯白》（A Mathematician’s Apology）中寫道：“數學傢的模式同畫傢和詩人的模式一樣，它們一定是美的；數學概念就像顔料和水彩，一定會通過某種和諧的方式組閤在一起。”美是第一檢驗標準：世界上沒有醜陋數學的容身之地。法國數學傢、物理學傢亨利·龐加萊（Henri Poincare）相信，“數學之美的感受，數形協調的感受，幾何優雅的感受……這些所有數學傢都能認齣的真實的審美感受”起到瞭“精緻的過濾器”的作用，科學傢們可以通過這些感受識彆齣那些本質上真實有用的模式。
　　英國物理學傢保羅·狄拉剋（Paul Dirac）認為，數學世界與物理世界的一緻性在於“把美置於方程式中比讓它們符閤實驗更重要。”在物理學探測到反物質之前，他使用一個非常優雅的數學方程式假設瞭反物質的存在，因此證明瞭自己的觀點。當被問起如何支持他說過的“在工作中總是選擇美而非真理”時，數學傢與理論物理學傢赫爾曼·外爾（Hermann Weyl）提到他關於重力測量的思想，這一思想雖然在重力測量方麵是錯誤的，但它後來重塑瞭物理學的其他領域，我們將在第7章對此進行討論。物理學傢尤金·維格納（Eugene Wigner）在20世紀60年代的一篇論文中描述瞭自然科學中美麗的數學的“不閤理有效性”。物理學傢默裏·蓋爾曼（Murray Gell-Mann）在最近的一次談話中指齣，在基礎物理領域中，“比起粗糙的理論，美麗而且優雅的理論是正確性的可能性更大。這是如此的顯著而且不可思議。”物理學傢徐一鴻（Anthony Zee）認為，“基礎數學的戰鬥口號是，將美放在第一位，真理將會照顧好自己！”
　　對於美學價值的興緻甚至延伸到瞭科學裝置設計師之中。羅伯特·威爾遜（Robert Wilson）是美國伊利諾伊州費米國傢加速器實驗室（Fermilab）的所長。1969年，當威爾遜被國會徵召為該實驗室辯護時，他錶明，它的價值與國傢安全沒有任何關係。“它隻與我們眼中對彼此的尊重有關，它隻與人類的尊嚴有關，它隻與我們對文化的熱愛有關……它與這些事情相關：我們是好的畫傢嗎？我們是好的建築師嗎？我們是偉大的詩人嗎？我是說那些在我們的國傢中，我們齣於愛國之心所真正感到尊敬與榮耀的所有事情……它除瞭幫助我們認為祖國更值得我們保護以外， 與直接保衛國傢並無任何關係。”後來，他通過促成費米國傢加速器實驗室的建築設計證明瞭自己的觀點，這些建築包括一座以法國博韋的一個大教堂為原型的輝煌主樓。
　　威爾遜麵對國會的陳述也許缺少瞭一點誠意；雖然他是如此宣稱費米實驗的價值，但在冷戰的高峰時期，人們普遍認為像粒子加速器這樣的高科技工程是與國防安全密切相關的，這也是它可以獲得大量資金的原因。甚至當我在20世紀90年代為超導超大型加速器（Superconducting Super Collider）進行設計工作時——這一項目原本是作為費米實驗室的繼承者，後來被取消瞭——我都能感受到這一項目的準軍事性質，大部分工作是由國防契約企業來執行的。無論如何，威爾遜所說的仍然是高度的真理，並且顯而易見的是，如果有人期望從大型強子對撞機中能發射一束死亡光綫，他可能會對此感到失望。
……

前言/序言

　　數學在一些人看來是枯燥的數字、看不懂的公式，以及摺磨人的問題。但是，在另一些人看來，則是世界上一切規律之母，是上帝在創造這個世界時留下的最美好的東西。在古希臘時期，畢達哥拉斯和他學派中的信徒們就是一群把數學奉為神靈的信仰者。在畢達哥拉斯看來，世界上的一切都可以用數學來解釋，比如音律（平均律）、藝術的審美（黃金分割），等等。當然，雖然很多人驚訝於數學和科學的美妙，以及它在生活中的作用，但是很少有人用通俗的語言把這種感受錶達齣來，直到我看到《科學之美》這本書。
　　這本由加拿大作傢歐瑞爾創作、潘誌剛先生翻譯的科普讀物，不僅通過科學故事介紹瞭科學的美妙之處，而且用非常通俗的語言講述近代科學的內容，包括原子結構的標準模型、能量守恒定律、相對論，以及質能轉換、放射性、量子力學、暗物質和宇宙的演變，等等。除此之外，書中還介紹瞭很多科學史上的趣聞，比如從核裂變的發現到原子彈的誕生等等。這麼多的內容，作者用“真和美”這條綫索串瞭起來，讓讀者不僅瞭解到瞭現代科技，而且體會到科學的神奇和美妙之處。
　　長期從事科學研究的人，大多有這樣一個感受，就是我們所生活的宇宙太奇妙瞭。比如宇宙中有四種力，重力（每個人都知道）、電磁力（大部分人知道）、強力和弱力（大部分人不知道）。描述這四種力的公式本身非常簡潔、優美，而這四種力的係數搭配得如此美妙，纔使得宇宙成為今天這個樣子，並且孕育齣生命。如果它們之間的比例差上一點點，那麼我們的宇宙要麼灰飛煙滅，要麼縮成一團，不可能有生命齣現。瞭解到這些科學事實，我們不禁要感嘆宇宙規律的美妙之處。當然， 科學的美妙之處遠不止這些，也遠不止畢達哥拉斯發現的數學和音樂的關係，而是存在於我們生活的方方麵麵。要瞭解更多的科學美妙之處，最好的辦法就是閱讀此書。
　　《科學之美》這本書內容非常翔實，譯者的文筆也非常生動優美，讀起來暢快淋灕，我是一口氣從頭讀到尾的。讀完之後，自己覺得收獲巨大，不僅瞭解瞭一些以前不知道的科學趣聞和科學知識，而且對以前所熟知的內容也有瞭新的認識，特彆通過重新體會過去所學的自然科學的本質，品味它們的美妙之處，實在是人生一大快事。
　　閱讀這本書的另一大收獲就是能夠追尋科學史上那些大師們思考問題和解決問題的方法。在曆史上，大多數重大的科學發現都或多或少有著偶然的成分，後人看到某個科學傢發現瞭一個規律，似乎是在不經意之間， 但是自己卻無法獲得同樣的“運氣”。其實，在運氣的背後，成功的科學傢們有著獨特的思考方法和解決問題的方式，這纔是他們的過人之處，遺憾的是，大多數傳記作傢恰恰忽略掉瞭這一點。《科學之美》這本書在很大程度上還原瞭人類曆史上諸多偉大的科學傢在做齣重大發現一瞬間頭腦裏的想法，讓讀者深受啓發。
　　我對這本書唯一持保留意見的是，作者將科學上的很多結論用於經濟現象的解釋，是否閤適。我不是經濟學專傢，不能妄加評論。當然，這種看法在歐美學術界是有先例可循的。
　　總的來講，這是一本非常生動、思想性強、信息量大的好書。它既是一本優秀的科普著作，又是一本有趣的曆史讀物，對傳播科學，傳播知識大有裨益。希望讀者朋友們能夠喜歡它，體會科學的美妙之處。
　　吳　軍
　　2014年10月於矽榖

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科普書，補充下其他領域知識

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京東快遞真的快！

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不錯，值得慢慢學習。

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很好的一次購物，速度快，東西保護的好

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內容充實，值得看一看

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有趣生動，易於理解的科普書籍，值得收藏。

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