物理與頭腦相遇的地方 [First You Build a Cloud: And Other Reflections on Physics As a Way of Life] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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柯爾·K.C.（Cole K.C.） 著，丘宏義 译

图书标签:

• 物理学
• 科学普及
• 哲学
• 思维方式
• 认知
• 生活
• 科普
• 思考
• 自然
• 宇宙

出版社： 天下遠見出版股份有限公司

ISBN：9789862164648

版次：1

商品编码：16004662

包装：平裝

外文名称：First You Build a Cloud: And Other Reflections on Physics As a Way of Life

开本：25開

出版时间：2009-12-28

用纸：胶版纸

页

内容简介

物理是一種生活方式，相對論在談些什麼？許多人心目中的相對論就只是這句話：「所有的事都是相對的。」事實上，愛因斯坦的理念幾乎正好相反，相對論的主旨是：很多事情是絕對不變的。量子力學很玄、超現實嗎？
其實不然。你爬樓梯時，不管是一階一階走，還是一次跳過好幾個階梯，你總不會以為樓梯像斜坡，可以隨意踏在1/2階或3/4階的地方吧？
這就是量子力學的內涵。大自然本來就是結結巴巴的，不是很滑順。《物理與頭腦相遇的地方》蒐羅了牛頓、愛因斯坦、費曼、波耳、加莫夫、歐本海默等等物理大師的智慧，把偉大科學家推敲物理觀念的竅門與藝術，古典力學、相對論及量子力學的精髓，物理科學思想的演變，統統梳理出頭緒來。
愛因斯坦說：「物理的書總是充滿了複雜的數學公式，可是思想及理念而非公式，才是每一個物理理論的開端。」《物理與頭腦相遇的地方》只用了E＝mc2這道著名公式，不包含任何複雜的數學，將是你的頭腦與物理歡喜相遇的開端。

作者简介

　　柯爾(K. C. Cole)
　　美國南加州大學安納堡傳播學院教授，《洛杉磯時報》科學專欄作家（1994年迄今），經常在《紐約客》、《紐約時報》、《新聞週刊》、《華盛頓郵報》、《哥倫比亞新聞評論》等媒體發表文章。
　　1995年、2004年、2005年三度獲得「美國最佳科學寫作獎」，2002年獲得「美國最佳科學與自然寫作獎」。
　　由於頻頻獲獎，而有「科學寫作界之達文西」的封號。
　　著有《數學與頭腦相遇的地方》（The Universe and the Teacup）、《物理與頭腦相遇的地方》（First You Build a Cloud）等書。
　　柯爾女士成長於巴西首都里約熱內盧、美國紐約州，曾在東歐待過數年，早年的寫作焦點在政治評論與女性議題。
　　1980年代，與舊金山探險博物館（Exploratorium）創辦人法蘭克．歐本海默（Frank Oppenheimer）成為知交後，開始對科學產生濃厚興趣，從此鑽研科學，筆耕不輟。
　　育有一女一子，目前定居在加州聖摩尼卡。
　　作者相關著作：《數學與頭腦相遇的地方》
　　譯者介紹
　　丘宏義
　　台灣大學物理系畢業，美國康乃爾大學物理博士。曾在普林斯頓高等研究院博士後研究二年，鑽研超新星的形成及中子星的構造，奠定現代中子星理論的基礎。之後在美國航空暨太空總署（NASA）馬里蘭州高達太空飛行中心（Goddard Space Flight Center）擔任太空科學家及天文物理學家。
　　退休後，專事寫作，著有《新封神榜：紂王與妲己》、《吳大猷：中國物理學之父》，譯作有《預約新宇宙》、《億萬又億萬》、《抓時間的人》、《數學與頭腦相遇的地方》、《物理與頭腦相遇的地方》、《物理學家的靈感抽屜》、《光錐．蛀孔．宇宙弦》、《宇宙的六個神奇數字》、《量子重力》、《黃金比例》、《時終》等書。
　　

精彩书评

　　柯爾運用比擬的技巧非常神妙，她幫助我們把科學觀念給視覺化了。
　　——《舊金山紀事報》
　　
　　柯爾的書會改變許多人對於物理的恐懼，這本書讓讀者打開了視野，看清楚物理科學和我們周遭物質世界間的關係……非常生動而迷人。
　　——《書目》
　　
　　柯爾展示了科學理念如何給予我們數以千計的新方法，來豐富我們對於日常世界的見識。
　　——霍夫史達特，《哥德爾、艾雪與巴哈》作者
　　
　　柯爾描述了現代物理學的偉大理論，包括它們的美、力度、哲學深度、與日常生活的關聯。她的熱情令人無法擋。
　　——葛登能，《跳出思路的陷阱》作者
　　

目录

自 序 物理是一種生活方式 柯爾
導 讀 愛情、互補、因果關係及其他 丘宏義
前 言 生活在太空中
像牛頓或愛因斯坦這一類的天才之成為天才的原因是：
他們問很天真的問題，結果是，問題的答案卻是驚天動地的。

第一部 求知的藝術
第一章 科學如隱喻
當物理學家說電子像粒子，他用的是隱喻式的比較，
就如詩人寫愛情像一朵玫瑰花。

第二章 正確？錯誤？
幾乎可以確定，愛因斯坦一定會錯。
至少他錯的意義就如他證明牛頓力學是錯的一樣。

第三章 瞧出端倪
科學是極令人興奮的探險，
我們非但是觀眾，也是演員。

第四章 科學的審美觀
「它很簡單，因此它美，」
費曼提到重力定律時這麼說。

第五章 自然的互補
解答不只一個解答，
萬能的答案並不存在。

第二部 發動者及震撼者
第六章 力和贗力
以四種所謂的自然界基本作用力，
來瞭解贗力，那就很容易了。

第七章 量子躍遷
現在大家看到的大自然，是結結巴巴的或顆粒的，
從一數量跳到另一數量去，從來不橫越這二者之間。

第八章 相對說來
大眾心目中的相對論就只是這句話：所有的事都是相對的。
事實上，愛因斯坦理念的涵義，幾乎正好相反。

第三部 線及結
第九章 波和四濺的水花
波是自然界中特別持續不斷的模式，影響遠大，
四濺的水花只是曇花一現的事件。

第十章 共振的魔力
共振不只是冷酷無情的放大器，
它也是我們耳朵聽到的音樂。

第十一章 對稱性和影子
影子是失去了的影像，
但影子也和原來的光一樣，富含資訊。

第十二章 有序及無序
費曼說：「在不可逆的過程中失去的
不是能量，而是機會。」

第十三章 因與果
如果事出必有因，那麼我們就是齒輪；
如果事出不必有因，我們僅是一堆骰子而已。

第十四章 差之毫釐，失之千里
如果強作用力稍弱，或者電力稍強些，
原子、物質可能就不存在了。

後 記 推動力及影響力
從愛因斯坦的理念，
到我的「物理學家朋友」原創的洞見。
附 錄 延伸閱讀

精彩书摘

生活在太空中
物理的書都充滿了複雜的數學公式。可是思想及理念，而不是公式，才是每一物理理論的開端。
——愛因斯坦及殷菲德（Leopold Infeld），《物理之演化》[1]
科學的發現，這個偉大房屋中的新房間，已經使人們改變了對於這屋子牆外事物的看法……我的論題是，（這些發現）真的給了我們一個有效益及有關聯的類比；在某些處於科學範疇或者其朦朧意識之外的人類問題，這些類比是很急需的。
——羅伯．歐本海默，《科學與一般性的瞭解》[2]
科普作家一直都在宣稱某類事件的深刻重要性，如宇宙最終的命運，或者在（宇宙創世）最初一兆分之一秒時發生的事件。我們把這些寫下，好像人們都和諺語說的一樣，徘徊不安地顛坐在椅邊，焦急地等著知道質子是否會（在1032年後[3]！）自行衰變，或者微子[4]內部是否有神神祕祕地放進去的一些質量。我們使他們屏息等待著這類的奧祕，如搜尋頂夸克或宇宙常數[5]。有時我不禁要想，有多少讀者早上起來，睡眼仍舊惺忪之際，正掙扎著去找襪子來穿的時候，是否會起疑，有沒有必要把這些遠不可及的宇宙角落看得這麼重要？
確實，重要性並不很明顯。
可是宇宙大尺度構造中的生動奧祕，以及原子的內臟，和我們之間的關係要比我們想像到的要大得多。科幻小說把「太空」旅行去的地方描述成，似乎這些地方有奇異及外星情調的景色，是遠而又遠的星系所在地，那裡可能是古怪生物的家。然而我們多水的世界整天整夜地就在太空中打轉，而那些古怪生物之中至少就有我們——組成是血肉及骨骼，這些血肉骨骼的最終結組成則是夸克。
太空不是外星人的土地。內太空（原子內部）也不是。它們是我們居住的地方。
更引人矚目的也許是，科學的理念幾乎已經溜進了我們文化及語言的每一面向。我們說，人們（就如磁石似的）互相吸引或互斥，習性的力量，因及果，無序度及量子級的躍遷，時間及空間。我們的語言中已大量撒進了科學的隱喻；而科學的語言也不可避免地滲入了日常生活印象的用語。
大多數的科學家都很有理由去懷疑，是否這種嘗試有可行性，亦即：把他們很精確下了定義的理念用在捉摸不定的人類事務上。可是也有同樣多的科學家認為，科學與人文之間已經遭受了令人心痛而且也不自然的隔離。科學不僅是一些事實的綜合；科學是許多理念的綜合體，這綜合體形成了我們的文化脈絡，我們透過這脈絡去看這個世界。科學影響了幾乎所有環繞我們的事物，也受到這些事物的影響。這些事物包括從宗教到奴隸的地位。

前言/序言

宇宙的边界与思想的疆域：一场关于世界本质的深刻对话 图书信息： 书名： 宇宙的边界与思想的疆域 作者： [虚构作者名，例如：艾略特·凡恩 / 伊莲娜·莫里森] 页数： 约 480 页 装帧： 精装，附赠艺术插图 主题分类： 科学哲学、认知科学、宇宙学、形而上学 --- 内容简介： 《宇宙的边界与思想的疆域》并非一本教科书，它是一次邀请，邀请读者潜入人类心智最深层的探询，去审视我们所构建的关于实在、知识与存在的全部框架。本书的核心在于探讨：当我们试图用科学的语言描摹宇宙的宏大结构时，我们自身的认知限制将界定出何种“边界”？而我们思考的“疆域”又在何处延伸？ 本书结构严谨，逻辑清晰，由三个紧密关联的部分构成，层层递进地剖析了科学认知与形而上学思辨的交汇点。 --- 第一部分：度量的幽灵与实在的结构 本部分聚焦于科学方法论在面对最基本问题时的内在张力。作者并未满足于描述已知的物理定律，而是深入挖掘了这些定律背后的哲学假设。 1. 概率的暴政与因果律的退位： 探讨量子力学的兴起如何从根本上动摇了自牛顿时代以来对确定性宇宙的信仰。我们审视了“观察者效应”并非简单的技术干扰，而可能触及到实在本身依赖于意识参与的核心问题。书中详细分析了哥本哈根诠释、多世界理论以及退相干理论的哲学含义，指出当我们接受概率成为自然的基本语言时，我们对“真实发生”的定义也随之重塑。 2. 时空的几何与感知的形变： 广义相对论描绘的弯曲时空是优美的数学构造，但人类心智却是以三维欧几里得空间演化而来的。本书深入探讨了我们的大脑如何“翻译”高维度的时空结构。我们讨论了“时间”是否仅仅是一种局部的、受熵驱动的幻觉？并对比了物理学家和神经科学家对时间感知的不同描述，揭示了现象学（我们体验到的时间）与物理学（时间作为第四维度）之间的鸿沟。 3. 物质的终极：信息、场还是关系？ 追溯从原子到夸克、再到量子场论的探索历程。作者挑战了“粒子是基本实在”的直觉，转而深入探究信息论在物理学中的崛起。本书批判性地考察了黑洞信息悖论，并引入了“关系主义”的观点——或许宇宙的基石不是独立存在的“事物”，而是事物之间持续不断的相互作用和信息交换。这迫使我们重新思考“本体论”的优先级：是物质优先，还是关系优先？ --- 第二部分：认知的疆界与人类的尺度 如果说第一部分关注的是“世界是什么”，那么第二部分则转向了“我们如何知道世界”。本部分是本书最富思辨性的章节，探讨了人类心智的固有局限性如何塑造了我们对宇宙的理解。 1. 智力的演化限制： 作者引用了进化生物学和认知神经科学的最新成果，论证了人类心智在适应中更新族群捕猎和部落生存的环境中形成了特定的思维模块。这些模块（如线性因果推断、对象恒存性）在处理日常问题时效率极高，却在面对反直觉的物理现实（如量子叠加态、无限大的尺度）时显得力不从心。我们追问：是否存在“非人类思维”才能完全把握的物理图景？ 2. 语言的牢笼与数学的边界： 语言是人类思想的载体，但它也限制了我们表达和理解的能力。本书分析了描述复杂物理系统时语言的模糊性和歧义性，并转而考察了数学——被誉为物理学通用语言的工具。尽管数学异常强大，但哥德尔不完备性定理的阴影依然笼罩。我们审视了理论物理学中依赖于数学直觉（如“美感”和“对称性”）的突破，并反思这种对优雅的追求是否会驱使我们偏离真实的复杂性。 3. 解释的层次与科学的谦卑： 探讨了科学解释的不同层次：从描述（“发生了什么”）到机制（“如何发生”）再到本体论（“为什么是这样”）。本书主张，科学的进步往往是不断提出更精确描述的过程，而非最终触及“终极答案”。真正的科学精神并非在于宣称掌握了全部真理，而在于清晰地界定我们知识的边界——即我们此刻的理论在哪些条件下会失效。这要求科学界培养一种“结构性谦卑”。 --- 第三部分：意义的重构与未来的视域 在辨析了物理世界的结构性难题和认知工具的局限性之后，本书的最后一部分将目光投向未来，讨论了在新的知识框架下，人类如何重新定位自身的意义和目标。 1. 复杂性的涌现与自下而上的秩序： 本部分深入探讨了从简单规则中涌现出复杂、不可预测模式的现象。从生命本身到星系的形成，涌现性挑战了还原论的思维模式。本书认为，理解宇宙可能不再是寻找一个单一的“大统一理论”，而是理解不同复杂性层次之间的接口和转换规则。我们探索了诸如“自主系统”和“信息流”如何定义生命与意识的边界。 2. 开放性的宇宙与伦理的延伸： 面对一个充满不确定性、可能存在我们无法察觉的维度或物理定律的宇宙，人类的伦理学框架必须进行调整。如果我们的认知受限，那么我们对“未知”的责任是什么？本书讨论了对外星生命探索的伦理意义，以及在面对自身知识的根本性局限时，如何构建一个更具包容性和适应性的哲学立场。 3. 走向未知的地平线： 结语部分，作者邀请读者将本书所探讨的思辨工具应用到日常的决策和理解中。我们不必等待物理学给出一个终极公式，因为思考本身就是我们正在使用的最强大的工具。本书最终导向的不是一个答案，而是一种持续探索的状态——一种对“我们知道什么”与“我们能够知道什么”之间张力的永恒尊重。 --- 推荐读者： 本书适合对物理学有基本了解，但更渴望探究科学背后的哲学基础、认知科学的限制以及人类对实在的根本性疑问的读者。它将吸引那些不满足于接受现有解释，并愿意进行一场跨越学科壁垒的深刻思辨之旅的求知者。阅读本书，如同登上一个高塔，不仅能俯瞰已知的科学成就，更能清晰地辨识出知识版图上那些尚未被命名的、充满挑战的“边界”与“疆域”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题本身就充满了诗意和探索的张力。“物理与头脑相遇的地方”，这几个字仿佛开启了一扇通往奇妙境域的大门，让我对接下来的阅读充满了无限的期待。我一直对那些能够将抽象的科学概念与人类的思考、感悟融为一体的作品情有独钟。想象一下，那些构成宇宙最基本法则的粒子，它们如何在我们的意识中激起涟漪，又如何塑造了我们对现实的认知。这本书似乎就是在试图描绘这样一种连接，一种跨越了物质与精神藩篱的对话。我好奇作者将如何引导我去理解那些看似冷冰冰的物理定律，如何在它们背后挖掘出人类智慧的痕迹，甚至是在那些微观世界的奇妙运动中，发现我们自身的影子。它不像一本枯燥的科普读物，而是更像一次邀请，邀请我去参与一场关于理解世界和理解自我的深度漫游。我期待在文字的引导下，能够感受到科学的魅力，也能体会到人类思想的深度，最终在“物理与头脑相遇的地方”，找到属于自己的那份豁然开朗。

评分☆☆☆☆☆

如果说有什么书能够真正颠覆我对“科学”的看法，那一定是这本。它没有冰冷的公式，也没有枯燥的定义，取而代之的是一场关于求知欲、关于好奇心、关于人类对宇宙奥秘不懈追求的宏大叙事。作者的文字充满了智慧的火花，他能够巧妙地将科学史上的重大发现、前沿的物理学理论，以及那些推动科学进步的伟大头脑，融汇成一个引人入胜的故事。我尤其喜欢他对“偶然性”与“必然性”之间微妙关系的描绘，这种在混沌中寻找秩序，在规律中发现惊奇的视角，让我对科学的理解上升到了一个新的高度。它不仅仅是关于“是什么”，更是关于“为什么”。它引导我去思考，科学是如何一步步地帮助我们揭开世界的面纱，又在不断揭开的过程中，显露出更多未知的领域。这本书让我感受到科学的生命力，感受到人类探索精神的伟大，也让我对未来充满了更多的期待和好奇。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的震撼，远非简单的信息传递所能比拟。它更像是一次思想的洗礼，一次对“科学”这一概念的重新定义。我曾以为物理学是遥不可及的学科，是少数精英的专利，但这本书却以一种异常亲切、甚至略带文学色彩的方式，将我引入了物理学的殿堂。作者的叙述风格独树一帜，他能够用最生动、最形象的比喻，将那些复杂的概念解释得清晰透彻，让人在捧腹大笑或若有所思中，就领悟了物理学的精髓。我印象最深刻的是他对“不确定性”的阐述，这不仅仅是量子力学中的一个概念，更是对人类认识边界的深刻反思。它让我意识到，理解世界的过程中，永远存在着未知和可能性。这本书让我看到了物理学作为一种“生活方式”的可能性，一种将严谨的逻辑思考与丰富的想象力相结合的思维模式。它鼓励我去质疑，去探索，去用科学的眼光去审视身边的每一个现象，去发现隐藏在平凡之下的不凡。

评分☆☆☆☆☆

这并非一本轻松阅读的书，却充满了引人入胜的魅力。作者以一种极其个人化、但又充满普适性的方式，展现了他对物理学和人类认知之间深刻关联的思考。我特别欣赏他对于“模型”的讨论，是如何通过构建和不断修正模型来理解世界的。这种思维方式，不仅适用于物理学，也同样适用于我们生活中的方方面面。它教会我，要勇于尝试，不怕犯错，因为每一次尝试都是一次学习和进步的机会。书中的一些思考，甚至触及到了存在的本质，让我不禁开始思考，我们所感知到的现实，究竟是客观存在的，还是我们大脑构建的某种“模型”？这种哲学层面的探索，让这本书的内涵更加丰富和深刻。它不仅仅是一本物理学的入门读物，更是一本关于如何思考、如何认识世界的智慧指南。读完之后，我感觉自己的思维模式被打开了，看待问题的角度也变得更加多元和深入。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我感觉自己仿佛在进行一场智识的冒险，一次穿越时空的旅程。作者的笔触细腻而深刻，他不仅仅是在讲解物理学，更是在拆解我们对世界的固有认知，并以一种近乎哲学的高度来审视科学的力量。我尤其被他对于“巧合”与“必然”的探讨所吸引，这种在看似随机的事件中寻找隐藏模式的尝试，恰恰是科学研究的精髓所在。书中所描绘的那些物理学家的思想火花，那些在黑暗中摸索前行的探索者们，他们的执着与灵感，都让我深受感染。它让我意识到，科学并非是高高在上的神谕，而是人类不断追问、不断尝试、不断突破的伟大事业。我开始重新审视生活中的点滴，那些曾经被我忽略的寻常现象，似乎都隐藏着更深层的物理学原理。这种从宏观宇宙到微观粒子，再到我们日常生活的联结，让我感受到了知识的无边无际和人类智慧的伟大。这本书带给我的不仅仅是知识的增长，更是一种看待世界的新视角，一种更加深刻的理解。