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悖論:破解科學史上最復雜的9大謎團 版權信息
- ISBN:9787515325453
- 條形碼:9787515325453 ; 978-7-5153-2545-3
- 裝幀:一般輕型紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:
悖論:破解科學史上最復雜的9大謎團 本書特色
★本書是國際知名物理學家,英國薩里大學教授,英國知名學者、作家及節目主持人吉姆·艾爾-哈利利的誠意之作,作者榮獲英國邁克爾·法拉第獎和開爾文獎。 ★這是一本挑戰智商與邏輯思維的科普奇書,書中9大悖論帶你用有趣的方式,一次搞懂偉大的科學發現。 ★作者用深入淺出、輕松有趣地口吻詳細講授了世界上聰明的科學家都曾被考倒的經典難題,包含阿基里斯與龜、麥克斯韋精靈、祖父悖論、奧伯斯佯謬、拉普拉斯妖等。 ★美國著名科普雜志《今日物理學》主編羅伯特·馬赫以及科幻與通俗科學教授、物理學博士葉李華隆重推薦給熱愛科學的所有人。 這不僅僅是一本科普讀物,而是傳遞科學文化、啟迪愛好科學的人們思考、開拓眼界的趣味知識書。本書一改以往科普圖書遠在云端、高不可攀、深不可測的特點,實現了幽默文風與理性科學的融合,對于包括青少年朋友在內的廣大科普愛好者掌握科學方法,引導其今后的人生道路和方向,都有積極良好的作用。
悖論:破解科學史上最復雜的9大謎團 內容簡介
本書介紹了富有代表性的9個悖論,它們橫跨整個科學史,對于每個時代科學家們關注的議題提出質問。這些悖論都屬于“認知悖論”,處于似非而是與似是而非的矛盾中,但其實只要仔細思考,就可以找出其中的假設漏洞,輕松破解。書中有精美插圖,使得內容更加豐富生動。為什么入夜之后天色會變暗?如果你搭乘時空機回到過去殺死了你的祖父,那你還會存在嗎?貓竟然可以同時處于活著又死亡的兩種狀態?一根竹竿在高速移動下,長度居然會變短?明明是雙胞胎,其中一個人卻比另外一個人大十歲?粒子能移動得比光速快嗎?我們是否擁有自由意志?上面這些不合理的問題接近顛覆了我們的知識與邏輯,他們正是科學上所謂的“悖論”。從古到今,這些復雜的謎題考驗過無數科學家,讓他們百思不得其解。本書作者被譽為“科普界的明日之星”,他認為,這些悖論就像是露出水面的冰山一角,而水下還隱藏著豐富廣博的科學知識。想一探科學上的諸多奧秘,還有什么方法比透過破解謎題更有樂趣呢?更別提這些謎題曾經擊敗過世界上Z聰明的腦袋!如果你喜歡挑戰自己的邏輯思考,這本書能滿足你的需求,讓你在反復論證中獲得許多啟發。
悖論:破解科學史上最復雜的9大謎團 目錄
導讀
反其道而行的科普奇書
推薦序
享受閱讀與思考的愉快
譯者序
關于科學悖論的二三事:為什么我們要探討科學悖論
前言
D一章 綜藝秀里的悖論
簡單的概率,顛覆你的思考邏輯
消失的一塊錢之謎
貝特朗箱子悖論
生日悖論
蒙提霍爾悖論
第二章 阿基里斯追龜
一切運動皆為假象
二分法悖論
運動場悖論
飛矢不動悖論
芝諾悖論與量子力學
第三章 奧伯斯佯謬
為什么入夜之后天色會變暗
數不盡的星星
不斷擴張的宇宙
大爆炸的證實
Z終解答
關于Z終解答以及大爆炸的證實
第四章 麥克斯韋精靈
永動機是可行的嗎
松掉的發條,洗均勻的牌,與漸增的亂度
單向閥
可是精靈更為聰明……
“隨機”究竟是什么意思
永動機
麥克斯韋精靈與量子力學
第五章 竿與谷倉悖論
一根竿子究竟有多長?這要視它移動得多快而定
關于光的本質
縮短的長度
星際之旅
再論竿與谷倉
第六章 孿生子悖論
借由高速運動,我們可以跨入未來
時間是什么
讓時間變慢
解開孿生子悖論之謎
愛因斯坦畢生滿意的點子
盯著時鐘
窮人的時光之旅
第七章 祖父悖論
回到過去殺害自己祖父,意味著你不會出生
如何回到過去
超越光速
方塊宇宙
方塊宇宙中的時光旅行
時光旅行悖論的可能解答
真正的時光旅行需要多重宇宙
鏈接各個宇宙
時光旅人何在
第八章 拉普拉斯妖
蝴蝶振翅能否讓我們幸免于可預測的未來
決定論
蝴蝶效應
混沌理論
自由意志——如果你真的想捉弄我,我永遠無法猜出你接下來會做或說什么
量子世界——是否終有了隨機性
總結
第九章 薛定諤的貓
箱子里的貓既是活的又是死的,直到我們看到它
埃爾溫·薛定諤
量子迭加
量測問題
孤注一擲的嘗試
量子漏失
第十章 費米悖論
外星人都上哪里去了
德雷克及其方程式
SETI
系外行星
我們有多么特別
人擇原理
第十一章 懸而未決的問題
粒子能移動得比光速快嗎?我們是否擁有自由意志?
以及其他未解之謎……
比光還快嗎
悖論:破解科學史上最復雜的9大謎團 節選
我們將探討的9個悖論當中的D一個,可追溯至2500年前。經歷這么長時間的琢磨,相信讀者并不會訝異它已被徹底破解。不過對于初次接觸的人而言,這個悖論乍聽之下還是令他們暈頭轉向。這個謎題名為“阿基里斯悖論”(the Paradox of Achilles),又稱為“阿基里斯追龜的問題”,它其實是希臘哲學家芝諾(Zeno)所提出的一系列問題之一。作為邏輯思考的范例,它其實再簡單不過了。但別以為本章僅只于此;我們將深入探討數個芝諾悖論(Zeno's paradoxes),Z后以其中一個悖論的現代版作結;它僅能以量子論來解釋。嘿,我從來沒有說要輕易放過各位讀者。 首先來看芝諾悖論當中著名的一個:在一場與身手矯健的阿基里斯的賽跑中,烏龜被允許率先出發;當阿基里斯起跑時,烏龜已經抵達路途中的某處(姑且稱為A點)。由于阿基里斯跑得比烏龜要快許多,他很快就抵達A點。然而,當他跑抵該處時,烏龜已經移動到更遠的地方,我們把它稱做B點。當阿基里斯跑抵B點,這時烏龜已經爬到更遠的C點;這個過程不斷重復。盡管阿基里斯不斷追近烏龜,每個階段兩者之間的差距也不斷縮小,前者卻永遠不可能超越后者。這個敘述錯在哪里呢?不論是聰明才智、各種邏輯難題的推敲,或者僅是概括性的深刻思考,我們都無法凌駕希臘人。事實上,這些古哲學家們如此犀利,他們的邏輯具有如此深刻的洞察力,令人老是忘記他們是2000多年前的人物。時至今日,當我們想舉天才的例子時,除了人氣始終居高不下的愛因斯坦之外,也常提及諸如蘇格拉底、柏拉圖以及亞里士多德等人,作為人類智識卓越典范的代表性人物。 芝諾誕生于古希臘的埃利亞城,該城位于現今意大利西南部。我們除了知道他是埃利亞哲學家巴門尼德斯的學生之外,對其生平與著作所知皆不多。他們與另一位出身該城的哲學家麥里梭共同組成現今所稱的埃利亞學派。他們的哲學思想主張,一個人不能僅僅透過感官及感官經驗來理解這個世界,Z終還必須依賴邏輯與數學。整體而言,這是合理的看法;不過讀者將會察覺,這個理念卻將芝諾引入歧途。 就我們對芝諾思想僅有的了解,他似乎少有自己原創的建設性觀點,而是熱中于推翻他人的論證。盡管如此,活躍于芝諾之后100年的亞里士多德依然將他視為“辯證法”這個論證方式的創始人。辯證法是古希臘人(尤其是柏拉圖與亞里士多德等哲學家)擅長的一種開放式討論,透過邏輯與推理在討論中解決想法意見上的歧異。 芝諾的原著當中只有一部篇幅甚短的著作流傳至今,因此我們所知關于他的一切皆來自于他人的著述,特別是柏拉圖與亞里士多德。芝諾于40歲左右旅行至雅典,并在那里遇見年輕的蘇格拉底。他晚年活躍于雅典政壇,Z終因共謀推翻埃利亞城的統治者而被補入獄,并且刑求致死。有一則關于他的故事說,他寧愿咬掉自己的舌頭吐在逮補者的臉上,也不愿供出共謀者。但他Z著名的,還是透過亞里士多德的巨著《自然哲學》(Physics)流傳后世的一系列悖論。一般相信他共提出過約莫40個悖論,但只有少數流傳下來。 芝諾的所有悖論都圍繞著一個中心思想:一切都是亙古不變的;運動狀態只是一種假象,而時間本身并未真正存在。其中著名的4個悖論分別被亞里士多德命名為:阿基里斯追龜(the Achilles)、二分法(the Dichotomy)、運動場(the Stadium)與飛矢不動(the Arrow)悖論。如果有什么是希臘人擅長的,那當然是哲學思考了。像“一切運動皆為假象”這種恢宏的宣言,正是他們著名的抽象思考得到的結果,充滿煽動性。我們可以用現代的科學方法來駁倒這些悖論,不過它們實在有趣極了,值得我們重新探討。本章將逐一檢視這些悖論,并且說明如何運用較為謹慎的科學分析來破解它們。首先從我剛剛描述過的悖論開始吧。 這是我個人喜歡的芝諾悖論,因為它乍看之下完全合乎邏輯,卻以出乎意料的方式挑戰邏輯。阿基里斯是希臘神話中偉大的戰士,擁有天生神力、勇氣與戰斗技巧。半人半神的阿基里斯,其雙親為色薩利國王珀琉斯與海神忒提斯。在荷馬描述特洛伊戰爭的史詩《伊里亞德》(Illiad)里,他的角色非常突出。據說當他還是小男孩時,速度已經快到足以捉住鹿,身體強壯得足以殺死獅子。 芝諾在他的悖論中選擇這位神話英雄與笨重的烏龜賽跑,顯然是兩種的對比。 此悖論乃是基于更古老的龜兔賽跑寓言,出自于名叫伊索的另一位古希臘人,大約活躍于芝諾之前的100年。在原本的寓言中,烏龜遭到兔子嘲笑,因此向兔子下戰帖賽跑,結果烏龜及時抵達終點而獲勝。兔子過于自大,以為自己的速度快到可以在中途睡上一覺,結果卻太晚醒來而追不上烏龜。 在芝諾的版本里,飛毛腿阿基里斯取代了兔子的角色。與兔子不同的是,他完全專注于比賽,卻因為讓烏龜率先起跑而種下敗因。無論賽跑距離多長,乍看之下烏龜終將贏得比賽,盡管在古希臘人眼里兩者抵達終點的順序也許難分軒輊。根據芝諾的解釋,不論這位英雄跑多快,或是烏龜爬多慢,阿基里斯永遠無法超越烏龜。這顯然與事實不符,究竟怎么回事呢?對于古希臘時期的數學家而言,這是個重大的難題,因為在當時還沒有所謂的“無窮級數收斂”(converging infinite series)概念,甚至連“無窮大”的意義都尚不明朗(這些觀念稍后會加以解釋)。在當時,擅長思考此類問題的亞里士多德已經認為芝諾旳想法是一種“謬誤”。問題在于亞里士多德及其他古希臘哲學家并無人知曉以下這個基本的物理學公式:速率等于距離除以時間。時至今日,我們對于物理學的了解已經比希臘人深刻許多。
悖論:破解科學史上最復雜的9大謎團 作者簡介
吉姆·艾爾-哈利利 出生于伊拉克,國際知名物理學家,英國薩里大學教授,英國知名學者、作家及節目主持人。他在任教期間,主要從事量子力學的研究,屢獲佳績。 吉姆有多本科普書籍,已被譯為20多種語言在世界各國出版,代表作為《探路者:阿拉伯科學的黃金時期》。他主持過多個電視與廣播節目,包括獲得英國影藝學院獎(BAFTA)提名的《化學:一段揮發性的歷史》以及《渾沌的秘密生活》。目前主持BBC第四廣播電臺每周一期的科學節目《科學化的生活》。 吉姆曾被授予大英帝國官佐勛章(OBE),在2007年和2011年,他分別被英國皇家學會和英國物理學會授予邁克爾·法拉第獎和開爾文獎,以表彰他在科學教育方面的貢獻。
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