諾貝爾奬大師科普經典·湖畔遐思：宇宙和現實世界 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 史蒂文·溫伯格（Steven Weinberg） 著，丁亦兵 等 譯

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030437747

版次：1

商品編碼：11675137

包裝：平裝

叢書名： 諾貝爾奬大師科普經典

開本：16開

齣版時間：2015-03-01

用紙：膠版紙

頁數：180

正文語種：中文

內容簡介

　　《諾貝爾奬大師科普經典·湖畔遐思：宇宙和現實世界》由25篇在2000－2008年間撰寫和發錶的短文構成，並在每篇文章的前和後都添加瞭序或說明。溫伯格以其傑齣的理論物理學傢的獨特見解，使我們能從一個熱愛物理且認為用物理學傢的方式來看待世界有著重要價值的角度來認識當今自然科學和社會科學的方方麵麵。《諾貝爾奬大師科普經典·湖畔遐思：宇宙和現實世界》內容涉及到從宇宙學的問題到當今世界上的諸多議題，甚至包括軍事、政治和宗教等爭議的問題。具體內容包括對"最終理論"的看法、是否科學能解釋一切、科學的未來與宇宙、暗能量、卓越的物理方程、導彈防禦、增長的核危險、宇宙是計算機嗎、漫步到末日的啓示、四大教訓、錯誤的決定、轉摺點、奧本海默、愛因斯坦的大統一研究、愛因斯坦的錯誤、生活於多元宇宙、反對抵製、對博士後的話、科學或宇宙飛行員、以色列和黎巴嫩、沒有上帝等。

目錄

譯者前言
前言
1 等待終極理論
2 科學可以解釋每件事甚至任何事情嗎？
3 科學大戰最終實現和平
4 科學及宇宙的未來
5 暗能量
6 那些偉大的方程是如何留存下來的
7 關於導彈防禦
8 在增長的核危險
9 宇宙是一部計算機嗎？
10 “《自然》百年”的序言
11 漫步啓示錄
12 榮譽的價值？
13 四條金訓
14 錯誤的事情
15 轉摺點？
16 關於奧本海默
17 愛因斯坦對統一的追尋
18 愛因斯坦的錯誤
19 生活在多元宇宙中
20 反抵製
21 極端確信
22 寄語博士後
23 是科學還是太空人
24 以色列和自由主義者
25 沒有上帝
參考資料

精彩書摘

　　《諾貝爾奬大師科普經典·湖畔遐思：宇宙和現實世界》：
　　1 等待終極理論
　　20世紀的結束促使雜誌和報紙沉溺於對未來的大量猜測。作為這種先知遠見努力的一部分，《時代》（Time）雜誌邀請我評估在理解自然界基本規律的道路上我們還必須走多遠。我的答案是：相當遠。這篇短文於2000年4月在《時代》雜誌上發錶。
　　20世紀堪稱是一個物理學傢的世紀。到20世紀70年代，我們手頭已經有瞭所謂的標準模型，這是一個精確描寫我們在實驗室裏觀測到的那些力和粒子的理論，它提供瞭在物理科學中幾乎一切東西的認識基礎。
　　不，事實上我們不可能理解每一個事物——有很多東西，從海洋中的湍流到蛋白質分子的摺疊，如果在我們的計算方法中沒有新的深刻見解和根本改進，我們不可能理解它們。它們將給理論傢和實驗傢在可預見的未來提供大量令人感興趣和可持續的職業，但是，要理解這些現象並不需要新的獨立的科學原理。標準模型提供瞭我們為此所需要的一切基本原理①。
　　盡管還有一種力——引力，沒有被標準模型所涵蓋。愛因斯坦的廣義相對論給齣瞭通常距離下的引力很好的解釋，而如果我們願意，我們可以把它添加到標準模型中。但是當我們試圖將它應用於距離非常小——比最強大的粒子加速器能夠探測到的距離的一億億分之一還要小～—的粒子時，嚴重的數學不白洽性就齣現瞭。
　　然而，即使不說描寫引力的問題，標準模型以現在的形式，也有著太多的任意性特徵。它的方程包含太多的白然常數——諸如基本粒子的質量和電荷基本單位的強度等——它們都被賦予瞭一些特定的、僅僅是為瞭讓它們似乎有效的數值。在寫下這些方程時，物理學傢們隻不過插人瞭一些隻要能使理論預言符閤實驗結果的數值。
　　有理由相信，這兩個問題實際上是同一個問題。這就是說，我們認為，當我們學會瞭如何建立一個數學上白洽的、既控製引力又控製已經由標準模型描寫的那些力的理論時，所有那些似乎任意的性質都將被證明正該如此，因為這是使理論能夠在數學上白洽的唯一方式。一條應當是正確的綫索是這樣的一種計算：它證明，盡管在我們的實驗室裏測量時各種力的強度似乎非常不同，但假如它們可以在一個微小的距離——彼此靠近到上述的不白洽性開始顯現的距離——測量的話，所有這些力的強度都會是相等的。
　　理論傢們甚至曾經確認瞭一個能將引力與其他各種力白洽統一的候選者：超弦理論。該理論的某些版本曾經建議，對於我們似乎是粒子的那些東西都是存在於十維時空的弦形成的圈或綫。但是我們還沒有理解該理論的所有原理，而且，即使我們理解瞭，我們也不會知道怎樣應用這個理論做I齣可以在實驗室中進行檢驗的預言。
　　這樣的一種理解可能在明天就會由一些聰明的研究生做到，也可能還要再花上另一個世紀左右。很可能這種理解從某種新的基本物理原理齣發做一些純數學推導就可以實現，而這些新的基本物理原理隻不過是某人碰巧發現的，但是更有可能需要一堅新的實驗發現觸發靈感。
　　我們希望能夠通過測量是今天實驗室中所能探測的尺度的一億億分之一的尺度上發生的事件來判斷一種新的基本理論的正確性，但或許這是永遠不可能做到的。藉助我們現在可以想象得到的任何一種技術，像這樣的一些測量會用掉比全人類的經濟資源還要多的資源。即使不依靠新的實驗，或許根據是否能解釋標準模型所顯現的各種性質，也能評判一個終極理論。但是，解釋太多瞭。我們不會滿意於這樣的一種理論：它以一種類似於開普勒（ Kepler）以前的天文學傢通過一環套一環來解釋行星運動軌跡的方式，用某種復雜而且任意的東西來解釋標準模型。
　　要想使解釋閤格的話，該基本理論必須是簡單的——不一定隻是幾個簡短的方程式，但是這些方程都必須基於一個簡單的物理原理，就像廣義相對論的方程基於引力是一種時空彎麯效應的原理建立起來一樣。而且這一理論還必須是令人信服的——它必須給我們這樣一種感覺：它幾乎跟現在沒有什麼不同。
　　當我們最終有瞭一種簡單的、令人信服的，而且在數學上白洽的引力與其他力的理論，它們解釋瞭標準模型的任何明顯特徵時，我敢說這個理論將真的是一種終極理論。我們對於自然的描述變得越來越簡單。越來越少的基本原理用於解釋越未越多的東西。但是簡單性不可能無限增長。看來很可能我們所選定的下一代主要理論將是如此之簡單，以於不會有任何進一步簡化的可能性。
　　然而，一種終極理論的發現不會幫助我們治愈癌癥或理解意識。們或許已經知道瞭我們所需要的、適閤這些任務的所有基礎物理。終理論似乎有一個有極大影響的科學分支是宇宙學。我們對標準模型有分的信心，它能嚮迴追蹤宇宙目前的膨脹到它的假定起點之後的十億之一秒。但是，當我們試圖理解比那更早的時間發生瞭什麼時，將遇這個模型的局限性，特彆是它關於極短距離引力行為知識的空白。
　　這種終極理論將促使我們迴答宇宙學的一些最深刻的問題：目前宇宙膨脹有起點嗎？什麼決定瞭這個起點的條件？我們所稱呼的字目即在所有方嚮蔓延幾百萬光年的輻射與物質，真的就是存在的一切？是它僅僅是一個大得多的“多宇宙”的一部分，我們所看到的膨脹是在其中的一個局域的插麯呢？
　　終極理論的發現還有一種文化影響，堪比現代科學誕生時人們所得的感受。據說，17世紀和18世紀科學精神的擴散曾是終止焚燒女等事件中的一件。知道瞭宇宙如何被終極理論的客觀原理所控製，不能終結人類持久延續下來的迷信，但至少它留給這些迷信很少的活空間。
　　自2000年以來，超弦理論也好，多宇宙想法也好，鬱沒能取得會確立它們在科學中永久地位的那類成功，但是在某種意義上它們殊途同歸。在2001年人們『由加利福尼亞大學聖巴巴拉分校（ University of California at Santa Barbara）的史蒂文?吉丁斯（ Steven Giddings）、沙米特?卡赫魯（Shamit Kachru）和約瑟夫?波爾欽斯基（ Joseph Polchinski）]發現超弦理論的方程具有大量的解。斯坦福（ Stanford）大學的倫納德?薩斯坎德（ Leonard Susskind）對於解的這種多重性杜撰瞭一個術語，叫“弦景觀”，這類似於理論生物化學中發現的蛋白質分子可能取嚮的景觀。按照斯坦福大學的安德烈?林德（ AndreiLinde）早些時候關於混沌暴漲的想法，這些解中的每一個都可能描寫一個不同類型的大爆炸宇宙學（它是本文集中的第9篇文章的主題）。弦景觀以及宇宙學含義的探索是一個艱巨的任務，隻不過剛剛起步。事實上，在理解自然的基本規律的道路上，2009年與2000年相比，我們仍然必須走甚至更遠的距離。
　　2 科學可以解釋每件事甚至任何事情嗎？
　　這篇散文是根據2000年10月我在阿默斯特學院（ AmherstCollege）的一篇演講寫成的，這是我的一次偶然和不情願的涉足科學哲學的冒險。在寫作哲學有關文章時，我總感覺缺乏自信，因為有那麼多聰明人全身心地投入其中。盡管如此，在我看來，科學哲學傢的任務不是告訴科學傢如何工作，而是描述科學傢在他們的工作中正在做些什麼，所以，不時地聽到一位正在打拼的科學傢認為他或她正在做的是些什麼，對於哲學傢們或許是有用的。但是當阿默斯特學院的哲學傢們邀請我做一次關於科學中解釋的意義的演講時，我還有另外一個理由接受瞭它：我住在得剋薩斯，而且喜歡這裏，但的確我有時會錯過新英格蘭（ New England）的鞦天，那裏曾是我生活過的地方。
　　這次旅行並沒有讓我失望。在從波士頓（ Boston）到阿默斯特的路上，我驅車穿過大片的楓樹和橡樹林，它們的紅色和黃色的樹葉在10月的燦爛陽光照耀下閃閃發亮。我認為駕車帶給我的樂趣遠勝過因阿默斯特的聽眾或許會欣賞我的演講所得到的樂趣。這篇文章曾經發錶於2001年5月的《紐約書評》上，2002年重新發錶在《最佳美國科學著作》（The Best American，Scien，ce Writting]上。
　　幾年前的一天晚上，我和得剋薩斯大學的幾位教員給一群大學生講述我們各白學科的工作。我概述瞭物理學傢在解釋有關基本粒子和場的實驗現象方麵所取得的巨大成就——當我還是一個學生時，我們如何不得不學習大量關於基本粒子、力和對稱性的雜七雜八的知識；在從20世紀60年代中期到70年代中期的10年間，所有這些零零碎碎的知識如何用現在所謂的基本粒子標準模型給I瞭解釋：我們如何學會瞭將粒子和力的這些繁雜的事實從幾個相當簡單的原理齣發用數學推導齣來：啊哈！之後一個偉大的集體怎樣由物理學界産生齣來瞭！
　　我講過之後，一位也是教員的同事（一位科學傢，但不是一位粒子物理學傢）評論道：“嗯，當然，你知道科學並不真正地解釋事情——它隻是描述它們。”以前我曾聽到過這種評論，現在卻使我大吃一驚，因為我曾經認為，我們一直在做一些相當好的解釋觀測到的基本粒子和力的性質而不隻是描述它們的工作。
　　我認為，我的同事的評論可能源白第二次世界大戰時期科學哲學傢中廣泛存在的一種實證主義的焦慮。路德維希?維特根斯坦（ LudwigWittgenstein）的著名評論中說道：“所謂的自然規律都是白然現象的解釋的這一錯誤觀念，是在整個現代世界觀的基礎上建立起來的。”
　　人們或許會認為，當我們找到一件事情的原因時，它就得到瞭解釋。但是，伯特蘭?羅素（ Bertrand Russell）①在他1913年的一篇有廣泛影響的文章中論證道：“由於‘原因’一詞與一些歧義性關聯密不可分，它已被完全排擠齣瞭人們認可的哲學詞匯範圍。”這使得哲學傢們像維特根斯坦一樣，在解釋和描述之間隻保留唯一的一個候選者，即符閤目的論的那個，把解釋定義為是對要解的事務的用意的陳述。
　　福斯特（E．M．Forster）的個說《天使不敢涉足的地方》（WhereAn，gel.s Fear to Tread）給齣瞭一個通過目的論區分描述與解釋的好例子。菲利普試圖找齣，為什麼他的朋友剋洛琳促成瞭菲利普的妹妹與遭到菲利普一傢人反對的一位意大利年輕人的婚姻。在剋洛琳轉述瞭她與菲利普的妹妹的全部交談內容之後，菲利普說：“你跟我所說的隻是一種描述，而不是一種解釋。”人們都知道菲利普這樣說意味著什麼——在問及一種解釋時，他想要知道剋洛琳的目的。在白然規律中顯示不齣任何目的，而且也不知道任何區分描述與解釋的方法。維特根斯坦和我的朋友們得齣瞭這樣的結論：這些規律不可能被解釋。或許說科學描述而不是解釋的人中有一些人還想著把科學與神學作不閤時宜的對比，他們設想神學通過引用某種神聖的目的解釋事物，而科學拒絕這樣做。
　　在我看來，這種推理模式不僅在實質上而且在程序上都是錯誤的。決定一些字詞具有不同於通常使用的意義，不屬於哲學傢的T作。與其論證當科學傢們像通常所做的那樣說他們的T作都是在解釋事情時，他們都是不正確的，那些關心科學中解釋的意義的哲學傢們不如去嘗試一下，理解科學傢們談論他們正在解釋某件事時，到底正在做些什麼。假如一定要我給齣物理學申解釋的一個先驗定義的話，我會說：“物理學中的解釋是當物理學傢們說‘啊哈！’時，他們一直在做的事。”而一個先驗定義（包括這個定義）是沒什麼用處的。
　　……

前言/序言

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