大師說科學與哲學：計算機與復雜性科學的興起 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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[美] 海因茨·R.帕格爾斯著，牟中原，梁仲賢譯

圖書標籤:

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齣版社：灕江齣版社

ISBN：9787540779252

版次：1

商品編碼：12184350

包裝：平裝

開本：32開

齣版時間：2017-05-01

用紙：膠版紙

頁數：331

正文語種：中文

具體描述

編輯推薦

　　若科學與哲學是互相遙望的兩岸，《大師說科學與哲學：計算機與復雜性科學的興起》恰好能化身為橋，連接兩大知識體係。本書作者海因茨·R.帕格爾斯是英年早逝的傑齣科學傢，在四十九歲那年夏天遭遇山難，留下的這本著作，字裏行間充滿科學的思維、哲學的辯證，是理性精神*好的明證。
　　想探討知識的本質？聊聊心智與肉體如何連結？想知道“科學”到底是什麼？你都可以在本書找到答案。在帕格爾斯的帶領下，我們剖析笛卡爾的心與物，躍過牛頓的肩膀，穿越愛因斯坦的時空，棋戰圖靈的人工智能，與高僧一同沉思……
　　在探索浩瀚的知識世界上，《大師說科學與哲學：計算機與復雜性科學的興起》將為你打造深入淺齣的思路旅程！

內容簡介

　　《大師說科學與哲學：計算機與復雜性科學的興起》主要分兩部分。第一部分討論復雜性科學（Science of complexity）的大要、非綫性係統的特色，以及計算機（尤其是超級計算機）無遠弗屆的影響。作者旁徵博引而且花瞭相當的精力在各層次上予以詳細說明，一般非科學背景的讀者，瞭解這些科學的主要精神應該不會有睏難。第二部分則提高層次，談論科學與哲學之間的關聯及日後的會閤。作者不隻對科學的哲學（包括數理哲學）有一套看法，且以自己過去的求學經驗穿插其中，相當引人入勝。在這部分，廣涉跨學科的認知科學、現代語言學、視覺計算理論、心物問題、進化論、分子生物學、集閤論、邏輯、數學、歸納與演繹方法，包括物質與認知兩類工具的有趣談論，這些尖端學科中興味盎然的內容，在作者娓娓道來的氣氛中，讓讀者毫不費力地沉浸在知性與溫暖的感覺中，令人覺得科學其實也是日常生活與思考的一部分。

精彩書評

　　★麵對急遽變遷的世界局勢及環境變化，創新的科學研究是解決當前眾多棘手問題的重要基礎。如今精選各領域的科普著作為經典套書，不但可使讀者一窺曆久彌堅的大師風範，領略科學與人文和諧之美，更能啓發理性的思辨能力，為人類的永續發展持續追尋與努力。
　　——著名科學傢翁啓惠
　　
　　★既有豐富的科學與哲學內涵，又錶現齣濃厚的自傳和逸聞色彩……
　　——《紐約時報》
　　
　　★著名物理學傢帕格爾斯，再次展現他那化繁為簡的獨特功力，把一頁頁復雜難懂的科學文獻，變成一篇篇簡潔雋永的散文。
　　——《齣版人周刊》
　　
　　★帕格爾斯對各種議題都有強烈見解，書中有許多有趣的洞見，值得科學傢、計算機學傢及未來學傢好好思考。
　　——《圖書館雜誌》

前言新世界觀
第1章美麗的大蘇爾、塞尚的蘋果

第一部復雜性科學
第2章科學的新綜閤體
第3章秩序、復雜性與混沌
第4章生命可以是如此非綫性
第5章模擬真實世界
第6章聯結論與神經網絡
第7章錢賺得愈來愈快

第二部哲學與反哲學
第8章造物主的造物密碼
第9章等待救世主
第10章錯以腦為心的人
第11章軀體從不說謊
第12章嚮無限挑戰
第13章創造的工具

第三部結論
第14章理性之夢

精彩書摘

　　《大師說科學與哲學：計算機與復雜性科學的興起》：
　　第1章美麗的大蘇爾、塞尚的蘋果
　　陰莖勃起時，理性便從窗口溜走。
　　——摘自哈欽斯（Robert M．Hutchins）的幽默劇《笨瓜》（Zuckerkandl）
　　美國加州坐落在兩大地殼闆塊之間，地質變動劇烈，雖然目前地殼相當穩定，卻隻是暫時的。事實上，太平洋闆塊正沿著聖安德烈亞斯斷層、緊挨著北美大陸闆塊往北滑，最後在阿留申群島附近深入地球熔岩之中。
　　加州地層的活躍，使得陸地與海洋間齣現劇烈的衝突．是我生平僅見，尤其在莫羅貝之北、卡梅爾市之南的大蘇爾（Big Sur）一帶最為明顯。這兒，聖盧西亞嶺直逼海洋，韆尺懸崖對著大海的驚濤駭浪。
　　大蘇爾是個原始而美麗的地方，迷人之處在於它的陽光——在鼕天和有霧的清晨陽光幽幽散射，夏日午後則澄澈明亮。山坡乾燥的草皮在艷陽下呈金黃色，陰涼的森林滿布杉柏、鬆樹、橡樹、紅杉以及野生動物，海岸外是綿延的海藻床，沉浮在海浪中。岩岸間，偶爾夾著沙灘，其間充滿各種海洋生物：寄居蟹、海星、海膽和鮑魚。海鷗和鵜鶘安詳地翱翔著，似乎沒有進化這迴事，鸕鶿則在岸邊等著浮遊生物吸引過來的魚兒。
　　那裏唯一的人造物是一號海岸公路，它是由一群囚犯在1930年代建造的。原本隻有牧人的地方，因為這條公路而齣現瞭人潮，其中多數是藝術傢和流浪者。有一些旅館和餐館坐落其間，但大蘇爾的孤立，以及冷寂的鼕天和欠缺的工作機會，使那兒遲遲沒有得到開發。
　　在東部長大的我，於1960年代來斯坦福大學讀物理研究所以前，從沒聽說過大蘇爾。那時我年方二十一，像我那樣年紀的研究生常在學生活動中心門口的噴泉邊流連，希望交到朋友。在那兒，我遇見瞭哈爾，他自陸軍情報局退役以後，就成瞭老學生。哈爾是第二代的加州人，祖先是愛爾蘭人，他黑發、碧眼，皮膚曬得很黑，跟許多愛爾蘭詩人一樣，是個叛逆的冒險者。
　　他對大蘇爾區很熟，有次他邀我一起去那兒度個長周末。他有幾輛自己改裝的大眾甲殼蟲轎車，其中一輛把車頂切瞭，在切口處加上木條，然後為車裝上強力的保時捷引擎，看來活像裝瞭輪子的澡缸——好快的澡缸！我們就坐著這輛澡缸上路去。
　　我們走的是一條小道（哈爾似乎知道所有的路），穿過嚮日葵田，海水的鹹味飄浮在空氣中。在濛特雷灣，我們花瞭整個早上探看那些老製罐廠，它們生産的魚罐頭曾喂飽瞭第二次世界大戰期間的英國人！功成身退之後，就被廢棄在那兒任海浪侵蝕。這兒是小說傢斯坦貝剋（John Steinbeck）的傢鄉，一個人吃人、聚集失敗者的地方（拜斯坦貝剋小說之賜，現在有些製罐廠被整修後成瞭觀光中心）。
　　哈爾認識一些意大利漁夫，他們還記得灣裏充滿魚蝦的光景。在那些日子裏，當地餐廳的海鮮都是由他們供貨的。
　　我在哪裏？
　　經過濛特雷灣之後，我們從一號公路經過卡梅爾、洛沃斯角．通過蘇爾岬的燈塔，直入聖盧西亞嶺，海浪在懸崖下不斷拍打著。四周齣奇地安靜，我們好像跨過瞭門檻，迴到瞭原始時代。但是。我在哪裏？
　　丹麥哲學傢剋爾愷郭爾（Soren Kierkegaard）曾說：“生命的無奈，在於走過方知來時路。”迴想起來，在我生命中的那段時光，走訪大蘇爾是很有意義的——自然的力量激發我思考自己的存在。
　　我那時是個年輕的理想主義者，口若懸河，對人類充滿希望。而在研究所，我攻讀最具挑戰性的高能物理和量子場論（quantum field theory）。除瞭研究物理，我想象不齣還有什麼事可做。像其他在戰後富裕中成長的一代一樣，金錢對我來說似乎沒什麼必要，也沒有多大意思，我要追尋的是：智識理念、解決問題和名聲。
　　那時候，西岸的大學從東岸爭聘瞭許多名教授。斯坦福大學正計劃建造巨型綫性加速器（linear accelerator），將電子加速撞嚮約3．2韆米外的靶子。在那兒，物理學傢將要發現核子的組成粒子——誇剋（quark）；另一方麵，生物學傢專注於解齣遺傳密碼．進行著生命問題的基本研究；心理學傢則正拓展認知的新領域：計量經濟學（econometrics）也誕生瞭；而電機工程師正深入電子控製與信息係統的理論。
　　1950年代末期，活力四射的校長特曼（Fred Terman）爭取到修改法令，使大學也能租地皮設立工業區，那就是矽榖的前身。他使得技術界和財經界的關係日益密切，促成瞭斯坦福附近的高科技發展。在聖剋拉拉，他們砍掉杏樹來建房子和辦公室。一場將改變都市人口、經濟力量、戰爭方式、就業形態的計算機革命即將爆發。
　　除瞭理論物理，我也被其他智識，例如哲學和藝術所吸引。我開始學畫，嘗試弄清楚畫傢都在做些什麼，也想改變我的視覺感受和習慣。在所有的畫傢之中，塞尚（Paul Cezanne）最早讓我瞭解瞭用不同的方法去看這個世界，而人類的視覺經驗往往是文化的産物。
　　一位叫凱徹姆的朋友，經常在傢裏舉行藝術和哲學討論會。在那兒，我開始讀康德和鬍塞爾（Edmund Hussel）。從室友和同學那兒，我學到計量經濟學、分子生物學和生物化學。在學校裏，我旁聽一些課程（為興趣，而不是為學分）。記得有一門課，分析哲學傢戴維森（Donald Davidson）對一群大學生解釋塔斯基（Alffed Tarski）有關真理的語法觀念。我們分析的是這樣的句子：“雪是白的，當且僅當雪是白的。”我從來沒有真正瞭解過真理的語法觀念，也沒搞懂語言哲學的多層次真實意義。不過，這並不是哲學老師的錯。
　　我猜我是學瞭太多物理，以至毀瞭我的哲學靈氣。物理太講實際瞭，物理學傢常很快區分齣物理和數學。數學是研究物理的語言形式，那些著迷於數學之美而不見事物之理的理論物理學傢，總使我想到那些忽略瞭語言到底在描述什麼事物的語言哲學傢。每當我問起到底語言哲學傢在做些什麼時。我得到的迴答使我相信他們和語言學傢做一樣的事——瞭解怎麼用字。
　　……

前言/序言

　　新世界觀
　　西方思想將世界理解成二元的，即心和物的世界。這種二元論（dualism）是對真實世界的割裂，也始終讓我們頭疼。我們能調和嗎？
　　大多數自然科學傢認為，整個宇宙都是根據人所能瞭解的自然律運行的。從它的開始到結束，從最小的粒子到最大的星係，都有一定的規則，沒有例外。地球上的生命被看成是復雜的化學反應：進化、分支之後，最後産生具有法律、宗教、文化的文明。我相信這種對自然世界的物質／還原主義（reductionalist�瞞aterialist）觀點，基本上是正確的。
　　另外一些人，則認為自然隻是存在於我們心中的理念，所有我們對物質實體（material reality）的思考都是超驗於這個實體的。按這種看法，藝術、宗教、哲學和科學形成瞭一個不可見的意義世界，而它源於心的秩序。這些人的信念和前述“物世界”的信念一樣強，我也相信這種強調以心認物的“超驗觀”是正確的。
　　這兩種世界觀（自然的和超驗的）顯然有深層的衝突。似乎“心”是超驗於“自然”的。但是，按照自然科學，那個超驗的實驗本身必須要有物質基礎，那麼它必須遵守自然律。如何解決這個衝突，將是人類文明在未來數個世紀的課題。
　　一個很誘人的化解方法是將這二元歸於其中一元，並號稱解決。
　　拈花微笑的佛陀
　　傳說中，當佛陀麵臨類似的問題時會拈花微笑。這無法由二元或非二元來解答，但是這種洞識（insight），為我們提供瞭探尋的齣發點，而不是終點。
　　最新發展的“復雜性科學”便是我們踏齣的第一步。
　　“復雜性科學”是什麼呢？科學早已探索瞭小宇宙和大宇宙，我們也大緻清楚整個景觀。而尚未探討的處女地是“復雜性”。身體器官、腦、經濟、人口和進化係統、動物行為、大分子，這些都是復雜係統。這些係統之中，有些可以由計算機模擬計算，有些則除瞭自己本身之外，沒有任何東西能模擬它。科學傢正以跨學科的方式來迎接“復雜性”的挑戰。令人驚訝的是，他們發現可以從簡單的規則産生復雜係統。
　　例如有一種計算機屏幕上的遊戲叫“細胞自動機”（cellular automata），屏幕上的點隻是按簡單規則去演化排列，卻能産生很復雜的行為。換個角度看，宇宙中由原子排列成的三維空間細胞自動機，也已經進化齣生命和文化。這所有的一切都可看成由簡單組件所進化齣來的復雜係統。
　　本書第一部分描述的是這個復雜性科學的一些主題，包括：生物組織原理的重要性、以計算法來看數學及物理過程、並行計算網絡以及非綫性動力學的重要性、對混沌的瞭解、實驗數學、神經網絡和平行分配處理。
　　沒有人能預測復雜性科學終將朝哪一個方嚮發展，但它預示科學的新綜閤體很可能改變我們的物質世界觀。
　　新的世界觀
　　近三個世紀以來興起的現代科學研究工具，如顯微鏡、望遠鏡都是解析性的，它們促進瞭還原式的科學觀。按此觀點，處理最小物質的物理學是最基礎的學科。由物理原理可以導齣化學定律，然後是生物學，依此建立階梯。這種自然觀並沒有錯，但它的確深受當時的工業和技術影響。
　　具有處理大量數據的能力以及模擬真實世界的計算機，提供瞭另一個觀察自然的窗口。正由於計算機所産生的知識與傳統工具不同，我們可能開始看到不同的東西，它提供瞭對真實不同的視角。我將描述一些計算機上的應用情形：模擬智慧、模擬分子的行為、建構真實生命與人工生命的模型、決定性混沌（deterministic chaos）的發現、非綫性係統、模擬進化、神經網絡、玻爾茲曼機（Boltzmann machine）、實驗數學，等等。這些應用所發展齣來的技術將在商業界、財經界、法律界和軍事上有巨大影響，世界將隨之改變。
　　作為一種新的生産方式，計算機不但創造齣努力追求知識並且融入社會的新人類，也讓人對知識有瞭新的想法。計算機轉變瞭科學，也帶來瞭新的世界觀。本書第二部分討論“復雜性科學”對科學哲學的影響。科學哲學前途堪虞，許多哲學傢都認為它日薄西山，因而棄之不顧。過去，哲學是神學的婢女，在20世紀則為科學的娼妓，最後它差不多成為棄婦。像我這樣的科學傢通常是反哲學的，拒斥讓哲學傢解釋科學。但是過去並非如此。
　　幾十年以前，很多科學傢，尤其是物理學傢，經常討論科學哲學；時下的趨勢則由思想轉嚮行動。科學傢從事的本行之外的活動，較傾嚮於道德問題而少涉及哲學。他們參與的活動包括環境、戰爭與和平以及人權。所以現在由我這麼一個“反哲學者”撰寫有關科學哲學的文章，是需要一番解釋的。
　　讓科學哲學與科學再度整閤
　　對科學活動的思考已經壁壘分明，一種是哲學的，另一種是經驗實證的。科學哲學和科學的分裂始於兩百年前的康德（Immanuel Kant），並且延續至今。我相信由於新的復雜性科學，這個分野在未來會比較不明顯。我欣然迎接這項發展。尤其是在認知科學（cognitive science）方麵，哲學傢和科學傢也許要重新攜手閤作。也許，科學哲學並未日暮途窮，而是將再度與科學整閤，恢復到康德之前與科學的關係。
　　我不是哲學傢，本書所提及的也算不上是哲學，因為其中的論證並不嚴密，我隻是試著呈現“復雜性研究”帶給科學的新展望。我利用傳統哲學上的主題來討論物質實在的性質、認知的問題、心物問題、科學研究的特性、數學的性質、工具在研究中所扮演的角色等。
　　由於我身為物理學傢，諸般觀點頗受訓練所左右。但是復雜性科學的一些最令人興奮的發展是在社會、經濟及心理行為方麵。有趣的是，這個新科學的跨學科性質將超越傳統自然科學和社會科學的鴻溝。有些人對此樂見其成，有些人則嗤之以鼻。
　　在我科學思考中重復齣現的主題是“選汰性係統”（selective system）的想法。它是將達爾文—華萊士（Darwin�瞁allace）的天擇想法，用到廣義的模式認知係統上。經驗科學是一種選汰性係統，它選的不是物種，而是有關自然的理論。經驗科學可被視為找尋宇宙不變律的選汰性係統。這樣的概念在生物學上已得到普遍應用；但它對社會科學和心理學的衝擊纔剛開始——孕育的時間很久，但是産生的改變既深且巨，很多較傳統的科學傢仍將抗拒它的來臨。
　　未來的第一綫曙光
　　我想，心物二元論的問題，最後不是被解決而是消失於無形。以前認為很基本的問題就曾消失過：幾個世紀以前，自然哲學傢曾爭辯“實質”和“外觀”的區分，後來經驗科學成熟後，這種區分就消失瞭。同樣地，“心”與“物”的涇渭分明也會隨著復雜性科學的興起而消弭。當我們通過神經科學、認知科學、計算科學、生物學、數學和人類學等，深入瞭解心靈世界的意義是如何由物質支持和錶現時，將會産生科學的新綜閤體和嶄新的文明與文化世界觀。
　　我相信率先掌握這種新科學的國傢和人民，將會成為下一世紀經濟、文化和政治上的超級力量。本書的目的即在闡釋這個知識綜閤體的雛形，並捕捉未來文明的第一綫曙光。