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 電子書 下載 2025

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柯爾·K.C.（Cole K.C.） 著，丘宏義 譯

圖書標籤:

• 物理學
• 科學普及
• 哲學
• 思維方式
• 認知
• 生活
• 科普
• 思考
• 自然
• 宇宙

齣版社： 天下遠見齣版股份有限公司

ISBN：9789862164648

版次：1

商品編碼：16004662

包裝：平裝

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

開本：25開

齣版時間：2009-12-28

用紙：膠版紙

頁

內容簡介

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隻是這句話：「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》蒐羅瞭牛頓、愛因斯坦、費曼、波耳、加莫夫、歐本海默等等物理大師的智慧，把偉大科學傢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，統統梳理齣頭緒來。
愛因斯坦說：「物理的書總是充滿瞭複雜的數學公式，可是思想及理念而非公式，纔是每一個物理理論的開端。」《物理與頭腦相遇的地方》隻用瞭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。

作者簡介

　　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》科學專欄作傢（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》等媒體發錶文章。
　　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裏約熱內盧、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）創辦人法蘭剋．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
　　颱灣大學物理係畢業，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）馬裏蘭州高達太空飛行中心（Goddard Space Flight Center）擔任太空科學傢及天文物理學傢。
　　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》、《物理學傢的靈感抽屜》、《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。
　　

精彩書評

　　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瞭。
　　——《舊金山紀事報》
　　
　　柯爾的書會改變許多人對於物理的恐懼，這本書讓讀者打開瞭視野，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》
　　
　　柯爾展示瞭科學理念如何給予我們數以韆計的新方法，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
　　
　　柯爾描述瞭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，《跳齣思路的陷阱》作者
　　

目錄

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纔之成為天纔的原因是：
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
當物理學傢說電子像粒子，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 瞧齣端倪
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
解答不隻一個解答，
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，那就很容易瞭。

第七章 量子躍遷
現在大傢看到的大自然，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隻是這句話：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，
四濺的水花隻是曇花一現的事件。

第十章 共振的魔力
共振不隻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
影子是失去瞭的影像，
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
如果事齣必有因，那麼我們就是齒輪；
如果事齣不必有因，我們僅是一堆骰子而已。

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

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

精彩書摘

生活在太空中
物理的書都充滿瞭複雜的數學公式。可是思想及理念，而不是公式，纔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，已經使人們改變瞭對於這屋子牆外事物的看法……我的論題是，（這些發現）真的給瞭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]
科普作傢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，如搜尋頂誇剋或宇宙常數[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，正掙紮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，是遠而又遠的星係所在地，那裡可能是古怪生物的傢。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誇剋。
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瞭我們文化及語言的每一麵嚮。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瞭科學的隱喻；而科學的語言也不可避免地滲入瞭日常生活印象的用語。
大多數的科學傢都很有理由去懷疑，是否這種嘗試有可行性，亦即：把他們很精確下瞭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傢認為，科學與人文之間已經遭受瞭令人心痛而且也不自然的隔離。科學不僅是一些事實的綜閤；科學是許多理念的綜閤體，這綜閤體形成瞭我們的文化脈絡，我們透過這脈絡去看這個世界。科學影響瞭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

宇宙的邊界與思想的疆域：一場關於世界本質的深刻對話 圖書信息： 書名： 宇宙的邊界與思想的疆域 作者： [虛構作者名，例如：艾略特·凡恩 / 伊蓮娜·莫裏森] 頁數： 約 480 頁 裝幀： 精裝，附贈藝術插圖 主題分類： 科學哲學、認知科學、宇宙學、形而上學 --- 內容簡介： 《宇宙的邊界與思想的疆域》並非一本教科書，它是一次邀請，邀請讀者潛入人類心智最深層的探詢，去審視我們所構建的關於實在、知識與存在的全部框架。本書的核心在於探討：當我們試圖用科學的語言描摹宇宙的宏大結構時，我們自身的認知限製將界定齣何種“邊界”？而我們思考的“疆域”又在何處延伸？ 本書結構嚴謹，邏輯清晰，由三個緊密關聯的部分構成，層層遞進地剖析瞭科學認知與形而上學思辨的交匯點。 --- 第一部分：度量的幽靈與實在的結構 本部分聚焦於科學方法論在麵對最基本問題時的內在張力。作者並未滿足於描述已知的物理定律，而是深入挖掘瞭這些定律背後的哲學假設。 1. 概率的暴政與因果律的退位： 探討量子力學的興起如何從根本上動搖瞭自牛頓時代以來對確定性宇宙的信仰。我們審視瞭“觀察者效應”並非簡單的技術乾擾，而可能觸及到實在本身依賴於意識參與的核心問題。書中詳細分析瞭哥本哈根詮釋、多世界理論以及退相乾理論的哲學含義，指齣當我們接受概率成為自然的基本語言時，我們對“真實發生”的定義也隨之重塑。 2. 時空的幾何與感知的形變： 廣義相對論描繪的彎麯時空是優美的數學構造，但人類心智卻是以三維歐幾裏得空間演化而來的。本書深入探討瞭我們的大腦如何“翻譯”高維度的時空結構。我們討論瞭“時間”是否僅僅是一種局部的、受熵驅動的幻覺？並對比瞭物理學傢和神經科學傢對時間感知的不同描述，揭示瞭現象學（我們體驗到的時間）與物理學（時間作為第四維度）之間的鴻溝。 3. 物質的終極：信息、場還是關係？ 追溯從原子到誇剋、再到量子場論的探索曆程。作者挑戰瞭“粒子是基本實在”的直覺，轉而深入探究信息論在物理學中的崛起。本書批判性地考察瞭黑洞信息悖論，並引入瞭“關係主義”的觀點——或許宇宙的基石不是獨立存在的“事物”，而是事物之間持續不斷的相互作用和信息交換。這迫使我們重新思考“本體論”的優先級：是物質優先，還是關係優先？ --- 第二部分：認知的疆界與人類的尺度 如果說第一部分關注的是“世界是什麼”，那麼第二部分則轉嚮瞭“我們如何知道世界”。本部分是本書最富思辨性的章節，探討瞭人類心智的固有局限性如何塑造瞭我們對宇宙的理解。 1. 智力的演化限製： 作者引用瞭進化生物學和認知神經科學的最新成果，論證瞭人類心智在適應中更新族群捕獵和部落生存的環境中形成瞭特定的思維模塊。這些模塊（如綫性因果推斷、對象恒存性）在處理日常問題時效率極高，卻在麵對反直覺的物理現實（如量子疊加態、無限大的尺度）時顯得力不從心。我們追問：是否存在“非人類思維”纔能完全把握的物理圖景？ 2. 語言的牢籠與數學的邊界： 語言是人類思想的載體，但它也限製瞭我們錶達和理解的能力。本書分析瞭描述復雜物理係統時語言的模糊性和歧義性，並轉而考察瞭數學——被譽為物理學通用語言的工具。盡管數學異常強大，但哥德爾不完備性定理的陰影依然籠罩。我們審視瞭理論物理學中依賴於數學直覺（如“美感”和“對稱性”）的突破，並反思這種對優雅的追求是否會驅使我們偏離真實的復雜性。 3. 解釋的層次與科學的謙卑： 探討瞭科學解釋的不同層次：從描述（“發生瞭什麼”）到機製（“如何發生”）再到本體論（“為什麼是這樣”）。本書主張，科學的進步往往是不斷提齣更精確描述的過程，而非最終觸及“終極答案”。真正的科學精神並非在於宣稱掌握瞭全部真理，而在於清晰地界定我們知識的邊界——即我們此刻的理論在哪些條件下會失效。這要求科學界培養一種“結構性謙卑”。 --- 第三部分：意義的重構與未來的視域 在辨析瞭物理世界的結構性難題和認知工具的局限性之後，本書的最後一部分將目光投嚮未來，討論瞭在新的知識框架下，人類如何重新定位自身的意義和目標。 1. 復雜性的湧現與自下而上的秩序： 本部分深入探討瞭從簡單規則中湧現齣復雜、不可預測模式的現象。從生命本身到星係的形成，湧現性挑戰瞭還原論的思維模式。本書認為，理解宇宙可能不再是尋找一個單一的“大統一理論”，而是理解不同復雜性層次之間的接口和轉換規則。我們探索瞭諸如“自主係統”和“信息流”如何定義生命與意識的邊界。 2. 開放性的宇宙與倫理的延伸： 麵對一個充滿不確定性、可能存在我們無法察覺的維度或物理定律的宇宙，人類的倫理學框架必須進行調整。如果我們的認知受限，那麼我們對“未知”的責任是什麼？本書討論瞭對外星生命探索的倫理意義，以及在麵對自身知識的根本性局限時，如何構建一個更具包容性和適應性的哲學立場。 3. 走嚮未知的地平綫： 結語部分，作者邀請讀者將本書所探討的思辨工具應用到日常的決策和理解中。我們不必等待物理學給齣一個終極公式，因為思考本身就是我們正在使用的最強大的工具。本書最終導嚮的不是一個答案，而是一種持續探索的狀態——一種對“我們知道什麼”與“我們能夠知道什麼”之間張力的永恒尊重。 --- 推薦讀者： 本書適閤對物理學有基本瞭解，但更渴望探究科學背後的哲學基礎、認知科學的限製以及人類對實在的根本性疑問的讀者。它將吸引那些不滿足於接受現有解釋，並願意進行一場跨越學科壁壘的深刻思辨之旅的求知者。閱讀本書，如同登上一個高塔，不僅能俯瞰已知的科學成就，更能清晰地辨識齣知識版圖上那些尚未被命名的、充滿挑戰的“邊界”與“疆域”。

評分☆☆☆☆☆

如果說有什麼書能夠真正顛覆我對“科學”的看法，那一定是這本。它沒有冰冷的公式，也沒有枯燥的定義，取而代之的是一場關於求知欲、關於好奇心、關於人類對宇宙奧秘不懈追求的宏大敘事。作者的文字充滿瞭智慧的火花，他能夠巧妙地將科學史上的重大發現、前沿的物理學理論，以及那些推動科學進步的偉大頭腦，融匯成一個引人入勝的故事。我尤其喜歡他對“偶然性”與“必然性”之間微妙關係的描繪，這種在混沌中尋找秩序，在規律中發現驚奇的視角，讓我對科學的理解上升到瞭一個新的高度。它不僅僅是關於“是什麼”，更是關於“為什麼”。它引導我去思考，科學是如何一步步地幫助我們揭開世界的麵紗，又在不斷揭開的過程中，顯露齣更多未知的領域。這本書讓我感受到科學的生命力，感受到人類探索精神的偉大，也讓我對未來充滿瞭更多的期待和好奇。

評分☆☆☆☆☆

這並非一本輕鬆閱讀的書，卻充滿瞭引人入勝的魅力。作者以一種極其個人化、但又充滿普適性的方式，展現瞭他對物理學和人類認知之間深刻關聯的思考。我特彆欣賞他對於“模型”的討論，是如何通過構建和不斷修正模型來理解世界的。這種思維方式，不僅適用於物理學，也同樣適用於我們生活中的方方麵麵。它教會我，要勇於嘗試，不怕犯錯，因為每一次嘗試都是一次學習和進步的機會。書中的一些思考，甚至觸及到瞭存在的本質，讓我不禁開始思考，我們所感知到的現實，究竟是客觀存在的，還是我們大腦構建的某種“模型”？這種哲學層麵的探索，讓這本書的內涵更加豐富和深刻。它不僅僅是一本物理學的入門讀物，更是一本關於如何思考、如何認識世界的智慧指南。讀完之後，我感覺自己的思維模式被打開瞭，看待問題的角度也變得更加多元和深入。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題本身就充滿瞭詩意和探索的張力。“物理與頭腦相遇的地方”，這幾個字仿佛開啓瞭一扇通往奇妙境域的大門，讓我對接下來的閱讀充滿瞭無限的期待。我一直對那些能夠將抽象的科學概念與人類的思考、感悟融為一體的作品情有獨鍾。想象一下，那些構成宇宙最基本法則的粒子，它們如何在我們的意識中激起漣漪，又如何塑造瞭我們對現實的認知。這本書似乎就是在試圖描繪這樣一種連接，一種跨越瞭物質與精神藩籬的對話。我好奇作者將如何引導我去理解那些看似冷冰冰的物理定律，如何在它們背後挖掘齣人類智慧的痕跡，甚至是在那些微觀世界的奇妙運動中，發現我們自身的影子。它不像一本枯燥的科普讀物，而是更像一次邀請，邀請我去參與一場關於理解世界和理解自我的深度漫遊。我期待在文字的引導下，能夠感受到科學的魅力，也能體會到人類思想的深度，最終在“物理與頭腦相遇的地方”，找到屬於自己的那份豁然開朗。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的震撼，遠非簡單的信息傳遞所能比擬。它更像是一次思想的洗禮，一次對“科學”這一概念的重新定義。我曾以為物理學是遙不可及的學科，是少數精英的專利，但這本書卻以一種異常親切、甚至略帶文學色彩的方式，將我引入瞭物理學的殿堂。作者的敘述風格獨樹一幟，他能夠用最生動、最形象的比喻，將那些復雜的概念解釋得清晰透徹，讓人在捧腹大笑或若有所思中，就領悟瞭物理學的精髓。我印象最深刻的是他對“不確定性”的闡述，這不僅僅是量子力學中的一個概念，更是對人類認識邊界的深刻反思。它讓我意識到，理解世界的過程中，永遠存在著未知和可能性。這本書讓我看到瞭物理學作為一種“生活方式”的可能性，一種將嚴謹的邏輯思考與豐富的想象力相結閤的思維模式。它鼓勵我去質疑，去探索，去用科學的眼光去審視身邊的每一個現象，去發現隱藏在平凡之下的不凡。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我感覺自己仿佛在進行一場智識的冒險，一次穿越時空的旅程。作者的筆觸細膩而深刻，他不僅僅是在講解物理學，更是在拆解我們對世界的固有認知，並以一種近乎哲學的高度來審視科學的力量。我尤其被他對於“巧閤”與“必然”的探討所吸引，這種在看似隨機的事件中尋找隱藏模式的嘗試，恰恰是科學研究的精髓所在。書中所描繪的那些物理學傢的思想火花，那些在黑暗中摸索前行的探索者們，他們的執著與靈感，都讓我深受感染。它讓我意識到，科學並非是高高在上的神諭，而是人類不斷追問、不斷嘗試、不斷突破的偉大事業。我開始重新審視生活中的點滴，那些曾經被我忽略的尋常現象，似乎都隱藏著更深層的物理學原理。這種從宏觀宇宙到微觀粒子，再到我們日常生活的聯結，讓我感受到瞭知識的無邊無際和人類智慧的偉大。這本書帶給我的不僅僅是知識的增長，更是一種看待世界的新視角，一種更加深刻的理解。