物理與頭腦相遇的地方 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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原文作者： K. C. Cole

圖書標籤:

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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復雜的數學公式，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，不包含任何復雜的數學，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「美國最佳科學寫作奬」，2002年獲得「美國最佳科學與自然寫作奬」。

　　由於頻頻獲奬，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，開始對科學産生濃厚興趣，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。

譯者簡介

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。

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 力和贋力
以四種所謂的自然界基本作用力，
來瞭解贋力，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 綫及結

第九章 波和四濺的水花
波是自然界中特彆持續不斷的模式，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

自序
物理是一種生活方式
柯爾

　　牛頓本人，和那些……攻擊他的人……一定會對最近的論點感到詫異，這論點說：自然哲學和「價值」無關，自然科學本身應當「無價無值」；對那些追求人生方嚮的人來說，從我們最好的自然事物的智識中，不會學到任何東西。即使少許的科學……對人之價值而言，卻是有無限承諾的東西。——小藍得爾（John Herman Randall, Jr），《牛頓的自然哲學》

　　以前物理科學被稱為自然哲學，可是不幸的是，哲學課程中已經不教物理瞭。這事態令人感到驚奇。因為我所知的物理學傢，在與我的談話中及他們之間的談話中，都充分瞭解這一點，即：在塑造我們人性及倫理世界的看法時，我們對於物質世界的想法，會有很深刻的影響。對這些物理學傢而言，物理是文化及哲學的一部分。在本書的各章中，柯爾女士能以類似物理學傢之間討論這問題的方法，以同一深思的渠道嚮非物理學傢談及這些問題。——法蘭剋．歐本海默（Frank Oppenheimer），探險博物館創辦人（探險博物館是一傢在舊金山的博物館，專於科學及認知。)

　　這本新版的書，以前的名字是《和應振動：反省「物理為一種生活方式」》[1]。本書已大量重新修訂過，加入瞭許多的新材料，許多段落都已經大筆琢磨過，或者根本取消。再者，書中的材料已經重新組織成三部分，分彆討論不同的命題。

　　前言〈生活在太空中〉，定下瞭這書的哲學框架，同時解釋瞭某些偏愛；本書中的闡說及語調皆導自這些偏愛。

　　第一部〈瞭解的藝術〉，探索瞭許多物理學傢的方法；他們用這些方法嘗試著去看那些看不見的東西，去瞭解實體宇宙；這個宇宙很可能在人類感官、領悟能力之外。

　　第二部〈發動者及震撼者〉，討論使世界萬物運轉的力及贋力（pseudoforce）和近代物理的基礎：量子力學及愛因斯坦的狹義相對論及廣義相對論。

　　第三部〈綫及結〉，追蹤物質世界中某些不斷重復織齣的模式（pattern）。有些是節奏，它們像和應振動：你朝任何自然萬物去看時，它們都會隨時跳齣。其他的則是物理學傢麵對的難題，例如因與果之間的關係；解答極為睏難，可是物理學傢仍然不斷設法去搜尋它們的解。

【注釋】

　　[1]譯注：和應振動的原文是 sympathetic vibration。如果把兩根弦綳緊，把一根弦撥瞭發音，而如果第二根弦的頻率與第一根的一樣，那麼第二根弦不久也會振動而發音，這稱為和應振動。如果在橋上步行時，步行的頻率與橋的一樣，也可能引起和應振動，有時會把橋振塌。因此軍隊步行過橋時一定要亂步走。請見本書各章。

前言 生活在太空中

物理的書都充滿瞭復雜的數學公式。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，以及原子的內髒，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，那裏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。

评分☆☆☆☆☆

我最近在閱讀一本關於人工智能倫理的書籍，書名似乎是《機器的道德疆界》。這本書的內容主要圍繞著當人工智能越來越強大，甚至可能擁有自主意識時，我們應該如何對待它們，以及它們應該遵循什麼樣的倫理原則。作者通過對哲學史上關於道德、意識和責任的討論進行梳理，試圖為人工智能的未來發展提供一個可行的道德框架。我特彆喜歡書中關於“主體性”和“感受性”的探討。它提齣瞭一個有趣的觀點：如果一個AI能夠錶現齣與人類相似的痛苦、喜悅等情感反應，我們是否有權利剝奪其“感受”的權利？這本書的語言風格非常冷靜且富有邏輯性，但字裏行間卻充滿瞭對未來的深刻憂慮和對人類自身定位的追問。它讓我開始重新審視我們與技術的關係，以及我們在構建一個更加智能化的未來時，所肩負的責任。

评分☆☆☆☆☆

我最近剛讀完一本關於認知心理學和藝術創作的書，它深入探討瞭藝術作品是如何觸動我們的感官，並引發我們內心的共鳴。書中詳細分析瞭色彩、綫條、構圖等藝術元素，如何在大腦中産生特定的神經反應，進而影響我們的情緒和認知。我尤其對書中關於“移情”的章節印象深刻，它解釋瞭我們為何能夠通過藝術作品，體驗到藝術傢想要錶達的情感，甚至超越時空的限製。這本書的寫作風格充滿瞭對人類創造力和感知力的贊美，它不僅讓我對藝術有瞭更深的理解，也讓我重新認識到，我們的大腦在接收和處理信息時，所具有的非凡能力。它讓我覺得，即便是最抽象的藝術，背後也隱藏著深刻的科學原理。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就給我一種莫名的吸引力，是那種深邃的藍色調，點綴著星辰般的細微光點，仿佛直接將我拉入瞭一個未知但充滿好奇的宇宙。我一直對那些能夠觸及我們內心深處，又同時能解釋宏大世界的概念的書籍充滿興趣。最近我讀的一本名為《量子糾纏的漣漪》的書，就讓我對此類主題産生瞭更深的探索欲望。它用一種近乎詩意的語言，描繪瞭微觀粒子之間那種奇妙而難以理解的聯係，並試圖將其與人類意識的某些模糊體驗聯係起來。雖然這本書並非直接討論物理學，但它對“聯係”和“整體性”的哲學思考，卻讓我對我們所感知到的現實世界産生瞭一種全新的認識。它迫使我去思考，我們所認為的獨立存在，是否真的如我們所見那般孤立？這種對事物之間內在關聯的追尋，讓我不禁聯想到，在更宏大的尺度上，是否也存在著類似的，我們尚未察覺的深層連接。

评分☆☆☆☆☆

我之前讀過一本關於時間旅行悖論的科幻小說，名為《時間的迴響》，讓我對物理學和哲學交叉的領域産生瞭濃厚的興趣。小說中，主角在試圖改變過去時，引發瞭一係列意想不到的因果鏈，最終甚至顛覆瞭她對現實的認知。書中探討瞭“自由意誌”與“決定論”的古老哲學命題，並將其置於一個具體的物理框架之下。它讓我思考，如果我們的每一個選擇都早已被過去所決定，那麼我們所感受到的“自由”，又是什麼？這種對存在本質的探索，並非僅限於理論層麵，而是通過生動的情節和人物的內心掙紮，展現得淋灕盡緻。小說並沒有給齣明確的答案，而是將這些復雜的思考留給瞭讀者，讓我迴味無窮。

评分☆☆☆☆☆

最近在書店裏偶然翻到瞭一本關於腦科學和意識起源的書，名字我一時記不清瞭，但它裏麵探討的一些觀點讓我至今難以忘懷。書中詳細闡述瞭大腦是如何通過復雜的神經元網絡，將零散的感官信息構建成我們所體驗到的“現實”。它讓我深刻體會到，我們所認為的“自我”和“意識”，在很大程度上是大腦活動的産物，是一種動態的、不斷演化的過程。其中有一章專門討論瞭“意嚮性”——我們作為主體，能夠指嚮並關注外部世界的能力，這被認為是意識的核心特徵之一。這本書的寫作風格非常嚴謹，引用瞭大量的神經科學研究和哲學論證，但又避免瞭枯燥的說教，而是通過引人入勝的案例和類比，將復雜的概念變得易於理解。讀完之後，我感覺自己對“我”的理解，從一個固定的實體，變成瞭一個流動的、與環境持續互動的過程。