包立的錯誤,量子時代的革命:反覆驗證、多方討論,自錯誤中不斷進步的科學

包立的錯誤,量子時代的革命:反覆驗證、多方討論,自錯誤中不斷進步的科學 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

盧昌海
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具体描述

包立:「偉大的問題來了又去了,別人解決並書寫了它們。」

科學史上最富戲劇性的「完美錯過」!
物理學界的完美主義者 × 震撼科學界的大發現
一起來探討「談天說地」的科學奧祕!

  【多少次轉動能復原魔術方塊】
  魔術方塊為什麼會有這麼大的魅力呢?
  那是因為它具有幾乎無窮無盡的顏色組合。經過許多次隨意的轉動之後,如果你想將它復原,可就不那麼容易了。因為魔術方塊的顏色組合的總數是一個天文數字;事實上,它的長度足有250光年!

  【包立的兩次「戲劇性」錯誤】
  包立是一位以批評尖刻和不留情面著稱的物理學家。而且他的批評尖刻和不留情面絕不是「信口開河」型的,而是以縝密思維和敏銳目光為後盾的,唯其如此,他的批評有著很重的分量,受到同行們的普遍重視。以上種種,都使得包立的錯誤具有了別人的錯誤難以企及的戲劇性……

  【彗星的倉庫——歐特雲】
  1950年,荷蘭天文學家歐特在對幾百顆長週期彗星的軌道進行分析之後,提出了一個大膽的設想。他認為在距太陽幾萬至十幾萬天文單位處存在大量的小天體,它們是長週期彗星的源泉,它們若碰巧進入內太陽系,就會成為長週期彗星。由那些小天體構成的就是歐特雲。由於那些小天體是長週期彗星的源泉,因此歐特雲就像是一個裝滿彗星的「大倉庫」。

  【科學家牛頓的神學告白】
  眾所周知,宗教在西方社會中存在了極漫長的時間,直至今日依然擁有強大的影響力。在這種背景下,人們可以很容易地在科學家——尤其是早期科學家,比如牛頓——的言論中找到虔誠的神學告白。這些言論理所當然地被宗教信徒們視為是宗教對科學曾經有過重大貢獻的證據。

  那麼,究竟該如何看待那些科學家的神學告白——尤其是:它們是否足以作為宗教對科學有過重大貢獻的理由?

本書特色

  全書共分為四大部分:數學、物理、天文及其他。內容涉及豐富多元的科學常識,並且觸類旁通科學家小傳及經典理論科普。作者以堅實的學術背景為基礎,輔以流暢文筆,簡練而準確地敘述各類科學知識,望讀者能走近科學,一探自然界的奧祕。
 
包立的錯謬:科學的真實煉成之路 書籍簡介 本書深入探討科學發展史中一個極具啟發性的主題:偉大科學家及其理論的「錯誤」是如何成為推動知識邊界擴展的關鍵動力。我們將拋開那種將科學視為一條直線前進的簡化敘事,轉而聚焦於科學實踐中充滿曲折、反覆驗證與修正的真實歷程。 第一部:錯誤的誕生與科學的慣性 在科學的黃金時代,某些被視為圭臬的理論或假設,往往因為當時的技術限制、思維框架的固化,或是研究者個人的權威性,而得以在學術界佔據主導地位數十年。本書首先描繪了這種「科學慣性」是如何形成的。 權威的陰影: 我們將剖析早期科學巨擘(例如:波茲華、拉瓦錫或某些粒子物理學先驅)在建立其理論體系時,無意間留下的盲點或過度簡化的假設。這些假設在當時看似無懈可擊,卻為後來的突破埋下了伏筆。 範式鎖定: 探討湯瑪斯·孔恩所描述的「範式」如何限制了科學家在特定框架內思考的能力。當一套理論體系過於成功時,它反而可能阻礙人們提出與之相悖的觀點,即使這些觀點已經初露端倪。 歷史的偶然性: 分析某些關鍵實驗的設計缺陷,或是數據解釋上的主觀偏誤,如何導致一個錯誤的結論被廣泛接受,並在學術文獻中形成一種「事實」。 第二部:挑戰的序曲:異議者的聲音 科學的進步往往不是來自主流的自我修正,而是來自那些願意冒著職業風險提出異議的「局外人」。本章節將聚焦於那些早期挑戰主流錯誤的關鍵人物。 實驗的微光: 介紹那些在主流實驗結果出現時,透過更精細的儀器、更嚴謹的控制或完全不同的實驗設計,捕捉到與既有理論不符的微小信號的科學家。這些早期發現常被視為「實驗雜訊」而被輕易駁回。 理論的內在矛盾: 分析當錯誤的理論在應用到極端條件或新的物理領域時,所暴露出的邏輯漏洞和數學上的不一致性。優秀的理論家如何從這些不一致性中,開始建構新的猜想。 跨學科的啟示: 探討來自其他科學領域(例如:從天文學對電磁學的質疑,或從材料科學對熱力學的挑戰)的洞察,如何間接指出了某一核心理論的根本性缺陷。 第三部:反覆驗證與多方共識的築建 科學的「真相」不是透過單一的突破性發現來確立的,而是通過一場漫長、痛苦且往往充滿爭議的「多方驗證」過程。本書的這部分將闡述這一建設性的辯論過程。 「劍拔弩張」的學術會議: 細緻還原歷史上幾次重大的科學論戰場景。這些會議並非單純的知識傳遞,而是不同學派、不同實驗團隊之間對數據和解釋權的激烈爭奪。展示了如何通過公開的、可重複的辯論來篩選出最可靠的解釋。 標準的提升: 探討隨著技術的進步,科學家如何被迫接受更嚴格的驗證標準。例如,當測量精度提高十倍時,過去被認為是零誤差的數據,如何瞬間成為推翻舊理論的決定性證據。 哲學層面的反思: 引入科學哲學家的觀點,討論「可證偽性」在實際操作中的困難。一個理論可能在很長一段時間內都無法被徹底證偽,直到新的工具和概念出現。 第四部:從錯誤中提煉的洞見 本書的最終目的,是論證「錯誤」本身就是科學進步的催化劑。那些被推翻的理論並非一無是處,它們往往包含了對現象的深刻洞察,只是被放置在了錯誤的數學或概念框架中。 邊緣理論的遺產: 追蹤那些被主流拋棄的理論,它們的某些核心數學結構或觀察模型,是如何在數十年後被重新發現並整合到新的、更全面的理論體系中。例如,早期對以太的各種複雜描述,如何間接啟發了對場論的初步思考。 心態的轉變: 分析一代科學家學會如何接受自己的理論可能只是「一個階段性近似」的心態轉變。這種謙遜和對不確定性的容忍,是邁向革命性突破的必要心理準備。 當前的啟示: 將歷史上的經驗投射到當前的前沿科學領域,如統一場論、暗物質/暗能量的探討,或複雜系統的建模。提醒讀者,我們當前最堅信不疑的理論,或許也正孕育著下一次必須被修正的「錯誤」。 這本書提供了一幅關於科學如何真正運作的寫實畫卷——它不是神聖的頓悟,而是一場在質疑、辯論、失望與堅持中,不斷逼近客觀真理的艱辛旅程。它頌揚的不是完美,而是持續修正與自我批判的科學精神。

著者信息

作者簡介

盧昌海


  美國哥倫比亞大學物理學博士,科普作家,任職於IT行業。著有《那顆星星不在星圖上:尋找太陽系的疆界》、《因為星星在那裡:科學殿堂的磚與瓦》等科普專著,在物理和天文領域上有諸多貢獻。
 

图书目录

自序
 
第一部分——數學
01 無限集合可以比較嗎?
02 實數都是代數方程式的根嗎?
03 最少要多少次轉動才能讓魔術方塊復原?
04 為什麼說黎曼猜想是最重要的數學猜想?
05 為什麼巴西的蝴蝶有可能引發德克薩斯的颶風?
 
第二部分——物理
06 包立的錯誤
6.1 引言
6.2 包立的第一次錯誤:電子自旋
6.3 第一次錯誤的幕後花絮
6.4 包立的第二次錯誤:宇稱守恆
6.5 第二次錯誤的幕後花絮
6.6 結語
參考文獻
07 輻射單位簡介
08 μ子異常磁矩之謎
8.1 引言
8.2 有自旋帶電粒子在電磁場中的自旋進動
8.3 自旋進動與異常磁矩
8.4 μ子的產生衰變性質及實驗思路
8.5 實驗技巧略談
8.6 實驗結果概述
8.7 理論計算——經典電動力學
8.8 理論計算——相對論量子力學
8.9 理論計算——量子電動力學
8.10 理論計算——電弱交互作用
8.11 理論計算——量子色動力學
8.12 並非尾聲的尾聲
參考文獻
09 追尋引力的量子理論
9.1 量子時代的流浪兒
9.2 引力為什麼要量子化?
9.3 黑洞熵的啟示
9.4 引力量子化的早期嘗試
9.5 迴圈量子重力
9.6 超弦理論
9.7 結語
參考文獻
10 從對稱性破缺到物質的起源
10.1 從自發對稱破缺到質量的起源
10.2 從夸克混合到物質的起源
附錄:獲獎者小檔案
 
第三部分——天文
11 克卜勒定律與嫦娥之旅
12 宇宙學常數、超對稱及膜宇宙論
12.1 宇宙學項與宇宙學常數
12.2 暗物質
12.3 暗能量
12.4 零點能量
12.5 超對稱
12.6 膜宇宙論
12.7 宇宙七巧板
12.8 結語
參考文獻
13 行星俱樂部的新章程
14 歐特雲和太陽系的邊界
14.1 為什麼說歐特雲是裝滿了彗星的「大倉庫」?
14.2 太陽系的邊界在哪裡?
 
第四部分——其他
15 關於牛頓的神學告白
16 從普朗克的一段話談起
17 什麼是哲學
 

图书序言

  • ISBN:9786263323186
  • 規格:平裝 / 226頁 / 14.8 x 21 x 1.13 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣

图书试读

自序

  這本書照說是不必有單獨序言的,因為跟《小樓與大師:科學殿堂的人和事》和《因為星星在那裡:科學殿堂的磚與瓦》屬同一系列的文章合集,從而該像後兩者那樣共用序言。

  可惜在這個本質上是非線性的世界裡,長期預測是不容易的——比如在撰寫那篇序言時,我就只預計寫兩本書:一本為科學史,一本為科普——並且還明確寫進了序言裡。

  我的理科類的散篇文章不外乎科學史和科普,照理說那樣一分類也就一網打盡了。

  然而我卻低估了多年積存的文章數量,而且也忘了自己還在繼續寫……

  因此只得為這本書另撰序言。

  本書所收錄的文章中,幾篇主要的都是介紹科學中的波折而非主線,從而具有花絮色彩。比如介紹了著名物理學家包立所犯的錯誤,是已成歷史的花絮;篇幅最長的〈μ子異常磁矩之謎〉是「現在進行時」的波折,因為背後的幾種主要可能——理論計算存在錯誤、實驗測量存在錯誤或標準模型存在局限——皆屬波折;其他幾篇長文諸如〈追尋引力的量子理論〉和〈宇宙學常數、超對稱及膜宇宙論〉由於是介紹尚無定論的前端探索,則有很大可能會被未來的人們判定為「花絮」。

  當然,所有波折都是相對於主線而言的,對所有波折的介紹也都離不開作為背景的主線,因此讀者在這本書裡讀到的也有對主線的介紹,而非僅僅是波折。另外,當然也不排除某些波折會成為未來主線的源頭。

  科學一直是犯著錯誤、不斷糾正著錯誤才走到今天的,永遠正確絕不是科學的特徵——相反,假如有什麼東西標榜自己永遠正確,那倒是最鮮明不過的指標,表明它絕不是科學。

  這是科學給我們的最大教益,也是我在許多科學史和科普作品中試圖傳達的觀念。

  因此,希望讀者們喜歡這本書。
 

用户评价

评分

光是看到「量子時代的革命」這幾個字,我就忍不住要拿起這本書瞧瞧了。量子力學的出現,徹底顛覆了我們對物質、能量乃至於宇宙的理解,它從根本上挑戰了牛頓以來建立的經典物理框架。我猜測這本書不會只停留在介紹量子理論的複雜公式,而是會聚焦於「革命」這個過程本身。究竟是什麼樣的觀察和計算,讓科學家們不得不放棄過去的直覺?這種思維上的巨大轉變,背後需要多少人的堅持和多少次的失敗嘗試?特別是「反覆驗證、多方討論」這幾個關鍵詞,強調了科學的社群性。物理學不是某個天才的個人表演,而是需要無數次的獨立驗證和同行之間互相詰問才能穩固的知識體系。我特別想知道,在量子革命的關鍵時期,不同學派之間是如何互相攻防、最終達成共識的,這種思想的辯證過程,遠比單純的知識傳播來得精彩。

评分

这本《包立的錯誤,量子時代的革命:反覆驗證、多方討論,自錯誤中不斷進步的科學》光看書名就讓人感到充滿張力,尤其是「包立的錯誤」這個詞,一下子就把我們拉回物理學史上那些關鍵的轉捩點。我總覺得,科學的進步往往不是一帆風順的直線,而是充滿了迂迴和不斷修正的過程。這本書如果能深入探討包立這位物理巨擘在特定議題上曾經的誤判,並且如何透過後續的實驗和理論發展來糾正它,那絕對是極具啟發性的。我們現在習以為常的量子力學基礎,其實是建立在無數的爭論和質疑之上的。想像一下,連像包立這樣重量級的人物都會看走眼,這反而給我們這些後學者一個很大的安慰——承認錯誤並不可恥,關鍵在於如何從錯誤中汲取教訓,推動整個領域向前邁進。我期待書中能詳細描繪當時學術社群的辯論氛圍,那種既嚴謹又充滿激情的學術碰撞,才更能體現科學精神的偉大之處,而不僅僅是陳述結果。

评分

說實話,現在市面上有太多關於量子力學的科普書,常常把內容寫得太過於高深晦澀,或者反過來,為了迎合大眾而過度簡化,失去了科學的嚴謹性。但我對這本書的期待是它能夠找到一個平衡點,特別是針對「自錯誤中不斷進步」這一核心理念進行闡述。如果書中能夠用生動的筆法,描繪出那些看似無關緊要的小錯誤,是如何一步步引導科學家發現更深層次的真理,那將是極具教育意義的。科學史上的重大突破,往往是建立在對前人看似「正確」卻不夠精確的理論基礎上的推倒重來。這種勇於質疑權威、不怕自我推翻的學術態度,在現今這個資訊爆炸、真假難辨的時代,顯得尤其珍貴,值得我們好好學習。

评分

作為一個從小就對宇宙運行法則充滿好奇的台灣讀者,我對任何探討基礎科學哲學的書籍都會保持高度關注。這本書的結構似乎暗示了一種動態的科學觀,亦即科學並非是一個終極答案的集合,而是一個持續進行中的、充滿糾錯機制的探索過程。我們常常被教育科學是真理,但《包立的錯誤》似乎在告訴我們,所謂的「真理」也是在不斷地修正和完善中逐漸逼近的。我希望作者能深入剖析,在量子時代的早期,那種思維上的斷裂感是多麼巨大。當實驗結果與我們根深蒂固的常識相悖時,科學家們是如何調整自己的認知框架,放下「確定性」的執念,轉而擁抱「機率性」的世界觀?這種內在的心靈轉變,往往比外在的數學推導更難以達成。

评分

這本書的書名彷彿在對我們這些理工科背景的人拋出一個挑戰:你真的理解你所學的知識是如何確立的嗎?我們習慣於接受教科書上那些已經被「證明」的結論,卻很少回頭去看支撐這些結論的那些曲折的歷史路徑。包立的錯誤,或許是一個具體的歷史事件,但它折射出的則是整個科學方法論的精髓——科學的可靠性,恰恰來自於它內建的自我批判和修正機制。如果這本書能夠將這種哲學層面的反思,與具體的物理學案例(例如包立在特定爭議上的看法)緊密結合,提供一種宏觀的視角來看待科學的演進,我認為它就能超越一般性的科普讀物,成為一本引人深思的論著,引導讀者真正理解科學的「韌性」所在。

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