微信扫一扫
分享到朋友圈

读书日,这些科学著作不了解下怎么行?

作者:果壳网 来源:果壳网 公众号
分享到:

04-23

今天是世界读书日,果壳决定教大家以阅读文学一般如沐春风的方式,来读一些你们平时揪着头发也读不懂的科学著作。


图片来源于Giphy.com


在一流或准一流的文学作品中,如果你仔细推敲,都会发现其中一个叫做“原型”的事物存在,“原型”来自英文archetype,由两个词根arche和typo所构成,最早指的是模子,古希腊哲学家,那个什么都喜欢搞一搞的柏拉图把这个实体概念引到了精神范畴,他认为宇宙间万物皆由理念世界中的原型所创造出来。


而后世的瑞士心理学家,弗洛伊德的死对头荣格则结合自己最著名的“集体无意识”理论,重新界定了“原型”,认为像是神话、图腾、梦等等具有文化含量的意象,都属于原型,它们会在文学中寻求各种表现。


没有什么方式,能比去谈论他笔下所描述的伟大原型——黑洞——更适合用来缅怀一个多月前离世的霍金爵士。关于《时间简史》这部被大多数人标定为“看不懂”的书,我所认为最好的阅读方式,无非是直接打开它的第六章“黑洞”,一口气读到第七章“黑洞不是那么黑的”,你不但会获知他被世人所低估的科学成就,而且会被他令人惊叹的文学想象所折服!是的是的,我想你会发现一位超厉害的大文豪。



以“黑洞无毛”和“黑洞不黑”为例,我们来体会一下他天马行空的文学表现力。在书中这位作家写到,1970年,他的剑桥研究生同学布兰登·卡特提出了一个假设:一个稳态的旋转黑洞正如一个自旋转的陀螺那样,有一个对称轴,则它的大小和形状只由它的质量和旋转速度所决定。


次年,霍金通过计算证明了的确有这样一个对称轴,进一步来说,引力坍塌之后所形成的黑洞是相对论方程所预言的一个解,将丢失其前身的一切其他信息。


这结果是不是纯粹很数学式样儿的冰冷,

且不知所云?


没关系,优秀的文艺工作者霍金把他们这个费解的发现借用前辈约翰·惠勒——也是黑洞(blackhole)一词的发明者——的一句话给讲得妥妥的,“黑洞没有毛”。这个“无毛”的说法,形象而逼真地显示出黑洞被拔光了所有坍塌前特征的佛系终态,深入人心感动无数理论物理爱好者。



霍金在1973年左右提出“霍金辐射”理论,是为了解决黑洞具有熵,也就具有温度,从而必须向外辐射的问题,这个问题之所以难搞,是因为黑洞一直以来为人所熟悉的德行,就是只往里吃不朝外吐,但现在又不得不让它吐……


霍金接受了这个challenge,他颇费了一番思考,最后结合量子力学理论假设到,有一些与虚粒子相对的实粒子会在事件视界随机生成,看起来就好像是从黑洞里面发射出来那样,他把这个现象叫做“黑洞不黑——于是又一次感天动地的文学营销事件诞生了。我们不得不承认,哪怕不知道光子或其他什么子是啥的人,都肯定能理解“不黑”到底是什么个意思。



和霍金一起证明黑洞中必然存在密度和空间-时间曲率无限大的奇点的另一位剑桥物理学家,叫做罗杰·彭罗斯的,在创造原型方面能力也是不遑多让,他曾经和自己的数学家老爸一起设计出不可能的彭罗斯楼梯,不知你还记不记得,这玩意儿直接被诺兰用到了科幻大片《盗梦空间》里头去啦。


图片来源于盗梦空间片段

彭罗斯写过一本普及型跨学科著作《皇帝新脑》,书名就属于脑洞无边那一款的,之所以卖不过《时间简史》,最大原因可能在于作者不肯放弃使用公式(可能也真的是……因为XX做不到呀)。


但是,这个从皇帝的新衣引申而来的原型“皇帝的新脑”一词,在我看来依然是迄今为止怀疑派人士对人工智能的最佳描述。“让我们想象一种新型的电脑被推到了市场上,它的记忆容量和逻辑单元的数目可能超过了人脑⋯⋯制造者宣称它们实际上在思维,是有智慧的”,便在此刻,彭罗斯决定从图灵机的原始假设开始,循着康托的对角线删除法、哥德尔的不完备定理等一路向下,来证明这台机器不过是个形式主义的幌子。



下面这段带颜色的知识点补充有点面目可憎,如果嫌烦人可以直接跳过:


对角线删除法论证了实数的数目比有理数更多,而不完备定理则证明了任何一个形式系统,如果能包容简单算数命题的描述且没有矛盾,则必然包含系统内所允许的既不能证实也不能证伪的陈述,这些都被图灵用来证明图灵机的停机问题是不可解的。


而这本书的后半程更是脑洞飘逸,谈了很多现代物理学和数学框架下对粒子行为的解释,薛定谔、狄拉克、冯·诺依曼纷纷登场,来证实本宇宙中“意识存在”是多么罕见并难以通过设计达成的事件。


既然说到了埃尔温·薛定谔,那不妨也来说一说他的名著《生命是什么》吧,比彭罗斯早生44年的这位前辈生性特别乐观(不知道是不是因为感情生活丰富女朋友比别人都多的缘故),他在上个世纪40年代就提出用物理学的方式解决生命基本问题的想法,直接影响了接下去数十年的生命科学研究手段,并很有可能导致了之后不到十年就由克里克、沃森和富兰克林等人发现了DNA螺旋的结构。


而这本书中所塑造的一个重要文学原型,不,绝对不是猫,可能你想都想不到,是原子——也就是理查德·费曼说的,如果由于某种大灾难,所有的科学知识都消失了,只能给未来的人类留下一个信息,他会选择告诉他们“世界是原子构成的”的那个原子。



薛定谔从阐述“原子为什么这么小”入手,提醒人们注意物理定律是怎样在这个尺度乃至更小的尺度上起作用,从而决定了生命过程的复杂性和统计学意义。正如日本物理学家汤川秀树所说的那样,我们无法告诉你那只被放进盒子里的猫到底怎样了,就是因为这当中涉及到的运算,足以让他那个时代全世界的计算机加起来也兴叹莫及。


还有一位极其懂得调用原型的科学家+文学家,布莱恩·格林也是非提不可,因为他写过《宇宙的琴弦》,这个“琴弦”既来自于“弦理论”的弦,也暗喻曾经不可调和的五套理论是怎样地平行演奏、最终合为一曲那样一个美妙的过程。



《时间简史》《皇帝新脑》《生命是什么》《宇宙的琴弦》这四本书,都收入在一套叫做“第一推动”的丛书当中,我不知道你在看到这里的时候会不会尖叫,因为它真的是一套影响了太多科学青年、科学/科幻作家、科学家、科技创业者的经典——一点也不夸张地说,很多有趣的灵魂曾以它为接头暗号,默默地确认彼此的属性。

“呀,原来你也读第一推动!”

以1992年进入中国的《时间简史》中文版为始,“第一推动”迎来了它的25周年,出版者湖南科技出版社也在这个特殊的节点上,推出了一个新颖的封面设计感十足的纪念版,分为“宇宙系列”“生命系列”“综合系列”“物理系列”四个板块



除了上述的四本书,更包括《黑洞与时空弯曲》《大宇之形》《四维旅行》《逻辑的引擎》《复杂》《惊人的假说》《我们为什么会生病》《时间之箭》《完美理论》《终极理论之梦》等名著,一共49本,这套“第一推动丛书25周年纪念版“历经一年的筹备,终于出现在了我们面前。


>>>>

科学

特别是自然科学

最重要的目标之一

就是追寻科学本身的原动力

或曰追寻其第一推动

同时

科学的这种追求精神本身

又成为社会发展和人类进步的一种最基本的推动

下面这个视频是那些曾经被他影响过的人对这套书的祝福:




点击阅读原文,打开知识新世界的大门!

↓↓↓
阅读9196
举报0
关注果壳网微信号:guokr42

用微信扫描二维码即可关注
声明

1、头条易读遵循行业规范,任何转载的稿件都会明确标注作者和来源;
2、本文内容来自“果壳网”微信公众号,文章版权归果壳网公众号所有。

评论
更多

文章来自于公众号:

果壳网

微信号:guokr42

邮箱qunxueyuan#163.com(将#换成@)
微信编辑器
免责声明
www.weixinyidu.com   免责声明
版权声明:本站收录微信公众号和微信文章内容全部来自于网络,仅供个人学习、研究或者欣赏使用。版权归原作者所有。禁止一切商业用途。其中内容并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。如果您发现头条易读网站上有侵犯您的知识产权的内容,请与我们联系,我们会及时修改或删除。
本站声明:本站与腾讯微信、微信公众平台无任何关联,非腾讯微信官方网站。