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《万物原理》来自诺奖得主的沉思之作，更新我们对这个世界的认知，更能助益我们的日常工作和生活，特别收录专家解读本2 弗兰克·维尔切克 著  微积分的力量+漫画生物学
内容简介 · · · · · ·一位伟大的当代科学家揭示了十项深刻的洞见，阐明了每个人都应该了解的物理世界。 在《万物原理》一书中，诺贝尔奖得主弗兰克·维尔切克以现代科学的深刻启示为基础，对现实进行了简单而深刻的探索。世界是什么，它又是如何运作的？维尔切克通过清晰准确的叙述，加上一份富有感染力的愉悦感，引导我们探索了关于以上问题的理解的基本概念。读完这本书，我们将以一种新的方式来看待我们身处的现实——会发现，它比以前看起来更大、更完整、更陌生。 维尔切克综合了基本的问题、事实和令人眼花缭乱的推测，研究了那些形成我们对宇宙的理解的基础观念：时间、空间、物质、能量、复杂性和互补性。他挖掘基础科学的历史，探索我们知道什么以及我们是如何知道这些的，他带领我们在科学世界的视野中旅行。精彩、清晰、平易近人，这是一场凝聚人类智慧和想象力的盛宴，将扩展你的世界和思维。 作者简介 · · · · · ·弗兰克·维尔切克（Frank Wilczek） 理论物理学家。现任美国麻省理工学院教授，上海交通大学讲席教授、李政道研究所首任所长、物理与天文学院维尔切克量子中心首席科学家。在凝聚态物理、天体物理和粒子物理等多个研究领域均做出了杰出贡献。2004年因在夸克之间强相互作用 理论方面所取得的成就，与戴维·格罗斯和戴维·波利策共同获得诺贝尔物理学奖。因其在理论物理学领域的贡献和成就，还获得了包括樱井奖、狄拉克奖、洛伦兹奖、费萨尔国王国际科学奖等多项国际重要学术奖项，并先后入选美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士、荷兰皇家艺术与科学院外籍院士、波兰艺术与科学院院士、瑞典皇家科学院院士。2021年当选中国科学院外籍院士。 译者简介： 柏江竹 中国科学技术大学科技传播系科技哲学专业博士研究生，目前已发表学术论文4篇，参与研究项目二十余项。译著有《极简天文学》、《物质是什么》、《时间的边缘》等，译作曾获为“全国优秀科普作品”。 高苹 哈佛大学理论物理博士，现为MIT理论物理中心博士后，研究兴趣为量子引力、全息原理、量子纠缠和量子混沌等，在学术之外，也热爱公众科普。 目录 · · · · · ·序言 重生 引言 第一部分 世界有什么 01. 丰富的空间 02. 丰富的时间 03. 极少的组分 04. 极少的定律 05. 丰富的物质和能量 第二部分 开端和结尾 06. 宇宙的历史是一本读不完的书 07. 复杂性的出现 08. 还有很多值得一看的东西 09. 谜团犹存 10. 互补性是思维的拓展 后记 万般最远途，惟有归家路 附录 致谢 · · · · · · (收起) 创作者在豆瓣 · · · · · · (全部 1)喜欢读"万物原理"的人也喜欢的电子书 · · · · · ·支持 Web、iPhone、iPad、Android 阅读器 喜欢读"万物原理"的人也喜欢 · · · · · ·万物原理的书评 · · · · · · ( 全部 17 条 ) 珀卡 2022-03-26 15:14:02大道至简，但简单中包含巨大的复杂费曼有一段著名的论断，大意是，当有一天人类的文明将要遭到毁灭，此时要留给后代一句非常重要的话，这句话要用最少的字数表达最多的信息，那句话会是：万物由原子构成。 追溯历史，这句话最早应该是由古希腊的自然哲学家德谟克利特说的（或者这句话是上一次文明毁灭时留下来的），或许我们可以说，人类的文明就发源于一种追求万物本原的冲动与努力。从四元素到原子说，是一个在极短时间内发展出来的极为跳跃的认识。
然而，从原子说到现代科学发现的电子、光子、夸克等基本粒子却经历了将近两千年。尽管经过如此漫长的时光，但人类中总有一些人对于万物的本原、世界的原理依然痴迷，许多伟大的科学家甚至“妄求”有统一的理论可以描述物理世界的种种现象。牛顿的万有引力理论足够接近完美，但他“对他最辉煌的发现之一极为不满”。这句话写在诺奖得主弗兰克·维尔切克那本企图“阐释现代科学的深刻启示，探讨未来发展与思维方法”的作品《万物原理》中第57页，牛顿发现在真空中一个物体竟然可以作用于另一个遥远的物体，这是一种荒谬的感受。 追求一个似乎形而上的物理理论，这可能是一个伟大的梦想，是一个可以想象的伟业，但这也是永无止境的。在这本书的最后一章“互补性是思维的拓展”中，维尔切克说，“如果我们能完全理解基本定律，那么我们得到的既不是'万物理论’，也不是'科学的终结’。”
当谈论复杂问题时，人们会出现某种诡辩论，大谈所谓“大道至简”，这大概是某种养生学的需要，而不是出于对世界理解的必要。“大道至简”的前提是要承认复杂，要通过至简的大道准确地推演出复杂。在161页的那句“哪怕是一个非常简单（即非常易于描述）的结构也能包含巨大的复杂性”便总结了维尔切克此作的特征。他想要通过简单的方式准确地传达现代物理学的核心思想，但他不仅仅止步于此，他还要告诉读者，发现这些原理的思维亦是伟大的成就。万物运行有其原理，而人类思维亦有某些原理存在，正因此，物质的物理状态具有反演对称性，它是有迹可循的，观测到遥远星系的红移，人们可以推测，遥远的以前，宇宙中的所有物质是挤在一起的，而宇宙大爆炸的可能也在此提出。 维尔切克将这本书的内容分为两个部分，不像其他同类型的科普作品那样，他反而是将“开端与结尾”这种应是时间顺序的内容放在了第二部分，而第一部分的内容则双拼“世界有什么”。联想到引言部分即以婴儿认识世界的行为开篇，那么如此内容的安排倒也符合对宇宙万物的重新审视，就像一个人的成长一样，起先感叹于世界上的万事万物，然后才想要追根溯源。只有生活在物质世界当中，才会去产生对于世界本原的好奇。 © 本文版权归作者 珀卡 所有，任何形式转载请联系作者。 有用 6 没用 0有关键情节透露 小矮子 2022-03-01 21:44:41《万物原理》：它们优美、奇妙，但好在也不“完美”优秀的科普书读起来会像是优秀的散文，在科普的时候，有时候也不会放下优美的诗句，《万物原理》就是这样的一本书。当然在趣味性上不如那些主打趣味的科普书，但也不会过于硬核而让读者倍感焦虑。《万物原理》要解释的是我们可以从物理世界的研究中学到的最基本的道理，这也就是为什么本书名为“万物原理”。 《万物原理》共有两个部分，每个部分分五章。第一部分“世界有什么”总共五章，分别以空间、时间、场、定律和动态复杂性为主题。查看章节名，会发现极有意思的一对反义词——“丰富”和“极少”。第一章“丰富的空间”，第二章“丰富的时间”，第五章“丰富的物质和能量”，它们和第三章“极少的组分”、第四章“极少的定律”产生对比。 第一章和第二章所谓的“丰富”并不一致却又相似。“空间”的丰富在于它极大时包罗万象，极小时同样也包罗万象，在我们身体之外，它丰富多彩，在我们身体内部，它同样丰富多彩。总之，无论是宏观尺度还是微观尺度，空间里所包含的物质都是复杂且丰富的。 “时间”也一样。时间是什么是一个不太好回答的问题。但是“时间是钟测量的东西”却是正确答案的萌芽，因为日月轮替、春去秋来以及人从胚胎到年老，这些我们观察到的时间，都是因为有一个测量“变化”的基准。即便是在黑暗中，我们的呼吸和心跳也可以担任这一功能，我们依然借此判断“时间”的存在。“时间”不仅包括现在，也包括历史和未来。“时间”不仅包括物理世界，还有心理时间，但思维的速度亦限制我们“穿梭时间”的速度。 “极少的组分”是在告诉我们那些基本粒子的存在以及它们的属性，而物质的基本属性只有三个：质量、荷、自旋。基本粒子有电子、光子，或许还有引力子。质子和中子不是基本粒子，但是方便模型的描述。“我们应该讲光子和电子与原子核一起看作原子的组分”。基本粒子的名单比英文字母表短多了，当然，或许会有新的粒子猜想出现。 “极少的定律”主要是在介绍四种力，即电磁力、强力、引力和弱力。“将四大基本力相关的定律合在一起，就形成了大家所谓的'标准模型’”，或者“核心理论”。这四种力已经被无数验证而屹立不倒，不知未来，是否有一种理论能统一所有力并得到验证。 第二部分“开端与结尾”，第六、第七两章旨在解释“世界是如何变成这样的”。它介绍了下“大爆炸”，自然也说明了“大爆炸”这一简单的理论不太合理的地方，这不合理处恰恰是“复杂”之处。 第八章和第九章在我看来是展望，是理论前沿的介绍。第八章“还有很多值得一看的东西”谈了“希格斯粒子”，第九章“谜团犹存”则顾名思义，告诉我们，现今理论看似美好合理，但依然存有问题和未解之谜。 第十章“互补性是思维的拓展”是比较奇特的一章，不再注重物理的理论，而是“思维”。“我们从不同的角度思考同一事物的时候，似乎会发现它同时具有不同的性质，甚至是相互矛盾的性质。”“互补性”是看待经验和问题的态度，它能解决很多不必要的推崇“唯一”的争端，同时启发看待问题的角度。当我们承认两种看似矛盾的观点而能在认知中并行不悖时，实则是多了一个看待问题、解决问题的角度。在人类行为的模型上，你可以认同意志对人的决定更多的理论，但同时，也可以认同社会、文化对人的决定影响更大的理论，因为这两种问题都能解释、预测一些人类行为，它们各自都不完美，但都各有道理。但合在一起存在我们脑袋里，它们就渐进完美了。整个物理世界和理论大厦就充斥着这种“互补性”，“丰富”和“极少”，“复杂”和“简单”，它们优美、奇妙，但好在也不“完美”。 © 本文版权归作者 小矮子 所有，任何形式转载请联系作者。 有用 4 没用 0有关键情节透露 暗夜大佬 2022-03-24 20:34:16大道至简的万物原理大道至简的万物原理当你看到这本书的书名叫《万物原理》的时候，是否会吓一跳？当你把实体书拿在手上，发现这本书只有200来页时，是否会有一种受骗的感觉？你可能在想，这么薄的一本书，连万物的名字都列举不全，更何况还要讲明万物原理，而且还得讲得让自己明白，你是否感觉作者的口气未免太大了点？但同时，你看到作者是一位美国顶尖的物理学家时，人应该十分靠谱，你是否也会很好奇作者如何在这样薄薄的一本书中讲明白万物原理的？ 其实，万物原理远没有我们想象中的那么复杂。 在书中，作者讲到了极小的粒子，又讲了极大的宇宙。粒子组成了万物，而宇宙又涵盖万物，万物都处于极小与极大之间。现如今的人类可以上天入地，但是放眼宇宙，人类渺小得甚至连微尘都算不上，但是这不妨碍人类通过已有的现象与数据来推测所处的万物的生成、万物的发展、万物的衰退、万物的灭亡。思考我们从哪里来，未来到哪里去。我们观察粒子，通过类比，通过推理，从极小到极大，来思索万物原理，来研究宇宙。相对于粒子，人类是十分庞大的，但是放眼整个宇宙，就连地球也变得十分渺小。有时候我都在怀疑我们所处的这个宇宙是否也只是一个什么物质的粒子？ 除了这些物质，还要加上时间。从地球最初的形成、从古代到现代、从愚昧到科学，数百万年弹指一挥间。有句俗话说“罗马不是一天建成的”，同样我们认识世界也不可能一天两天一年两年。随着时间的推进，我们逐渐认识到这个世界，很多很多的发明与发现都是科学工作者站在前人的肩膀上一步一步达成的，经历过无数的实践认证，方才让我们更加了解这个世界，了解这个宇宙。但是，随着我们对这个世界认识得越多，我们不知道的也越多。 中国有句话说得好“大道至简”。放眼到整个宇宙也是一样，万物原理都是极为简单而又纯粹的。就比如说以地心说来研究周边的行星的运动轨迹，就显得极为复杂，但是换成日心说，这些轨迹就简单又完美了。同样，世界只要极少的定律就可以关联起万事万物。万物虽各有不同，但是用这种极少的组分加上极少的定律，就组成了世界中丰富的物质与能量。我们认知的这个世界，不可谓不神奇。 这本《万物原理》是一本优秀的科普书。作者是美国顶尖的物理学家弗兰克·维尔切克，因他在理论物理学领域的贡献和成就，获得了多项国际重要学术的大奖。但是他在这本书的里边并没有使用很多的纯理论介绍万物原理，而是平易近人，语言简洁而又清晰，以极少的语言就讲到了万物原理，正如上面提到的“大道至简”的道理一样。书薄，是因为万物原理本来就不复杂。可是，作者却带我们认识了一个全新的世界。 人类一直行走在探索世界的路上，前面的路究竟还有多远，我们谁都不知道。就像我们站在地球上仰望浩瀚的星空一样，以我们现在的知识储备，未知的领域仍然浩瀚无边。但是我依然坚信，只要有人类存在的一天，还是会踏步走在这条探索未知的路上。 © 本文版权归作者 暗夜大佬 所有，任何形式转载请联系作者。 有用 3 没用 0有关键情节透露 Aaron 2022-03-03 15:55:42想深度思考并了解我们的世界吗？来阅读这本《万物原理》吧“如果你的书架上有一本霍金的《时间简史》，那你的书架上也应该有一本《万物原理》；如果你的书架上没有霍金的《时间简史》，那你的书架上更应该有一本《万物原理》”北京大学物理学院教授吴飙这样评价这一本《万物原理》，他给予这本书如此高的评价，到底是为什么呢？ 《万物原理》由美国理论物理学家弗兰克·维尔切克所著，而他所回答的问题就是“我们的世界到底是什么”的问题。
从理论物理学的角度来解释我们的世界、我们的宇宙，可能大多数人会看不懂，所以这一本《万物原理》中也很大一部分，我们是看不懂的，但作者并没有完全局限于理论物理学原则之中，作者更是站在了哲学的角度，来试图解释我们的这个世界的发展，来认识物质世界的根本，让我们从科学的、哲学的、宗教的角度来理解世界、宇宙发展过程以及未来的发展方向。 我们对于世界的认识有着一个变化的过程。《万物原理》从过去一直探讨到未来，回溯宇宙的开端，面对着宇宙的终结，从我们认识自己、认识科学、认识物质、认识宇宙等等的方面去审视我们所存在的物质世界。 在过去，人类认识世界靠着对于自己身边世界的观测，从观测中寻找普遍原理，再用这些原理来解决未知的问题。以牛顿为代表的经典力学就是这样完成的，经典物理学也确实解决了很多问题。但当我们对于更广阔的宇宙和更细小的原子进行探索时，经典物理学遇到了问题。
20世纪初，爱因斯坦和其他的理论物理学家给物质世界的发展提供了更广阔的视角。当爱因斯坦的相对论提出之后，另外一扇大门向我们展开，理论物理学进入宇宙学和粒子学的范畴，对于我们世界的认识也更近了一步。 物理学本就有着用最简单的变量解释这个世界的趋势，牛顿时的经典物理学是这样，比如，牛顿的几大定律，差不多涵盖了当时所有的科学发现，虽然现在我们面对着粒子物理学的世界，依然还是在不断用最简洁的公式、最少的变量来认识我们的世界。 爱因斯坦的质能方程，让我们见识物理学简洁之美，而能够组成物质世界的粒子也一样是屈指可数的，比如维尔切克指出物质的基本属性也就三个：质量、荷、自旋，而维尔切克更是把粒子简单的分为建筑粒子、变化粒子、意外粒子三类，他们之间的相互作用也就组成了我们复杂的世界，化繁为简，是认识我们世界的根本原则。 《万物原理》不但带我们认识我们的物质世界，也带我们进入广袤的宇宙之中。无论对于物质还是对于宇宙的研究，都有着一种统一的趋势，而这就是来自于大爆炸理论。从我们现在观测的宇宙规律向前回溯，宇宙最终诞生也就聚焦于某一个具体的时间点，宇宙物质也汇聚于某一个处。宇宙怎样诞生、宇宙的四大基本力扮演着什么样的角色、宇宙中暴胀中不断扩大甚至于宇宙所面临的未来，《万物原理》也在试图回答着这些问题。
我们对于世界的认识看似已经非常丰富，但依然有着太多未解之谜，我们越认识我们的物质世界越会对于它抱有敬畏之心。打开维尔切克的这一本《万物原理》，激发我们思考，激发我们想象的翅膀，去展开对于我们这个世界的深度思考吧！ © 本文版权归作者 Aaron 所有，任何形式转载请联系作者。 来自豆瓣App 有用 3 没用 0有关键情节透露 中信出版鹦鹉螺 2022-01-24 14:01:19万物的原理，在婴儿眼中最清晰一个婴儿在吃饭时不小心碰掉了勺子，他会盯着它，好奇却并不知道在好奇什么，但如果你把勺子捡起来放回到他手边，他还会故意把它碰掉。 这些重复的掉落，便是这个婴儿第一次认识物理。
绘图：Tomasz Walenta 人类创造文字和书写，使前人的发现能够成为后世的知识。不然时至今日，我们每个人都像是那个婴儿，好奇却并不知道在好奇什么。 但对于认识世界来说，无知往往是件好事。我们走过尚未有“科学”的混沌和荒芜，由众多天才引领着才到达今天。 如今我们知道勺子是由物质构成的，它会掉落是因为万有引力。而当我们对周遭这个丰富的世界过于熟悉时，我们便需要回到婴儿时刻，抛弃对于物质世界的所有认识，以便重新发现它。 2016年2月11日，人类首次探测到了来自双黑洞合并的引力波信号。 弗兰克·维尔切克是顶尖的物理学家，同时也是一位外祖父。他已经参悟天才的前人们对物质世界的解释，却又无比羡慕他初生的小外孙从零开始认识世界的状态，他认为，这种无辜的无知正是重新认清我们在宇宙中的位置的理想状态。
弗兰克·维尔切克（Frank Wilczek）因在夸克粒子理论（强作用）理论方面所取得的成就，2004年获得诺贝尔物理学奖 他在新书《万物原理》中写道：“物理世界如何运行的简单事实既强大又奇丽，但是帮助我们发现它们的思维方式同样是一个伟大的成就。根据这些基本定律，我们人类在这个宏大图景里扮演着什么角色？这是个很重要的问题。”
《万物原理》【美】弗兰克·维尔切克 著 柏江竹 高苹 译中信出版·鹦鹉螺，2022年1月 维尔切克邀请我们一起，回顾和反思那一代代头脑们在物理世界的跋涉，并以一个重生婴儿的姿态，重新发现这个世界。 巨人的步伐在很久之前，古代科学家就总结了日夜交替、四季循环、月相盈亏和星辰排列的规律，这个时候，人们是简单观测并比较精确地预测它们的变化。 到了17世纪，就出现了描述天空物体如何运转并用数学模型来研究的“天体物理”，托勒密对这种情况进行了一个总结。
托勒密，“地心说”的集大成者图源自网络 哥白尼注意到这个总结中的某些数字的值可以通过惊人的简单方式相互联系在一起，在假设的前提下，这些神秘的“巧合的”关系可以用几何来解释，以一种更深刻的指导性原则将它们联系起来。 开普勒吸收了哥白尼的想法，并对托勒密的模型做出了其他重要技术变革，创造了一个既简单又精确的行星运动几何模型。 谷歌在开普勒纪念日的定制图图源自网络 而伽利略这种关注宏大哲学问题的人对简单的几何模型是不满足的，他更渴望建立一种理解世界的新方式。他想要精确地理解某件事，他要寻找确切的数学公式，以完全描述他平凡的观察结果，而他最终也找到了。 于是，牛顿将开普勒的行星运动几何学与伽利略对地球上运动的动力学描述结合在了一起，也就是现在被我们奉为经典的牛顿理论。
开普勒模型 认识世界的过程，就是一个不断发现和传承的过程。 正如牛顿所言：“对任何一个人甚至任何一个时代，要解释所有的自然规律都是一个过于艰难的任务。所以最好做一点儿精确的工作，然后将剩下的留给后人。” 当我们的理论能解释非常广泛的现象并在细节上也能达到和谐一致时，我们就永远无法像希腊哲学家那样理解自然了。因为，我们知道得太多了，我们只能进一步去探索更广阔的空间。
或许我们只有站在更高的角度才能略窥世界的全貌，就像本书的封面，只有展开才能看到一个完整的光圈 物理学的大厦已经建成？当所有人都以为古典物理学大局已定之时，在20世纪上半叶，开尔文说：“19世纪末，物理学的大厦已经建成，晴朗天空中的远处飘浮着两朵的令人不安的乌云......” 这两朵乌云就是相对论和量子力学——爱因斯坦的相对论推翻了牛顿的绝对时空观，普朗克的量子假设推翻了能量均分原理。
1927年，第五届索尔维会议合影，这张照片集合了当时物理学界的半壁（甚至可以说是“全壁”）江山前排左二普朗克，排前中间爱因斯坦图源自网络 量子力学便是婴儿的勺子，它打破了自牛顿以来人类对万物的解释，将自认为参透物理全貌的人类打回了婴儿状态。 牛顿认为世界是可以控制的，只需要力。而量子力学则表示，世界由一些基本组件构成，它们遵循严格但奇怪且陌生的法则。比如，你不可能观察一个东西而不改变它。 例如不确定性原理（Uncertainty Principle），它由海森堡于1927年提出，主旨为你不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度。此外，不确定原理也会经常被解释为哲学问题，用海森堡自己的话说：“在因果律的陈述中，即'若确切地知道现在，就能预见未来’，所得出的并不是结论， 想象你和一位朋友坐在一个非常暗的房间里观察一束昏暗的光线。将这束光调得非常非常暗，比如用多层布料蒙在它上面。最终，你和你的朋友只能看到间歇性的闪光。但是你们看到闪光的时间是不同的。光已经被分解为单个量子，而每个量子不能被共享。在这个基本层面上，我们感受到的世界是不同的。 更为颠覆的是，心理物理学揭示出，意识并不指挥绝大多数行动。阿尔瓦罗·帕斯夸尔–莱昂内（Alvaro Pascual-Leone）做了一个具有深远意义的简单实验。 他让受试者可以按照刺激的要求抽动手腕，也可以决定他们想要抽动哪一侧的手腕。例如，如果他们已经决定抽动右手腕，他们的左运动区就会活跃。通过这种方式，研究人员可以在运动发生前预测受试者做出了何种选择。 然后，揭示真相的转折出现了。受试者抽动的往往是刺激强加的那只手，而非自己最初选择的那只手。而且受试者并没有报告说某个外力控制了他们，而是：“我改主意了。” 细致的物质研究揭示，构成我们身体和大脑——“自我”的物理平台——的东西和构成“非自我”的东西相同，而且似乎是紧密相连的，这违背了我们的一切直觉。 在我们婴儿时期急于理解事物的过程中，我们也学会了误解世界和自己。在通向深刻理解的航程中，有许多需要抛弃，也有许多需要学习。 这就是全部了吗？早在1929年，伟大的数学物理学家保罗·狄拉克在消除了量子电动力学中的疑问之后，就已经宣布：“对于大部分的物理学问题与所有的化学问题，它们的数学理论所依照的基本物理定律，我们都已知晓。”
量子物理奇才保罗·狄拉克（Paul Dirac） 狄拉克指的是量子电动力学中的定律，它们适用于假定由电子、光子和原子核构成的物质。90多年来，我们在原子物理学和化学领域进行了无数次新实验，有了无数的新应用和新发现。 随着理论变得更加严谨，狄拉克大胆的主张不仅得到了延续，而且越发接近现实。随着我们对强力和弱力的掌握加深，我们“基本理解”的范围逐渐扩大，也就是说，“大部分的物理学问题”中的大部分变得更大了。例如，1929年的物理学对恒星如何产生能量，以及将原子核凝聚在一起的力是什么，都没有明确的概念。现在，多亏了成千上万次严格的实验验证，我们能够充满信心地回答这些问题。
附中文版定制专家解读本 狄拉克认为，困难之处仅仅在于应用这些定律时会产生难以解决的复杂方程。而现代超级计算机已经完全可以胜任这项工作了，在它们的帮助下，我们求解基本定律中的方程的能力大大提高。在量子理论的框架下生效的量子电动力学、量子色动力学、广义相对论以及弱力的方程，推动了许多领域的研究进展，包括激光、晶体管、核反应堆、核磁共振成像（MRI）以及全球定位系统等。这是我们打开世界的另一种方式。 法国数学家、物理学家和宗教哲学家布莱兹·帕斯卡曾感叹：“宇宙通过空间囊括了我，吞没了我，使我犹如一个原子。” 维尔切克赞叹于宇宙的广袤和人体的盈实，他写道：宇宙是很丰富的，这个丰富不仅在于我们认知的“外在”，也在“内在”。我们可以感叹世界浩瀚无垠，也可以感叹恒河沙数，但是如果反向不断放大，我们人本身之于更细微处也是“宇宙”，我们亦很大！ 我们每个人体内都包含了远比可见宇宙中的恒星数量还多的原子，我们的大脑包含的神经元数量也和我们星系中的恒星数量相当。内在宇宙为外在宇宙提供了有价值的补充。 探寻世界运转的原理，本身就是身为人的本能，而我们的头脑让我们超越了自身的天然极限。 现在，让我们重新捡起地上的勺子吧。
有用 2 没用 0有关键情节透露 广姐 2022-03-11 06:55:26万物之理：思想家追问下的产物人类世界的发展无不都是在先贤们对于世界的追问之下发展的，时至今日人类科学的发展依旧可以在先哲作品中找到追问，到了维尔切克眼中这一切变成了一个个物理学的成就以及即将迎来的一系列伟大成就。
在这本《万物原理》的科普书中，诺贝尔物理学奖获得者维尔切克再一次走近深爱的物理学世界，不过不是为了研究更高深的物理学难题，而是为了让读者更好的了解物理学原理，他将数十年研究对于物理学的研究汇聚成十个问题或者说是十个答案。这里面包含时间、空间、物质、能量、复杂性、互补性等等在生活中无数的名词，但是在物理学的世界中每一次名词的产生都标志着一次伟大物理学成就的诞生。宇宙的浩瀚无边虽无法测量，但微观世界中早已能够用显微镜看到原子的运动，我们还可以超越视野界限思考我们的后代会看到什么样的宇宙。文学底蕴深厚的维尔切克想到了丁尼生在《尤利西斯》中的论述“……全部经验，也只是一座拱门，尚未游历的世界在门外闪光，而随着我一步步前进，它的边界也不断向后退让。最单调的最沉闷的是停留，是终止……”。到了微观世界，欧氏几何发展到了普朗克时代便是普朗克尺度的极小距离，两点之间的距离涨落可以达到甚至超过距离本身，叶芝那句“……中心难再维系；世界一片混沌……”的景象浮现在这个伟大物理学家眼前。
若不是因为简介中告诉我们这是一部物理学科普书，我会直接把这本书当成是西方文学名著导读，其中穿插部分物理学经典知识作为伟大哲学家、诗人思考的前瞻性，透彻，他们在对于具体时代环境，科学发展的文字描述至今仍能在物理学界得到证实，并且仍将长久的影响后世。但细读中发现这种对于物理学的研究理解可远非一个普通的科普知识介绍可以做到的，他在介绍某项物理学发展成就之时，先就发展历程进行介绍，同时在讲解过程中有整个对于物理学的理解内容，宏观、微观两个层面进行讲述，再配上那积淀深厚的文学、哲学知识，这本科普读本的趣味性大大增强。每一次维尔切克在引用伟大物理学家、哲学家的名言之时给我一种极强的身临其境之感，时而我在欧几里得的几何学思考之中，时而穿越到爱因斯坦提出广义相对论的场景，最后醉倒在惠特曼的诗歌之中。
一边是早已应用于现实的伟大物理学成果，另一边是哲学家、文学家在著作中提出的最初关于世界的追问，物理学家不断将构想变成现实，人类的诗意与现实生活的成就都在维尔切克笔下被勾勒出来了，难怪北大物理学教授会认为维尔切克是描述人类伟大科学成就，阐述成就背后的方法和原理以及对人类社会影响毫无争议的最佳人选。 © 本文版权归作者 广姐 所有，任何形式转载请联系作者。 有用 1 没用 0 cplusplus 2022-03-06 19:11:54决定论宇宙中的诗意Alvaro Pascual-Leone 使用 经颅磁刺激（TMS）的实验中，通过电刺激来操纵被试者的选择，结果，被试者认为 ”我改主意了“，而无法意识到自己的大脑被操纵的事实。 这让人意识到，大脑其实是一个 ”模式识别和拟合机器“。 诚然，很多时候，人类可以识别到客观的模式，但是更多的时候，可能只是在自欺欺人的 ”拟合“ 数据——也就是说，通过扭曲认知，来消除认知冲突。 如果消除不掉呢？人会焦虑，或者晕车。 作者在本书中，让我最感动的，是他那种理性乐观的态度。 是的，人类可以想象在太阳系的范围中中自由的旅行和居住，前往不同的恒星系，前往不同的星系，前往宇宙的边缘…… 在此过程中，理解宇宙，收获能量和物质，照顾好彼此。 为了放大人类有限的力量，我们需要两个基本概念： - 临时稳定单元 - 组合激增 就比如，细胞是一个临时稳定单元，而 40万亿个细胞组成了可以思考和运动的人体。 就比如，内存的一个位和 CPU 的一个寄存器，是一个临时稳定单元，而 GB 级别的它们组合起来，可以从图片中认出猫猫。 这是因为，它们通过 “组合激增”，充分利用了指数的力量，可以刻画天文规模的对象，及其变换。 © 本文版权归作者 cplusplus 所有，任何形式转载请联系作者。 有用 1 没用 0有关键情节透露 澜沧月 2022-03-04 15:05:14《万物原理》：不懂物理也能轻松“解码”的书籍最近在读的这本《万物原理》让我又一次感受到理论科学的魅力。 比起很多让普通人一读就睡的专业读本来说，这本用词简单的书，以通俗的方式介绍了十条物理世界中人类必懂的基本原理。 这本由中信出版·鹦鹉螺出品的《万物原理》是2004年诺贝尔物理学奖得主、去岁当选中国科学院外籍院士的理论物理学家弗兰克·维尔切克写的。书中就时空尺度、物质组分、基础定律等探讨了“世界有什么”，又通过世界的诞生、复杂性的作用力、互补性的延展力等揭示了“世界是如何变成这样的”。 现在，就让我们看看，这些物理世界的基本原理是怎样和我们的生活联系起来的。
人的体内有“一整个宇宙”我们知道，“世界是由物质组成”。手边的一支笔、眼里的一束光、脚底的一方土......所有我们能感知到其存在、用身体某一部位触碰到的东西，虽乍看毫无相似，实则都是由共同的物质单元组成。 很长一段时间，科学家在有限的技术手段下只能发现原子的存在，因而认为“原子便是化学反应中能够交换的最小物质单元”。随着实验条件的进一步完善、科学研究的进一步深入，科学家们又发现了比原子更小的电子、光子、夸克和胶子等基本粒子，从而为“原子学说”的重新表述提供了强有力的科学论证。 了解物质组成成分对人类而言有什么意义呢？ 每个夜晚，当我们遥望辽阔的星空，与来自数百年前的星光对望时，总会被那点点深邃折服，不由感叹“人类真的太渺小了”！这种由来已久的思想与感觉真的就是认知的终点吗？ 伟大诗人沃尔特·惠特曼在他的《自我之歌》中写过：“我心胸宽广，包罗万象”。 维尔切克也在书里提及他童年时的学习经验：一个人的身体里包含着约1028个原子。如果我们把原子换算成更小的物质单位，这个数目将更加突破我们的认知。 现在你明白了吧，每一个人的体内都有一个宏大的“宇宙空间”。因此，不必总是妄自菲薄，事事否定自己的能力，毕竟“世界很大，但我们并不渺小”。
人应该学会定期“清空内存”作为诺奖得主，维尔切克的知识储备量自然是不用多说的。然而，维尔切克从不以他这些傍身的积累为豪，他坦言： 科学虽然告诉了我们有关事物是什么的重要事实，但它从未断言事物应当是什么样子，更没有禁止我们将事物想象成别的模样。 换言之，他希望大家不要被已有的知识捆缚，不要停止向更广阔的未知领域展开探索。 科学并非是万能的。在受到认知条件的限制下，人只能在一定范围内释放自己的好奇，往往是知道的越多，想要知道的就会越少。 在科研的道路上越向迷人花丛深处走去，维尔切克虽得见许多细微的真相，却也因此感受到了思维的限制。这种限制，一方面体现在对没有科学根据的神话传说的怀疑上，一方面体现在对失去科学庇护的事物的全盘否定上。 世界因复杂而迷人。科学的认知如果以放弃了多彩的可能性为代价，那显然有些不值得，也与我们经历丰厚的真实人生格格不入。 作为这个世界的一部分，同样是由物质组成的人类必然是这世界运行的参与者而非旁观者。因此，必须承认科学基本原理的研究只是让我们拥有对世界真实模样的基础认知，具体到每个人如何开展自己的生活，还需要我们通过吸收更多的知识来确定自己的选择。 就人类的生存与学习而言，请记得：“万般最远途，唯有归家路”。 当我们像一块海绵永不知道满足地去吸收外来的知识时，不要忘了，知识与好奇有时会是反比的关系。请保持定时清空“内存”的习惯，容许自己回到最初那个好奇宝宝的状态。要知道，新的探索旅程，往往是在拥有基础认知的前提下才可轻松出发。
写在最后选择一本书籍阅读，有时候不一定是为了某个亟待解决的问题。在那些没有压力的、随意的阅读中，我们反而能在字里行间找到眼前一亮的点。 《万物原理》这本书并非严格意义上的功能书，它甚至不能在你阅读完之后立马让你产生一种故事分享的冲动。但是，就像书里介绍的那些已被反复证明的、亘古不变的基本原理一样，落在文字里的人生启迪也将成为每一个翻阅此书的人一生中都不会褪色的信念。 © 本文版权归作者 澜沧月 所有，任何形式转载请联系作者。 有用 1 没用 0 璃人泪@2011 2022-02-09 23:05:27熟悉而陌生的世界仰望星空的惊艳，拥抱河山之壮美，亲近自然生灵，对于我们身处的世界，我们因熟悉而心安，又因陌生而好奇。走在每天的通勤路上，日升月落、呼吸、运动、思考，都再自然不过，鲜有人在意物质的变化、宇宙的原理。直到孩子牙牙学语，父母们被问到种种为什么，头脑里竟没有完整的答案，熟悉的世界突然有了隔阂。 理论物理学家、诺贝尔物理学奖得主弗兰克·维尔切克也是在外孙出生后闪过这样的念头：孩童如何感受这个世界？或者说，我们生活的这个世界究竟是怎样的？《万物原理》一书是作者交出的答卷，也带领我们用孩童般单纯、诗意、包容的心重新认识这个世界。、 世界有什么呢？维尔切克总结，世界包含丰富的空间、丰富的时间、极少的组分、极少的定律、丰富的物质和能量。第一部分的各个章节就会是对这些“组成”的阐释。物理定律或会让人望而生畏，维尔切克采取了一种更诗意的写法，将世界与个体的生命联结。面对浩瀚的宇宙，人们难免感慨生命之渺小，但换个视角，维尔切克说：“微观世界有无垠的空间。在所有事关紧要之处，我们非常之大。”譬如，一个人的身体里包含的原子数量有10的28次方个，《孙子算法》把这个巨大的数成为“穰”，说得浪漫些，它是整个可见宇宙中恒星数量的一百万倍，以及我们体内有个小宇宙。一方面，我们不断把视线投向时间和空间尺度上更遥远的位置，另一方面，利用新的手段探索微小的尺度也在拓宽我们的视野。 打破内部和外部的分野，对时间感兴趣的从来不只是物理学家。圣奥古斯丁就发出国哲学之叹：“时间是什么？如果无人问起，我心知肚明，如果要向问我的人解释，我却一片茫然。”书中呈现的感知时间的方式更是超乎想象，不妨跟随维尔切克一起思考：思维的速度能有多快？瞬间能有多短？如何更精确测量时间？时间旅行能否在现实中被设计建造？维尔切克的解答并不空泛，在复杂的变量中，他试图厘清基本线索，至少是提供一种思路。拿最难量化的大脑运转速度来说，维尔切克用他擅长的物理学知识求生物学问题的解，聚焦于神经元互相通信时使用的脑电活动的脉冲之间的间歇期，维尔切克将之视作“信号处理的根本限制因素”，以电影每秒的帧数类比，估算出一生中能处理并“理解”约1000亿幅不同场景，还以英语单词的长度，把它折算成10亿个想法，这种算法真让人脑洞大开。如此富于想象力的维尔切克，预测出“时间晶体”这一兼具科学性与文学性的物质形态，便不足为奇了——协调大量原子，配合“时间晶体”，就可能提升单原子原子钟的精确度。 维尔切克口中少而简的几种构成世界的组分对门外汉来说不易理解，但他别出心裁地用两个场景让读者身临其境。一个是发现准粒子在不同条件下的特性，使之为我们所用，新型准粒子不仅有讨喜的名字——自旋子、等离子体、激子——还各有所长，新材料将构建我们的未来世界。另一场景是对细胞的研究，制造新型类细胞单元治疗疾病，对现有细胞类型进行微调，物理学和生物学的碰撞大有前景。 由“世界有什么”的基本概念，维尔切克带我们回顾了宇宙的历史，领略沿途风景，也提出了未解的谜团。最让人感慨的是他关于互补性的思考。书中提到的互补性不局限与科学领域的研究，维尔切克也借鉴了音乐中的复调、绘画中的立体主义、心理学上的自由意志以及自己儿时的宗教体验，如同在本书中一次次打破内部和外部的边界、融汇简单和复杂的系统、联结科学和其他学科的块垒，作者倡导的是用更具包容的视野来了解这个世界，如孩童般没有先入之见、人为设限，谦逊、热切、快乐地探索，碰壁时回头看看其他道路，发现新的可能。如实，我们对这个身处的世界以及人和事就会多一些共情。扩大共情圈，摆脱将自我与世界分割的错觉制造的牢笼，这是爱因斯坦的信条，亦是科学教给我们的解决现实世界纷争的钥匙。 ——壬寅年读弗兰克·维尔切克《万物原理》 © 本文版权归作者 璃人泪@2011 所有，任何形式转载请联系作者。 来自豆瓣App 有用 1 没用 0有关键情节透露 岂能无怪哉 2022-01-26 01:02:40人是宇宙的一部分本书讲的是我们可以从对物理世界的研究中学到哪些最基本的道理 世界有什么？：丰富的空间、丰富的时间、极少的组分、极少的定律、丰富的物质和能量。 开端和结尾：宇宙的历史、复杂性的出现、值得一看的东西、谜团、互补性 宇宙是个奇怪的地方。 理解世界的现代方法出现在17世纪的欧洲。被称作“科学革命”的一系列鼓舞人心的突破真正说明了人类心灵创造性第参与到物理世界中能实现什么，而且生产这些突破的方法和态度也为人类未来的探索提供了清晰的模型。 有了这种推动力，我们所知的科学才真正开始，它再也没有回头。 造就了所谓“科学革命”的独特性，并使其名副其实的本质原因，是一种观念上的改变：一颗新的雄心和一种新的自信。 开普勒、伽利略和牛顿发展的科学方法即包邮了尊重事实和向大自然学习的谦逊准则，又提倡人们大胆地将所学的知识应用到任何地方，甚至超出了原始证据所在的范围。如果它有效，你就发现了有用的东西；如果它无效，你也学到了重要的东西。这种“激进的保守主义”是科学革命的本质创新。向大自然学习并尊重事实，是科学方法的关键特征；拼命把所学到的一切知识推到别的情况下，这是科学实际运作的本质，它为科学提供了前沿。 宇宙之大远远超越了我们人类的身体以及可能旅行的距离。科学的理解不仅支持这种旷巨之感，而且进一步扩展了它。 我们内在的丰富性虽然布什那么显而易见，但其深邃渊博较之于外在丝毫不逊。 无论尺度放大还是缩小，都存在丰富的空间。 我们在宇宙测绘中得到了一些令人惊叹的简单结论：最为基础的结论是，我们发现任何地方都有同一种物质。另外，我们观测到任何地方也都受同一组自然定律的支配；其次，我们发现物质被组织为一个层级结构；最后，我们发现所有这些东西都被几乎均匀地洒在空间中，我们发现，在所有方向和所有距离上，星系的密度都大致相同。 而在向内部探索的过程中，卢瑟福对盖革-马斯登的观察详细的分析孕育了现代的原子图像。盖革-马斯登实验建立了一个探索亚原子世界的范式，这一范式从此主导了研究基本相互作用的实验。 我们在空间中所见到的同样适用于时间：无论外在还是内在，都存在丰富的时间。 时间是什么？ 时间在心理上似乎不如空间那样有形可触。我们不能再时间中自由移动，甚至也不能重临某个特选定的时刻。某个时刻一旦流逝，便成为过去。它总是一开始不再当下，然后成为当下，最后再次离开当下。 放射性计年和恒星天梯物理学，都是可以测量非常长的时间的方式。而把人类生命的跨度与产生想法的基本的电和化学过程的速度相比，我们便能感受到时间内在的丰富。 大脑运转的过程十分复杂，人类信号处理的一个根本限制因素，是神经元互相通信时使用的脑电活动的脉冲之间的间歇期。 物理现实最基本的组分是一些原理和性质，四条简单但深刻的普遍原理主宰了世界运行的方式： 1、基本定律描述了变化。将对世界的描述分为状态和定律两个部分是有帮助的。状态描述了“这是什么”，定律描述“事物如何改变”。 第一条原理本质上说的是“之后会发生什么？”，这个问题较为简单，而且，回答这个问题，比回答“事物为何如此”产生了更丰硕的科学成果。 2、基本定律是普适的。也就是说，基本定律在任何地方、任何时刻都成立。 第二条原理的一个重点是我们可以在任何地点、任何时间做实验，这有助于让做实验这个“显然的”建议变得切实可行。根据第二条原理，即普适性原理，不管在何时何地，我们都将会发现相同的基本定律。 3、基本定律是局域的。也就是说，一个物体在很近的将来的行为只取决于当前离它 很近的周围的情况。这条原理的标准科学术语是局域性（locality）。 第三条原理——局域性——允许了我们做另一个重要简化。它告诉我们，在构想定律时，不必考虑整个宇宙或者全部的历史。 4、基本定律是精确的。定律都是精确的，而且不允许例外。因此，它们可以用共识表述成数学方程。 第四条原理——精确性——则鼓励了我们的雄心壮志。它的意思是，如果我们用恰当的概念描述定律，我们可以得到一个简洁而完备且完全精确的描述。 这四条原理共同作用，为我们提供了一种做出新发现的策略。我们一开始先研究有准确定义、可以重复建立的简单情形下会发生什么。掌握了这些之后，我们可以尝试推论在更复杂的情形下会发生什么。 人类的目标的本质是通过动态复杂性的信息流，而非化学和生理学的细节来表达的，这一原则既拓展了思维，也解放了思想。它促使我们去想象宇宙中其他地方的思想是如何出现的，并且让我们为接纳这些思想做好了准备。 人类需要特定的条件才能繁荣发展，这些条件在地表附近不远处的大气层以内很常见，但在整个宇宙中却极为罕见。扩大人类信息的影响范围是一个更容易也更现实的目标。 人类大脑中不断进化的连接模式以及化学驱动下的脑电活动，是先今动态复杂性和思维的顶峰。 尽管我们对世界如何运转已经有了诸多了解，但是仍有许多谜团存在： 是什么引发了大爆炸？它还会再度发生吗？ 基本粒子和基本力的范畴看起来在不断扩张，其中是否因含有意义的模式？ 具体来说，意识是如何从物质中产生的？（或者说，意识是否产生于物质中？） 如果将时间反演，那么基本定律与时间正向的情况几乎完全一样，却有不尽相同。 关于“暗物质”和“暗能量”，尽管他们提供了宇宙中的大部分质量，但是不知为何，我们从来没有观测到它们。 互补性是思维的拓展 互补性这一概念最基本的形式是：我们从不同的角度思考同一个事物的时候，似乎会发现它同时具有不同的性质，甚至是相互矛盾的性质。互补性是一种对待经验和问题的态度。这个世界既简单又复杂，既逻辑森严又怪诞不经，既秩序井然又混乱不堪。如我们所见，对基本原理的理解并不能解决这些二元性，反而还会突出并深化他们的影响。 人类同样也被二元性裹挟，我们及渺小又庞大，及转瞬即逝又长盛不衰，既知识渊博又懵懂无知。 基于思想和心理学的模型以及基于物质和物理学的模型都是有效的，可以分别用于解决不同的问题。我们要贯彻互补性的思路，接受这两种模型同时存在的事实。 从互补性的角度来看，那些不熟悉的问题、事实和态度给了我们尝试新观点的机会，并从它们所揭示之事中学习。 接受科学的基本原理并非易事。它们在教导我们的同时，也在挑战我们的思维习惯。科学告诉了我们许多有关事务是什么样的重要事实，但它并没有断言事物应该是什么样的，也没有禁止我们想象事物别的样子。 科学中包含美妙的思想，但它不会将这种美妙耗尽。它为我们提供了一种独特而富有成效的方式来理解物质世界，但它并不是一份完整的生活指南。 宇宙是一个奇特的地方，我们都身处其中。 |
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