系列丛书《流行科学》
大家好!我们通过以下创新打开了一系列新的书籍《流行科学》:
1. 对物理学的恐惧。真空中的球形马:劳伦斯·克劳斯(Lawrence Krauss)的传奇著作已被翻译成世界上12种语言,并且是为那些对物理学知之甚少或一无所知的人而写的,因此他们可以战胜对科学的恐惧。 “对物理学的恐惧”是一个生动,直接,尊重和令人着迷的故事,涉及从沸水到宇宙存在的所有事物。这本书充满了有趣的故事和说明性的例子,使您能够理解现代科学理论中最复杂的复杂性。2. 悖论。物理学的九大奥秘:什么是悖论?乍一看,从科学或逻辑的角度看,这种现象似乎是难以理解的。几个世纪以来,科学一直面临着悖论,其中许多悖论已经大大推进了它。该书作者Al-Khalili教授描述的悖论与物理学和天文学有关。他们让许多最伟大的思想家和科学家感到困惑。一只猫可以同时生还死吗?阿基里斯(Achilles)跑多快,永远不会真正超越乌龟?一个人怎么比自己的双胞胎兄弟大十岁?阅读本书后,您将获得真正的知识享受,甚至得到启发!对物理学的恐惧。真空中的球形马劳伦斯
·克劳斯(Lawrence Krauss)发表当聚会上的某人发现我是物理学家时,他要么立即改变话题,要么开始向我询问大爆炸,其他宇宙,超轻型发动机,夸克,超导体,超弦或超撞机。即使是那些坦率地承认自己不喜欢学校的物理学并且从不后悔的人,也经常听到有关发生在科学前沿的神秘现象的故事,就像被迷住了一样。现代物理学涉及许多宇宙问题的解决方案,任何人都以一种或另一种方式思考。然而,物理学对人们来说似乎常常是复杂的,难以理解魔术,仅对同修开放,因为许多研究都位于离他们的日常经历非常遥远的领域。但是还有一个更严重的障碍,使许多人无法理解现代物理学在做什么。解决问题的物理方法和物理学家使用的语言在大多数人的日常生活中并不使用。对于被剥夺了物理学家固有世界的特殊观察者的观察者来说,各种现象的杂乱无章的动物园似乎令人难以理解,而且常常令人恐惧。为了以我的理解向读者介绍现代物理学,我决定不着重于具体物理理论的描述,而是讨论物理学家在其工作中使用的工具。如果有人想从人类智力活动的角度以及从其在塑造我们现代世界图景中的作用的角度来评估物理科学的当前状态,那么通过一些初步的背景就可以轻松地做到这一点,从而了解如何所有这些科学工作。这本书不是一本关于在丛林中生存的教科书,而是一本有关徒步旅行时需要带的东西,如何绕过危险的岩石,可以欣赏美丽景色以及如何安全返回家园的指南。物理学家本身仅能够继续进行现代研究,因为他们主要受到我们用来研究日常生活的相同基本原理的指导。物理学理论目前正在研究时空尺度上相差超过六到十个数量级的现象-这意味着物理学家研究的最大物体与最小物体的尺寸之比由一个数字组成,该数字由1和60个零组成。但是,实验研究的范围有所缩小。然而,在这个动物园的背景下,一位物理学家对任何现象的描述通常是另一位物理学家可以理解的,因为它只使用了十几个基本概念。人类知识的其他领域没有那么广泛,同时又很容易形式化。部分由于这个原因,我的书太薄了。物理学家使用的工具数量很少,尽管完全掌握它们需要一定程度的知识,但是仅需了解其工作原理就无需费力。在这六章的每一章中(当然,如果您购买了这本书),您将找到对指导物理学家进行科学探索的关键思想之一的讨论。为了说明这些想法,我举了一些例子,在每个例子中,我都像音乐家一样演奏,从基础知识升至高峰。例子的选择似乎有些折衷,但是在本章开始时我们专注于我们所处的位置,我试图使读者了解我们最终将要去的地方。另外,由于这个原因,我随意介绍了最现代的概念。当有些读者遇到熟悉的想法时,他们会松一口气,尽管对有些读者来说,这似乎不太容易理解。同时提出的一些概念是基本概念,而以前在大众文学中从未提出过。但这没关系。我不会为您测试新的教学技术。我想让读者体会物理而不是物理的内容。我认为对于非科学家而言,对物理学的理解比了解其具体应用更为重要。最重要的是,在物理学中,位于一幅画的表面之下的世界图片的各个片段之间有着奇妙的联系。这些键构成了物理结构。对于科学家来说,没有比发现另一个这样的联系并进行实验测试更大的乐趣了。最后,这使物理学成为一门科学,如果认真对待它,您将拥有真正无限的视角。最后,我想强调一点,物理学与艺术和音乐一样,是人类同等的创造性智力活动。物理学构成了我们的文化经验。我不能判断后代将最需要哪种现代文化遗产,但是我敢肯定,忽视我们科学传统的文化方面将是一个严重的错误。最后,科学构成了我们对周围世界及其在其中的位置的看法。今天,科学文盲与无文化性相同。文化活动的主要美德-无论是艺术,音乐,文学还是科学-都丰富了我们的生活。通过文化,我们体验到欢乐,兴奋,感知美丽,熟悉宇宙的秘密。我认为唯一的一件事是确实使科学与清单上的其他事物区分开来,这是享受科学所必需的更高水平的教育。对于大多数物理学家来说,他们活动的主要个人理由仅仅是发现新规律和愉悦感的愉悦,愉悦,这体现在物质世界的各种现象与构成其固有规律的简单性的结合中。因此,在Erika Yong的允许下,这本书专门讨论了一个问题:一个普通人是否能够克服物理偏见而从物理学中获得真正的乐趣?我希望如此。新规律的发现和美感带来的喜悦,体现在物质世界现象的多样性和其基础规律的简单性的结合中。因此,在Erika Yong的允许下,这本书专门讨论了一个问题:一个普通人是否能够克服物理偏见而从物理学中获得真正的乐趣?我希望如此。新规律的发现和美感带来的喜悦,体现在物质世界现象的多样性和其基础规律的简单性的结合中。因此,在埃里卡·永(Erica Yong)的允许下,这本书专门讨论了一个问题:一个普通人是否能够克服偏见,从物理学中获得真正的乐趣?我希望如此。可以在出版商的网站上找到这本书的更多内容内容摘录该书仅以纸质形式提供。悖论九大物理奥秘
作者:吉姆·哈利利悖论以其所有的多样性出现在我们面前。尽管其中一些是复杂的逻辑任务,没有很大的研究潜力,但另一个悖论可能只是整个科学行业的冰山一角。通过仔细分析它们所基于的假设可以解决许多问题(一个甚至几个可能是错误的)。严格说来,这样的悖论根本不应该这样称呼,因为找到解决方案的任务不再被视为悖论。真正的悖论是一种导致恶性循环(自相矛盾的循环论证)或描述从逻辑观点来看不可能的情况的陈述。但是有一种趋势是在更广泛的上下文中使用“悖论”一词,包括我更喜欢的虚构悖论。这些难题有解决方案。有时,这些悖论包含了一个技巧或一个棘手的动作,特别是应该引导读者或听众走上正确的道路。值得揭示这个技巧-矛盾或逻辑上的荒谬消失了。假想悖论的另一种形式是它的陈述和结论,尽管它们最初看起来很荒谬或至少与直觉相矛盾,但仔细研究后,它们似乎不再如此,即使它们的后果看起来仍未宣布。另外,物理学中有一类悖论。可以借助基础科学知识来解决所有(或几乎所有)这些悖论。我想在书中谈论的就是这种悖论。因此,让我们首先简要地看一下什么是真正的逻辑悖论,只是为了弄清楚我在这里不打算告诉您什么。真正的悖论是以这样一种方式制定的,即形成了一个恶性循环,实际上是没有出路的。例如,这里有一个简单的语句:“此语句为假。”我认为,在初读时,这些词看起来非常简单。但是,一旦您深入研究它的后果,请考虑一下它的含义-逻辑悖论将变得显而易见。三个简单的单词会引起真正的头痛吗?如果是这样,我会认为这是一种有趣的痛苦,其本身是矛盾的,您无疑会与家人和朋友分享他的虐待狂之乐。如您所见,声明“这句话是假的”本身就是谎言,因此它本身不是谎言,因此,它不是假的-在这种情况下,它是真的,这意味着它实际上是假的,这表示它不是错误的-依此类推,无限循环。有许多这样的悖论,但是本书并不涉及它们。相反,我将向您介绍我最喜欢的难题和科学难题,每个难题都被称为悖论,但是当您从正确的角度看待问题时,就不能再将其称为悖论了。尽管起初它们与常识相矛盾,但每次它们的论证都没有考虑到物理学的某些微妙方面时,考虑到我们剔除了悖论所立的支柱之一,而其宏伟的整个建筑都坍塌了。尽管找到了解决方案,但许多解决方案仍被称为悖论。这部分是由于他们最初制定时(在我们发现错误所在之前)获得了可悲的声誉。除了以这种方式展示它们之外,我们还提供了有用的工具,科学家们由此了解了一些相当复杂的想法。另一件事是解决它们会带来很多乐趣。乍一看,我们将要谈论的许多难题确实给人以真实而不是假想的准码头的印象。就是这个以著名的时空旅行者悖论的简化版本为例:如果您回到过去并杀死了自己的年轻版本,该怎么办?你的杀手会发生什么?您是否因为不允许自己长大而跳出现实?在这种情况下,您还没有达到成为旅行中杀手的年龄。然后谁杀死了您的年轻版本?长者,你有一个完美的不在场证明:你从不存在过!因此,如果您不生活在时光倒流中并杀死年轻的自己,那么您就不会杀死年轻的自己,这意味着您可以生存到时光倒流杀死自己的年龄,所以做到了,那你就没活-依此类推它看起来像一个理想的逻辑悖论。当然,物理学家还没有完全排除时间旅行的可能性,只是在理论上。那么,如何摆脱这种悖论的恶性循环呢?我将在第7章中讨论这个特殊情况。并非所有虚构的悖论都需要科学知识来解决。为了证明这一点,我将第1章专门讨论了一些假想的悖论,这些悖论可以通过常识和逻辑来解决。我什么意思想象一下一个简单的统计悖论,其中很容易根据基本相关性得出错误的结论:众所周知,在教堂众多的城市中,犯罪率通常较高。这听起来很自相矛盾,除非您认为教堂鼓励犯罪和违法行为,无论您对宗教和道德的态度如何,这听起来都令人怀疑。但是答案很简单。对于人口众多的城市来说,自然而然地会出现更多的教堂和更高的绝对犯罪率。B源自A,C源自A,这并不意味着C源自B,反之亦然。这是一个简单难题的另一个示例,乍一看似乎很矛盾,但通过解释可以消除这种矛盾。它是几年前由我的同事和密友,来自苏格兰的物理学教授介绍给我的。他说:“每一个苏格兰人南下到英格兰都会提高两国的平均智商。”底线是:由于所有苏格兰人都声称自己比英国人聪明,因此居住在英格兰的每个苏格兰人都会提高其居民的平均智商,但是离开苏格兰是一件愚蠢的事情,只有最愚蠢的苏格兰人才会这样做,苏格兰的平均智商最高。如您所见,乍一看,这句话听起来很矛盾,但是,由于简单的逻辑推理,找到了一个很好的解决方案-尽管从英国人的观点来看当然是令人信服的。在看完第1章中的一些有趣的悖论之后,我们将继续介绍我为您选择的九种物理学悖论,这些悖论无需科学的帮助即可解决。提出另一个悖论之后,我将揭示其真实性。我将展示悖论如何像烟雾一样消散,仅需要揭露潜在的逻辑(事实证明它是错误的)或解释为什么它们实际上并不代表问题。所有这些悖论都非常有趣,因为它们为心灵提供了食物,也因为它们有解决方案。为了使悖论不再成为悖论,您需要知道在哪里寻找,在哪里寻找跟腱,可以通过对科学的深入理解来仔细探究。某些悖论的名称是您熟悉的。例如,薛定inger猫的悖论是将不幸的动物关在一个密闭的盒子里,直到我们打开它,这只猫才能活着也可以死。麦克斯韦的恶魔虽然鲜为人知,但却仍然为许多人所熟悉,它是一个神话人物,坐在另一个密闭的盒子里。通过订购此包装盒中的物品,似乎可以违反热力学第二定律。为了理解这些悖论及其解决方案,需要进行一些科学的准备。因此,我设定了自己的任务,即尽可能清晰,毫不费力地向您介绍这些科学思想,以便您可以欣赏它们的结论,而无需深入研究数学分析,热力学和量子力学。在这本书中,我还从大学的相对论课程中收集了一些悖论,我已经执教了14年。例如,爱因斯坦关于空间和时间的观念已经成为逻辑难题的沃土,这些难题包括极点和棚子悖论(也称为谷仓和极点悖论),双生子悖论和被杀的祖父悖论。在某些悖论中,例如,在某些与猫和恶魔有关的悖论中,是时候结束成就感了。当我从最伟大的物理学奥秘名单中选择申请人时,我并没有着手陈述尚未解决的最重要的科学问题(构成宇宙95%的暗物质和能量的本质是什么,或者在大爆炸之前发生了什么(如果有的话))。这些都是极其困难和深刻的问题-科学家们尚未找到解决方案。如果我们继续使用大型强子对撞机这样的粒子加速器做出令人兴奋的新发现,那么其中的一些难题(例如占星系质量大部分的暗物质组成)可能很快就会解决。其他难题,例如对大爆炸之前发生的事情的准确描述,可能永远无法解决。我想在本书中实现的是汇编一个相当广泛且明智的示例。我们将要讨论的所有悖论都与时间和空间的本质以及宇宙的大大小小的问题有关。他们中的一些人预测的理论乍一看似乎很奇怪,但是如果您仔细了解其背后的思想,这些理论将变得更加清晰。让我们看看是否可以消除所有这些悖论,亲爱的读者,在此过程中,我们拓宽视野将获得很多乐趣。这本书的详细信息可以在发行商的网站上找到内容摘录对于本博客的读者来说,优惠券可享受25%的折扣-Pop Science Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN391023/
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