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    首頁 > 圖書產品 > 圖書詳情

    科學建構:從幾何模型到物理世界

    江曉原    繪:   譯:  

    • 開本:16
    • 頁數:251
    • 出版時間:2019-7
    • 書號:9787544492317
    • 定價:48.00
    • 叢書:
    • 品牌:
    京東 當當
    內容簡介

    “江曉原科學讀本”共六冊,精選從古希臘到今天的科學元典,呈現了一組關于科學的“從嬰兒到兒童,從少年到成年”的“照片”,揭示科學之前世今生。本叢書包括《科學建構:從幾何模型到物理世界》《科學發現:揪住自然的尾巴尖》《科學驗證:那些天空及世間的證明》《科學哲學:有一種追問沒有盡頭》《科學人文:新的科學理念》《科學反思:兩種文化》,從不同視角探討了“科學精神是什么”“科學的源頭何在”“科學等于正確嗎”“科學是至高無上的嗎”“科學是萬能的嗎”“科學與人文之間是否還能‘平起平坐’”等系列問題,使讀者能夠直接閱讀元典,親近大師,站在偉人的高度來關注和理解科學。近距離觀察科學的原點,更容易看清科學的初心,更容易看清科學精神的本質,更容易把握科學成長的基本規律。

    目 錄

    導言|江曉原

    《物理學》第二卷|亞里士多德

    《至大論》第一卷|托勒密

    關于天體運動假說的要釋|N. 哥白尼

    《對話》第二天(節選)|伽利略

    考慮天體和諧所必需的天文知識之要點|J. 開普勒

    《自然哲學的數學原理》(節選)|牛頓

    相對論的基本思想和問題|愛因斯坦

     最初三分鐘|史蒂文·溫伯格

     《黑洞與時間彎曲》(節選)|基普·索恩

    膜的新世界|霍金

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    編輯推薦

    主編江曉原精選十位科學大師的經典文章,包含對本領域科學原理的清晰闡釋,對知識由來的系統梳理,對該領域未來發展的理性展望及科學家親身沉浸其中的獨特感悟。在詳細介紹科學家及其經典文章過程中,給讀者以“豁然開朗”的感受,值得每一位對科學感興趣的人一讀。

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    前 言

    科學與科學精神

    “什么是科學”與“什么是科學精神”都是非常難以確切回答的問題。下面是當 代學者對科學的較為可取的特征描述:

    A. 與現有科學理論的相容性:現有的科學理論是一個宏大的體系,一個成功的科學學說,不能和這個體系發生過多的沖突。

    B. 理論的自洽性:一個學說在理論上不能自相矛盾。

    C. 理論的可證偽性:一個科學理論,必須是可以被證偽的。如果某種學說無論怎么考察,都不可能被證偽,那就沒有資格成為科學學說。

    D. 實驗的可重復性:科學要求其實驗結果必須能夠在相同條件下重復。

    E. 隨時準備修正自己的理論:科學只能在不斷糾正錯誤不斷完善的過程中發展前進,不存在永遠正確的學說。在此基礎上,對于科學精神比較完整的理解也可以包括:

    理性精神——堅持用物質世界自身來解釋物質世界,不訴諸超自然力。

    實證精神——所有理論都必須經得起可重復的實驗觀測檢驗。

    平等和寬容精神——這是進行有效的學術爭論時所必需的。

    所有那些不準別人發表和保留不同意見的做法,都直接違背科學精神。

    不能將科學精神簡單歸結為“實事求是”或“精益求精”,盡管在科學精神中確實可以包含這兩點,但“實事求是”或“精益求精”僅是常識。

    并不是每一個具體的科學家個體都必然具有科學精神。

    現代科學的源頭在何處

    答案非常簡單:在古希臘。

    如果我們從今天世界科學的現狀出發回溯,我們將不得不承認,古希臘的科學與今天的科學最接近。恩格斯在《自然辯證法》中有兩段名言:

    如果理論自然科學想要追溯自己今天的一般原理發生和發展的歷史,它也不得不回到希臘人那里去。

    隨著君士坦丁堡的興起和羅馬的衰落,古代便完結了。中世紀的終結是和君士坦丁堡的衰落不可分離地聯系著的。新時代是以返回到希臘人而開始的。——否定的否定!

    這兩段話至今仍是正確的。考察科學史可以看出,現代科學甚至在形式上都還保留著濃厚的古希臘色彩,而今天整個科學發現模式在古希臘天文學中已經表現得極為完備。

    歐洲天文學至遲自希巴恰斯以下,每一個宇宙體系都力求能夠解釋以往所有的實測天象,又能通過數學演繹預言未來天象,并且能夠經得起實測檢驗。事實上,托勒密、哥白尼、第谷、開普勒乃至牛頓的體系,全都是根據上述原則構造出來的。而且,這一原則依舊指導著今天的天文學。今天的天文學,其基本方法仍是通過實測建立模型——在古希臘是幾何的,牛頓以后則是物理的;也不限于宇宙模型,例如還有恒星演化模型等——然后用這模型演繹出未來天象,再以實測檢驗之。合則暫時認為模型成功,不合則修改模型,如此重復不已,直至成功。

    在現代天體力學、天體物理學興起之前,模型都是幾何模型——從這個意義上說,托勒密、哥白尼、第谷乃至創立行星運動三定律的開普勒,都無不同。后來則主要是物理模型,但總的思路仍無不同,直至今日還是如此。法國著名天文學家丹容在他的名著《球面天文學和天體力學引論》中對此說得非常透徹:“自古希臘的希巴恰斯以來兩千多年,天文學的方法并沒有什么改變。” 而這個方法,就是最基本的科學方法,這個天文學的模式也正是今天幾乎所有精密科學共同的模式。

    有人曾提出另一個疑問:既然現代科學的源頭在古希臘,那如何解釋直到伽利略時代之前,西方的科學發展卻非常緩慢,至少沒有以急劇增長或指數增長的形式發生?或者更通俗地說,古希臘之后為何沒有接著出現近現代科學,反而經歷了漫長的中世紀?

    這個問題涉及近來國內科學史界一個爭論的熱點。有些學者認為,近現代科學與古希臘科學并無多少共同之處,理由就是古希臘之后并沒有馬上出現現代科學。然而,中國有一句成語“枯木逢春”——當一株在漫長的寒冬看上去已經近乎枯槁的樹木,逢春而漸生新綠,盛夏而枝繁葉茂,我們當然不能否認它還是原

    來那棵樹。事物的發展演變需要外界的條件,中世紀歐洲遭逢巨變,古希臘科學失去了繼續發展的條件,好比枯樹在寒冬時不現新綠,需要等到文藝復興之后,才是它枯木逢春之時。

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    作者簡介

    精彩書摘

    最初三分鐘

    史蒂文·溫伯格

    |導讀|

    迄今為止,所有關于宇宙起源的模型,都是無法直接獲得驗證的。溫伯格在本文中所描述的“宇宙的最初三分鐘”當然也不例外。本文對宇宙創生早期的描述,盡管屬于很長時間占據“主流”地位的學說,但同樣建立在猜測的基礎之上。

    現今的各種宇宙模型中,主流的“大爆炸”模型相對來說有較多的間接驗證,其他各

    種模型在驗證方面得分更差。

    所謂間接驗證,是指這樣的情況,比如就用溫伯格在本文中舉的例子:如果宇宙像“大爆炸”模型所描述的那樣創生,那么我們應該能測得“氦豐度”為 20%—30%,結果測到了這樣的氦豐度,我們就認為這是對“大爆炸”模型的驗證。但事實上,我們無法排除在另外的宇宙模型中也會產生 20%—30% 氦豐度的可能性,所以這樣的驗證只能視為間接驗證。

    如果我們能夠時空旅行,回到宇宙創生的某一時刻實施測量、記錄和描述,那我們也許就不需要猜測性的宇宙創生模型了,我們當然也就很容易判斷“大爆炸”模型是不是正確的模型了。但遺憾的是,根據現有的知識,人類不可能在“大爆炸”宇宙模型最初三分鐘的環境中生存,況且時空旅行在可見的將來也只是幻想,所以人類很可能永遠不會有機會驗證任何一種宇宙創生模型的真實性。

    ……

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    書 評

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