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《給世界的答案》:解答世界的秘密

《給世界的答案》:解答世界的秘密



諾貝爾物理學獎得主斯蒂芬·溫伯格最新力作《To Explain the World: the Discovery of Modern Science 》中文譯本——《給世界的答案:發現現代科學》近日正式出版。

這本關於科學史的書,以天文和物理為主,主要評述了從泰勒斯到牛頓長達兩千多年的科學征程。


溫伯格以其雄厚的理論基礎和幽默的語氣,帶我們回顧了挑戰前人又扣人心弦的認知發展歷程,足跡從古代的米利都到中世紀的巴格達和牛津,從柏拉圖學院和亞歷山大博物館到沙特爾教會學校和倫敦皇家學會。溫伯格富有啟發性地探索了思考世界和分析世界的方法,說明找到現代科學的目標和方法是何等的艱難,並論述了這一發現對人類認知和發展的影響。同時,溫伯格還探討了科學和各大競爭領域(宗教、技術、詩歌、數學和哲學)的歷史性衝突與合作。


他將其學術資質和科學史知識結合起來,研究了一個令人著迷的問題:解釋世界的努力如何隨著時間的推移而改變。並用生動的歷史故事和人物,向我們展示、理順了一條解答世界秘密的科學思維路徑。


而人類之所以苦苦求索,執著於解釋世界,因為答案決定了我們如何看待世界、自己和未來。這不懈的堅持和追求,正是「非凡的故事,是人類歷史中最有趣的故事之一」。

《給世界的答案》透析了人類如何探索和理解世界萬物的運轉,從而領悟未來;並犀利點評科學人物的成敗得失及影響,為讀者打開了一扇通往科技進步的大門。


斯蒂芬?溫伯格出版了多部極具影響力的理論物理教材。在專業領域之外,他致力於將科學理念與人文知識相結合,所著的《最初三分鐘》《終極理論之夢》《仰望蒼穹》等書暢銷全球。


溫伯格小傳

《給世界的答案》:解答世界的秘密


斯蒂芬·溫伯格出生於美國紐約一個猶太家族,是一個無神論者。幸運的是,年幼時他對科學的追求,獲得了父親的支持和鼓勵,並最終一步步邁進了物理學研究的天地。


溫伯格一直致力於粒子物理研究,他在加州大學伯克利分校做博士後時,就開始接觸粒子物理中的許多課題,如量子場論的高能行為,對稱性破缺,π 介子的散射等等。


而後,當溫伯格開始擔任哈佛大學講師和 MIT 客座教授後,他提出了統一電磁作用和弱相互作用的模型,並依託所建立的模型——電弱統一理論,得出了存在希格斯粒子的重要結論。


通過溫伯格的這一模型,科學家預言了當時尚未發現的輕子之間的相互作用,也就是如今所說的中性流。中性流通過 Z0傳播,1973 年,科學家通過物理實驗發現了 Z0,也進一步驗證了電弱統一理論。


溫伯格在粒子研究方面的腳步從未停歇,量子場論、引力、超對稱、超弦等都在他涉及的範圍內。經過長時間在該領域的摸索與研究,1979 年,溫伯格與格拉肖和薩拉姆因對基本粒子之間的弱作用和電磁作用統一理論的貢獻,共同分享了諾貝爾物理學獎。

雖說科學研究是科學家的本職工作,但卻不是唯一的本職工作。對於一名科學工作者而言,捍衛科學同樣重要而緊迫。斯蒂芬?溫伯格在身為物理學家的同時,也肩負著「科學發言人」的工作。


1999 年,溫伯格還曾獲得一項令人矚目的大獎——「劉易斯?托馬斯獎」。這一獎項旨在鼓勵那些在文學領域有建樹的科學家,而獲得此項殊榮的科學家,因為揭示了科學之美,也被譽為「詩人科學家」。


溫伯格的論點涉及到了哲學、歷史、宗教、詩歌、戲劇、物理學史等許多方面。他涉獵領域之廣,思想角度之獨特,為自己加上了哲學家、社會學家、文化學者這樣的稱謂。


「宇宙越顯得可以理解,它就越顯得沒有意義。」——《最初三分鐘》,這是溫伯格最有爭議的一句話之一。

「物理學理論就好像是一些吸引我們走向它們的不動點,起點可能由文化決定,過程可能受個人哲學影響,可是不動點仍然在那裡。那是任何物理理論都會朝著它們運動的某種東西:一旦我們到達那裡,我們就會知道它,然後停下來。」


作為一名物理學家,他堅守在自己的領域,並通過日積月累的積澱,獲得了科學界的最高榮譽。


但他又不只是一名物理學家,他思考哲學、思考宗教、思考宇宙的起源,並將他的思考,通過富有文採的筆觸,將思想與爭辯淋漓盡致地呈現在讀者面前,而讀者要做的就是徜徉在他所營造的世界裡,感受一個科學家的哲學思考和文字魅力。


附:溫伯格給科學工作者的四條黃金建議


1


沒人知道所有的事情,你也無需知道每件事情


我取得學士學位的時候,那是百八十年前的事了。物理學文獻在我眼裡就像是一片廣闊而未知的海洋。開始任何研究之前,我都要仔細研究它每個部分的內容。要是不熟悉這個領域的已經做過的所有工作,我又怎麼能開展研究呢?幸運的是,讀研究生的第一年,我運氣很好,有資深物理學者們的引導。儘管我憂心忡忡地反對,但他們卻堅持認為,我必須先開始研究,在研究過程中獲取相關的知識。就好像是要麼選擇淹死,要麼奮力游泳。令我驚訝的是,我發現這樣做真的有用,我很快便獲得了一個博士學位。儘管拿到博士學位時,我對物理學幾乎一無所知,但是我確實學到了一個重要道理:沒人知道所有的事情,你也無需知道每件事情。


2


游泳時不想被淹死,應該到波濤洶湧的水域去


如果繼續用海洋來打比方,我學到的另一個重要道理就是:游泳時不想被淹沒,就應該到波濤洶湧的水域去。上世紀60年代末,我在麻省理工學院教書時,一個學生告訴我,他想去研究廣義相對論,而非我正在研究的基本粒子物理學。他的理由是,前者的原則已廣為人知,後者卻好似一團亂麻。在我看來,他所說的恰好是做出相反選擇的絕佳理由。


粒子物理學是一個還能做出創造性工作的領域。它在上世紀60年代的確像一團亂麻,但從那時起,許多理論和實驗物理學家逐漸釐清這團亂麻,把一切(幾乎一切)納入一個漂亮的理論,這個理論就是標準模型。所以我的建議是向混亂進軍,混亂才是有所作為的所在。


3


原諒自己浪費時間


我的第三條建議或許最難被接受,那就是原諒自己浪費時間。學生們只被要求回答教授們(一貫殘忍的教授除外)認為存在答案的問題。此外,這些問題是否具有重要的科學意義也無關緊要,解答這些問題只是為了讓學生通過考試。但在現實世界中,你很難知道哪些問題是重要的問題,而且在歷史的某一時刻你也無法知道某個問題是否有解。


二十世紀初,包括洛倫茲(Lorentz)和亞伯拉罕(Abraham)在內的幾位重要物理學家試圖建立一個電子理論,部分原因是為了解釋為何地球在以太中運動所產生的效應為何無法被探測到。我們現在知道了,因為他們研究的這個問題本身就不對。當時,沒人能提出一個成功的電子理論,因為那時還沒發現量子力學。直到1905年,天才的阿爾伯特·愛因斯坦才發現,需要研究的問題應該是運動對時空測量的效應。沿著這一思路,他創建了狹義相對論。你永遠也無法確定研究什麼樣的問題是正確的,所以你花在實驗室或辦公桌前的大部分時間都會被浪費。如果你想富於創造,那你就要習慣自己的大部分時間都沒有創造性,習慣在科學知識的海洋里停滯。


4


了解科學史,讓你認識自己工作的價值


最後,了解一些關於科學史的知識,至少是你研究的科學領域的歷史。最起碼,歷史可能為你自己的科研工作提供一定幫助。例如,科學家們常常會因為相信從培根(Francis Bacon)到庫恩(Thomas Kuhn)、波普爾(Karl Popper)等哲學家所提出的過分簡化的科學模型而前行受阻。掙脫科學哲學的束縛,最好方式就是了解科學史。


更重要的是,對科學史的了解,能讓你更加清楚自己工作的價值。作為一名科學工作者,你可能富不起來。你的朋友和親屬或許也不懂你在做什麼。而且,如果在像基本粒子物理學這樣的領域工作,你甚至無法獲得做那種立見成效的工作所帶來的滿足感。但是,如果你意識到自己的科學工作是歷史的一部分,你就能獲得極大的滿足感。


回望百年前的1903年,誰是英國首相,誰是美國總統又有多重要?真正具有重要意義的,是盧瑟福(Ernest Rutherford)和索迪(Frederick Soddy)在麥吉爾大學揭示出放射性的本質。這項工作(當然!)有實際用途,但更重要的卻是其文化內涵。了解放射性之後,物理學家終於能夠解釋,為何歷經數百萬年,太陽和地球的內核仍然熾熱。許多地質學家和古生物學家認為太陽和地球有著巨大的年齡,這就消除了科學上對此最後的反對聲音。自此以後,基督徒和猶太教徒要麼不得不放棄相信《聖經》字面所述之教義,要麼不得不承認自己與理性毫不相干。從伽利略到牛頓,到達爾文,再到現在的科學家,他們的研究一次又一次地削弱了宗教教條的禁錮,而盧瑟福和索迪的工作只是其中的一步。今天,只要隨便閱讀一份報紙,你就會知道這項任務尚未完成。不過,這是一項使人開化的工作,科學家應該為此感到驕傲。


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