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肖恩·卡罗尔宇宙图景三部曲(套装共3册)-电子书下载

简介

本套装精选加州理工学院天体物理学家、美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士肖恩·卡罗尔的三本经典代表作:《大图景》《从永恒到此刻》《隐藏的宇宙》。
★《大图景》 本书探索了我们宇宙的历史,包括宇宙运转和进化的方式,也就是我们当前理解的整体图景,并尝试如何去理解这个世界,理解那些构成我们的物质,包括粒子、力和量子现象的领域,它们构成了我们感知和思考的系统的方式。同时,作者带我们思考这个世界的本质,在一个没有终极意义的宇宙中,应该如何构建意义和价值。 ★《从永恒到此刻》 无论你身处哪个星系,时间都只会往一个方向流逝。为什么? 30年前,史蒂芬·霍金试着通过理解大爆炸来阐释时间。今天,肖恩·卡罗尔说,我们要有更大的雄心。他在本书中展示了时间之箭的存在为何应归因于大爆炸之前的环境,以及我们的宇宙只是大家族的一份子,在这个家族中,很多宇宙所经历的时间都与我们相向而行。 《永恒到此刻》所涉猎的话题,从熵到量子力学、时间旅行、信息论,再到生命的意义。读者所要面对的,就是理解我们为何存在。 ★《隐藏的宇宙》 本书首次展现了量子力学的根本难题,彻底改变了我们对空间和时间的看法。作者将量子力学与爱因斯坦的相对论调和起来,着重阐述了多世界理论,揭示了超凡脱俗、让人大开眼界的宇宙真相,也一步步化解了主要的反对意见。一种新认识——关于我们在宇宙中的位置以及我们由什么组成——正在成为我们新的起点。

作者介绍

肖恩·卡罗尔(Sean Carroll),美国理论物理学家,加州理工学院物理系的教授,从事场论、引力、宇宙学、量子力学等研究。他还是美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士。他不仅是物理学家,同时也是作家和颇有名望的物理学博客博主、刘易斯·托马斯科学写作奖得主。他的著作包括《从永恒到此刻》《寻找希格斯粒子》和《大图景》等。

部分摘录:
现实世界的本性 在老动画片《大野狼与哔哔鸟》(Wile E.Coyote and the Road Runner)里,大野狼经常发现自己跑出了悬崖的边沿。但不同于我们出于经验的推测,它不会就此坠落地面,至少当时如此,反而会悬浮在空中一动不动,眼中充满困惑;只有当它发觉不再脚踏实地,才会突然往下掉。
我们都像那头大野狼。自从人类开始思考各种事物,我们就在推敲自己在宇宙中的地位,还有我们在此存在的理由。人们提出了许多可能的答案,而不同观点的支持者偶尔会有些分歧。但长时间以来人们共有的观点,就是在某处必定有某种存在的意义,等着我们去发现确认。万物皆有存在的理由,万事皆有发生的原因。这个信念就像我们脚下的实地,作为地基让我们能构建我们生活所依靠的那些原则。
但我们对这个观点的信心已经逐渐动摇。每当我们更进一步理解世界,“世界背后有某种超脱尘世的目的”这种想法似乎越来越站不住脚。陈旧的图景已经被一幅奇异的新图景取代,它在许多方面令人叹为观止,在别的方面却令人苦恼不已。在这个图景里,世界似乎顽固拒绝直接解答我们有关目的和意义的宏大问题。
问题在于,我们自己还没有完全承认这个转变的发生,也没有全盘接受它深远的影响。当然,这些问题广为人知。最近两个世纪见证了达尔文如何颠覆我们对生命的认知,见证了尼采笔下的疯子在哀叹上帝之死,见证了存在主义者如何直面荒谬寻找真实,还见证了现代无神论者如何高声呼喊,在社会中被授予一席之地。然而大多数人继续生活,似乎改变并未发生;其他人热情拥抱新秩序,但却不以为然地相信我们视点的变化不过是将一些老旧教诲用新事物取代。
但真相是,我们原来脚下的地面已经消失,而我们正刚刚开始积蓄勇气向下望。幸运的是,不是所有半空中的东西都会立即一头掉向死亡。如果大野狼装备了ACME牌[1]的飞行背包,能在空中随意飞来飞去的话,那就没什么问题了。现在是时候开始建造我们观念的“飞行背包”了。
——
现实最基础的本性是什么?哲学家称之为本体论(ontology)问题,本体论这门学科研究的是世界的基本结构,以及从根源上构筑宇宙的材料和关系。我们可以将它跟认识论(epistemology)对比,认识论研究的是我们在世界中获取知识的方式。本体论是哲学的一个分支,主要研究现实的本性;我们也可以提及“一种”本体论,意思是某种关于自然本质是什么的特定理念。
当今仍然活跃的本体论观点可谓数不胜数。最基础的问题就是到底现实是否存在。实在主义者(realist)会说“当然存在”;但还有那些唯心主义者(idealist),他们认为只有心灵真正存在,而所谓的“现实世界”不过是心灵中一系列的想法。在实在主义阵营里,还分为一元论者(monist),他们认为世界由同一种东西构成;还有二元论者(dualist),他们认为存在两个不同的领域(比如说“物质”和“精神”)。即使那些同意世界仅由一种东西构成的人,他们可能也会对于这些东西能否拥有多种本质上不同的属性(比如精神属性和物质属性)产生分歧。而即使那些同意世界是一元的并且只有物质属性的人,被问到世界的哪些方面是“真实”的,哪些方面又是“虚幻”的话,他们之间也会产生分歧。(颜色是真实的吗?意识呢?道德又如何?)
你是否相信神,也就是你到底是有神论者(theist)还是无神论者(atheist),这属于你本体论的一部分,但远非全部。“宗教”与此完全不同,它与某些信念有联系,其中通常包括对神的信仰,尽管在宗教的广阔范畴中,这个“神”的定义可以千差万别。宗教也可以是一种文化力量,一组机构集合,一种生活方式,一件历史遗产,或者一堆习俗和原则。比起一张信念的清单,宗教要丰富得多也混乱得多。宗教的对立面是人文主义(humanism),这是一组信念和实践,其繁复多变堪比宗教。
通常无神论联系着一种更完整的本体论,叫作自然主义(naturalism)——只有一个世界,那就是自然世界,它展现着被称为“自然规律”的模式,这些模式可以通过科学方法与实证研究来发现。不存在单独属于超自然、灵性或者神性的领域;宇宙的本性中没有什么固有的目的,人类的生活中也不存在超脱尘世的意义。“生命”和“意识”并没有指代某种物质以外的本质属性,它们只是一种说法,用来谈论极端复杂的系统之间的相互作用中涌现出来的现象。生命的目的和意义来自创造,它们本质上是人类的行为,而不是我们之外任何事物的附庸。自然主义是一种关于统一与模式的哲学,它将现实全体描述成一张无缝的巨网。
自然主义源远流长。在佛教、古希腊古罗马的原子主义者[2]和儒家学说中,都能找到它的踪迹。孔子身后数百年出现的思想家王充就是一名勇于呐喊的自然主义者,他与当时盛行的鬼神信仰进行了斗争。但只有在最近几个世纪,有利于自然主义的证据才变得难以否定。
——
这么多的主义可能会令你头昏脑涨。幸运的是,我们不需要巨细靡遗地列出所有可能性。但我们应当仔细考虑本体论的问题,它处于我们如何摆脱“大野狼困境”这个问题的核心。
近五百多年来,人类智慧的进步已经在最基本的层面上完全颠覆了我们对世界的思考。我们的日常体验似乎表明世界上存在非常多种本质上不同的东西。人、蜘蛛、石头、海洋、桌子、火、空气、星辰——这些东西似乎彼此迥然相异,都有资格作为现实的组成部分之一。我们的“常识本体论”毋庸置疑属于多元论,充满了多种多样的本原类别。我们还没有算上那些更抽象却又可以说是同样“真实”的概念,比如说数字、目标与梦想,还有关于对错的原则。
随着对事物的理解越来越深入,我们逐步迈向一个更简单更统一的本体论,这种追求的动力古已有之。在公元前6世纪,古希腊哲学家米利都的泰勒斯(Thales of Miletus)就已提出水是世界的第一要素,而万物源自于水。在地球另一端的印度哲学家则以梵(Brahman)为唯一的终极实在。科学的进步加速并概括了这一潮流。
伽利略观察到木星也有卫星,这说明它跟地球一样能产生引力。艾萨克·牛顿(Isaac Newton)证明了引力是万有的,是行星运动和苹果坠落的根本。约翰·道尔顿(John Dalton)展示了不同的化学物质是如何从“原子”这一基本结构组合而来的。查尔斯·达尔文(Charles Darwin)通过共同先祖确立了生命的统一性。詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)和其他物理学家将诸如闪电、光照和磁铁这些看似风马牛不相及的现象统一到了“电磁力”这个主题下。对星光的仔细分析揭示了组成恒星的原子正是我们在地球上发现的那些,而塞西莉亚·佩恩-加波施金(Cecilia Payne-Gaposchkin)最终证明了恒星主要由氢原子和氦原子组成。阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)统一了时间和空间,同时联系了物质与能量。粒子物理学家告诉我们,元素周期表中元素的原子不过是三种基本粒子的排列组合,它们是质子、中子和电子。你在生活中看到和碰到的东西,都由这区区三种粒子组成。
所有这些带给了我们一个跟一开始大不相同的现实图景。在最基础的层面上,在“生物”与“非生物”、“凡尘之物”和“天上之物”、“物质”和“精神”之间,不存在任何区分。存在的只有组成现实的唯一基本要素,以多种形态幻化在我们面前。
这个统一与简化的过程能走多远?现在还不能确定,但根据我们的进步,可以作出一个合理的估计:这个过程将会穷尽一切。我们最终对宇宙作为现实的理解将会是个统一的整体,宇宙之外没有额外的起因、支撑或者影响。这一点非常重要。
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自然主义的宣言铺张大胆,我们有权保持怀疑。当我们注视另一个人的眼睛时,我们看到的似乎不仅仅是一堆原子的组合以及某些错综复杂的化学反应。我们常常感觉自己与宇宙有着某种超越物质的联系,无论是凝视大海或天空产生的敬畏感,还是靠近我们在乎的人所带来的亲昵感。活泼的生命与不动的死物之间的鸿沟似乎远不止于分子的排列构成方式。看看周围就会觉得,“所有我们看到和感受到的东西都能用掌管物质和能量的无情规律来解释”这种想法似乎相当可笑。
面对所有来自常识的经验,仍然认为生命可以来自非生命,或者要得到意识体验只需要一些遵循物理定律的原子,这算是一个飞跃。同样重要的是,借助超脱尘世的目的或者更高的力量,似乎也可以回答某些我们人类经常问到的“为什么”:为什么宇宙会存在?为什么我会在这里?为什么万物会存在?相比之下,自然主义的回答很简洁:这些都不是我们真正要问的问题。自然主义里有很多东西需要慢慢消化,它也不是人人都应该毫无疑问地接受的观点。
作为思考世界的方式,自然主义远非浅显或者理所当然。对它有利的证据逐年堆积,这是我们不懈地探求理解事物深层次运作方式的结果,但探索远未完成。我们仍不知道宇宙如何开端,也不知道是否只有一个宇宙。我们仍不知道完整的终极物理定律。我们仍不知道生命如何诞生,意识又如何形成。最后,在这个世界作为一个好人生活下去最好的方法是什么,也还没有一致赞同的答案。
自然主义者需要证明,即使手头上还没有答案,他们的世界观目前仍然是最有可能找到答案的框架。这就是我们接下来要做的事。
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我们生活中的那些有关人性的不容忽视的问题,在更深的层次上直接取决于我们对待宇宙的态度。对于很多人来说,这些态度随意采纳自周围的文化,而并非来自个人严谨的思考。每一代人都不会从零开始发明生活的准则;我们会继承那些历经漫长演化而来的观念和价值。此时此刻,在关于世界的主流印象中,人类的生活在宇宙中占有特殊而重要的地位,超越了那些仅仅是在运动着的物质。我们需要更好地调和我们谈论人生意义的方式以及通过科学所得到的关于宇宙的知识。
那些承认可以通过科学来认识现实的人,通常会有一种隐而不发的坚定信念,那就是诸如自由、道德和意义等的哲学性问题,最后都应该不难解决。我们就是一堆原子的集合体,所以我们应该友善待人。这有何难?
难度很大。友善待人是个好开始,但仅仅这样走不了多远。如果不同的人之间“友善”的概念不兼容的话怎么办?“给和平一个机会”听起来不错,但在真实世界中有着许多不同的参与者,怀着各种各样的目的,而冲突无可避免。能指引我们的超自然力量并不存在,这并不意味着我们不能有意义地谈论对与错,但也并不意味着我们就能立即分辨两者。
生命的意义不能归结于简单的格言。苟以时日,我将逝去;一些关于我的记忆仍会存留,但我无法再去体会。知道了这些之后,什么样的生活值得追求?我们应该如何平衡家庭与事业,财富与享乐,行动与深思?宇宙很大,而我只是其中渺小的一部分,组成我的粒子和力与组成其他物质的并无二致,但这样的视点对于回答这些问题毫无补益。我们需要智慧和勇气去思考如何走上人生的正轨。

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