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包立的錯誤:科學殿堂的花和草 (電子書)
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包立的錯誤:科學殿堂的花和草 (電子書)

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內容簡介


數學難題╳物理悖論╳宇宙疑難
從黎曼猜想到零點能量,娓娓道來科學史上的風風雨雨

|難倒一整個世紀的數學家,至今無法破解的終極數學難題
  
1900年,世界上最傑出的數學家在巴黎召開了一次國際數學家大會;一百年後的2000年,美國克雷數學研究所的數學家們,也在巴黎召開了一次數學會議。除了地點相同,會上最令人矚目的,那就是在所列出的難題之中,有一個──並且只有一個──共同的難題。
  這個難題就是黎曼猜想,它被很多數學家視為是最重要的數學猜想。
  
1859年,32歲的黎曼被選為柏林科學院的通訊院士。他向柏林科學院提交了一篇題為《論小於給定數值的素數個數》的論文,而那篇只有短短8頁的論文就是「黎曼猜想」的誕生地……

|聽膩了愛因斯坦跟波耳,那就來說說包立
  如果說愛因斯坦的錯誤最出名,波耳的錯誤最有代表性,那麼包立的錯誤有什麼特點呢,或者說「最」在哪裡呢?我認為是最有戲劇性。
  關於包立究竟犯過多少錯誤,似乎也沒有人羅列過,不過也可以肯定,他犯錯的數量與類型都遠不如愛因斯坦那樣「豐富多彩」。原因呢,也跟波耳的相似,即「與其說是他在避免犯錯方面比愛因斯坦更高明,不如說是因為他的研究領域遠不如愛因斯坦的寬廣。

  那麼,在包立所犯的錯誤之中,有哪些最值得介紹呢?我覺得有兩個:一個關於電子自旋(electron spin),一個關於宇稱守恆(parity conservation)。

|重力為什麼要量子化?
  廣義相對論作為一種描述重力相互作用的理論,在量子理論發展的早期,是除電磁場理論之外唯一的基本相互作用理論。將它納入量子理論的框架,也因此成為繼量子電動力學之後的一種很自然的想法。
  但是重力量子化的道路卻遠比電磁場量子化來得艱辛。在經歷了幾代物理學家的努力,卻未獲實質進展之後,人們有理由重新審視追尋量子重力的理由。
  廣義相對論是一個很特殊的相互作用理論,它把重力歸結為時空本身的幾何性質。從某種意義上講,廣義相對論所描述的是一種「沒有重力的重力」。既然「沒有重力」,是否還有必要進行量子化呢?描述這個世界的物理理論,是否有可能只是一個以廣義相對論時空為背景的量子理論呢?或者說,廣義相對論與量子理論是否有可能真的是兩根獨立支柱,同時作為物理學的基礎理論呢?

 

作者介紹

盧昌海,2000年獲美國哥倫比亞大學物理學博士學位,目前旅居紐約。著有《那顆星星不在星圖上:尋找太陽系的疆界》、《上下百億年:太陽的故事》、《黎曼猜想漫談》(獲第七屆吳大猷科學普及著作原創類金簽獎)、《從奇點到蟲洞:廣義相對論專題選講》、《小樓與大師:科學殿堂的人和事》、《因為星星在那裡:科學殿堂的磚與瓦》、《霍金的派對:從科學天地到數位時代》、《經典行星的故事》等,並曾在《南方週末》、《科學畫報》、《現代物理知識》、《數學文化》(任特約撰稿人)等報紙、雜誌上發表一百多篇科普作品。

 

目錄

自序
第一部分──數學
 1 無窮集合可以比較嗎?
 2 實數都是代數方程式的根嗎?
 3 最少要多少次轉動才能讓魔術方塊復原?
 4 為什麼說黎曼猜想是最重要的數學猜想?
 5 為什麼巴西的蝴蝶有可能引發德克薩斯的颶風?
第二部分──物理
 6 包立的錯誤
  6.1 引言
  6.2 包立的第一次錯誤:電子自旋
  6.3 第一次錯誤的幕後花絮
  6.4 包立的第二次錯誤:宇稱守恆
  6.5 第二次錯誤的幕後花絮
  6.6 結語
  參考文獻
 7 輻射單位簡介
 8 μ子反常磁矩之謎
  8.1 引言
  8.2 有自旋帶電粒子在電磁場中的自旋進動
  8.3 自旋進動與反常磁矩
  8.4 μ子的產生衰變性質及實驗思路
  8.5 實驗技巧略談
  8.6 實驗結果概述
  8.7 理論計算──古典電動力學
  8.8 理論計算──相對論量子力學
  8.9 理論計算──量子電動力學
  8.10 理論計算──電弱統一理論
  8.11 理論計算──量子色動力學
  8.12 並非尾聲的尾聲
  參考文獻
 9 追尋重力的量子理論
  9.1 量子時代的流浪兒
  9.2 重力為什麼要量子化?
  9.3 黑洞熵的啟示
  9.4 重力量子化的早期嘗試
  9.5 迴圈量子重力
  9.6 超弦理論
  9.7 結語
  參考文獻
 10 從對稱性破缺到物質的起源
  10.1 從對稱性自發破缺到質量的起源
  10.2 從夸克混合到物質的起源
  附錄:獲獎者小檔案
第三部分──天文
 11 克卜勒定律與嫦娥之旅
 12 宇宙學常數、超對稱及膜宇宙論
  12.1 宇宙常數與宇宙學常數
  12.2 暗物質
  12.3 暗能量
  12.4 零點能
  12.5 超對稱
  12.6 膜宇宙論
  12.7 宇宙七巧板
  12.8 結語
  參考文獻
 13 行星俱樂部的新章程
 14 歐特雲和太陽系的邊界
  14.1 為什麼說歐特雲是裝滿了彗星的「大倉庫」?
  14.2 太陽系的邊界在哪裡?
第四部分──其他
 15 關於牛頓的神學表白
 16 從普朗克的一段話談起
 17 什麼是哲學
第五部分──索引
術語索引
人名索引

 

自序
  這本書照說是不必有單獨序言的,因為跟《小樓與大師:科學殿堂的人和事》和《因為星星在那裡:科學殿堂的磚與瓦》屬同一系列的文章合集,從而該像後兩者那樣共用序言。

  可惜在這個本質上是非線性的世界裡,長期預測是不容易的──比如在撰寫那篇序言時,我就只預計寫兩本書:一本為科學史,一本為科普──並且還明確寫到了文字裡。

  我的理科類的散篇不外乎科學史和科普,照說那樣一瓜分也就一網打盡了。

  然而我卻低估了多年打字積存的文章數量,而且也忘了自己還在繼續寫
……

  因此只得為這本書另撰序言。

  仔細說來,昔日的序言除開口閉口只談「兩本書」外,還有一處沒為這本書留餘地,那就是替當時預計的兩本書所擬的副標題一為「科學殿堂的人和事」,一為「科學殿堂的磚與瓦」。「人和事」為「軟體」,「磚與瓦」系「硬體」,軟、硬體都有了,科學殿堂還缺什麼?

  思來想去,也就只能添些花草了,於是這本書的副標題就取為「科學殿堂的花和草」。

  這副標題跟內容倒也相稱,因為這本書所收錄的文章中,幾篇主要的都是介紹科學中的波折而非主線,從而具有花絮色彩。比如最「切題」的《包立的錯誤》介紹了著名物理學家包立所犯的錯誤,是已成歷史的花絮;篇幅最長的《
μ子反常磁矩之謎》是「現在進行時」的波折,因為背後的幾種主要可能──理論計算存在錯誤、實驗測量存在錯誤或標準模型存在局限──皆屬波折;其他幾篇長文由於是介紹尚無定論的前沿探索,則有很大可能會被未來判定為花絮。

  當然,所有波折都是相對於主線而言的,對所有波折的介紹也都離不開作為背景的主線,因此讀者在這本書裡讀到的也有對主線的介紹,而非僅僅是波折。另外,當然也不排除某些波折會成為未來主線的源頭。

  科學殿堂離不開花和草,就像真實的殿堂不能只有磚與瓦。相對於「磚與瓦」構築的恢宏大廈,「花和草」雖象徵著錯誤和波折,卻也印證著我在《包立的錯誤》一文的結語中所說的話:

  科學一直是犯著錯誤,不斷糾正著錯誤才走到今天的,永遠正確絕不是科學的特徵──相反,假如有什麼東西標榜自己永遠正確,那倒是最鮮明不過的指標,表明它絕不是科學。

  這是科學給我們的最大教益,也是我在許多科學史和科普作品中試圖傳達的觀念──然而也許都不如這本關於「花和草」的書傳達得那麼明確。

  因此,希望讀者們喜歡這本書。

 

詳細資料

  • 規格:普通級
  • 出版地:台灣
  • 檔案格式:EPUB流動版型
  • 建議閱讀裝置:手機、平板
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:13.3MB

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