大图景:论生命的起源、意义和宇宙本身

大图景:论生命的起源、意义和宇宙本身

一场宇宙的奇妙发现之旅,了解宇宙的整体图景,思考宇宙与人的未来。卡洛·罗韦利推荐

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作品简介

作者用天文学、物理学、化学、生物学和哲学的丝线编织成一张宇宙大图景,让我们尝试一起思考世界的本质。

关于世界的运作方式,还有很多地方我们仍不了解,但我们有着绝佳的理由去认为核心理论在它的适用范围中就是自然的正确描述。

从无知无觉的宏大宇宙看来,我们个人有很大的意义吗?我们需要正视这个问题,通过思考去理解,我们对意义的追求应该符合现实最深层面的本性。

本书好评不断,跻身Brain Picking的“2016年最优秀科学读物”列表、登上美国全国公共广播电台《科学星期五》的“2016年最优秀科学读物”列表。

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。

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。

译者:方弦,留法博士生,科学松鼠会成员。

作品目录

  1. 前言
  2. 第1部分 宇宙
  3. 第1章 现实世界的本性
  4. 第2章 诗性自然主义
  5. 第3章 世界自会运转
  6. 第4章 谁定未来之事?
  7. 第5章 思考理由
  8. 第6章 我们的宇宙
  9. 第7章 时间箭头
  10. 第8章 记忆与原因
  11. 第2部分 理解
  12. 第9章 学习这个世界
  13. 第10章 更新知识
  14. 第11章 质疑一切,能行吗?
  15. 第12章 现实涌现而来
  16. 第13章 何为实在,何为虚幻?
  17. 第14章 信念星球
  18. 第15章 接受不确定性
  19. 第16章 不去观察世界,又能知道多少?
  20. 第17章 我是谁?
  21. 第18章 推审上帝
  22. 第3部分 本质
  23. 第19章 我们知道多少?
  24. 第20章 量子王国
  25. 第21章 诠释量子力学
  26. 第22章 核心理论
  27. 第23章 构成我们的物质
  28. 第24章 日常世界的有效理论
  29. 第25章 宇宙为何存在?
  30. 第26章 身体与灵魂
  31. 第27章 死亡即是终点
  32. 第4部分 复杂
  33. 第28章 咖啡杯中的宇宙
  34. 第29章 光与生命
  35. 第30章 能量逐级传输
  36. 第31章 自发组织
  37. 第32章 生命的起源与目的
  38. 第33章 演化的自我引导
  39. 第34章 贯穿景观的搜索
  40. 第35章 目的涌现而来
  41. 第36章 我们就是目的?
  42. 第5部分 思考
  43. 第37章 意识匍匐而生
  44. 第38章 呢喃低语的大脑
  45. 第39章 什么在思考?
  46. 第40章 困难问题
  47. 第41章 僵尸和叙事
  48. 第42章 光子有意识吗?
  49. 第43章 理论的依据
  50. 第44章 选择的自由
  51. 第6部分 关怀
  52. 第45章 三十亿次心跳
  53. 第46章 实然和应然
  54. 第47章 规则和后果
  55. 第48章 构筑善良
  56. 第49章 聆听世界
  57. 第50章 存在主义疗法
  58. 附录 构成你我的方程
  59. 扩展阅读
  60. 致谢
  61. 译后记
载入中

热门划线

  1. 我们不是宇宙存在的理由,但自我意识和思考能力使我们在宇宙中占据着特殊的地位。这将我们带到了自然主义面对的最棘手的问题之一:意识之谜。我们会在“思考”这一部分直面这个问题,到时候我们会从“自然主义”迈进“物理主义”。在理解思维在大脑中的运作方式上,现代神经科学已经取得了长足的进步,而毫无疑问的是,我们个人的体验与大脑中的物理过程有着确实的关联。我们甚至开始明白这项非凡的能力如何随时间演化而来,还有哪些能力是意识所必需的。最困难的问题来自哲学:内在的体验,也就是寄宿在我们脑袋里那独一无二的经验意向性,为什么竟能归结到单纯的物质运动上呢?诗性自然主义提示我们,应该将“内在体验”看成对于我们大脑中事件的一种表达方式的一部分。但这些表达方式本身也完全可以是真实的,甚至在探讨我们作为拥有理性的生命进行自由选择的能力时也是如此。5 人
  2. 熵这种增加的倾向正是时间箭头存在的原因。打碎鸡蛋容易,但难以恢复原状;牛奶与咖啡自然交融,但之后无法分离;我们生而年轻,继而徐徐老去;我们记得昨日之事,但不能“回忆”明天。最重要的是,引发事件的原因必定在其之前发生,而不是之后。就像物理的基本定律中并没有出现“原因”,时间箭头在其中也不存在。这些定律对于过去和未来一视同仁。但之所以我们日常有关解释和因果的语言非常有用,这都仰赖时间箭头。没有它的话,那些词汇就不会成为关于这个宇宙的一种实用的描述方式。我们将会看到为什么我们关于“事物因为某种理由才发生”、“后果总会尾随原因而至”的执念并非最基础的原则。这些现象出现的原因来自宇宙此处物质演化偶然拥有的性质。宇宙学和知识之间有着紧密的联系。对这个宇宙的理解能帮助我们察觉到为什么我们坚信事物背后都有理由。换句话说,事件发生的“理由”和“原因”并不是基本概念,而是涌现的结果。我们要深入挖掘宇宙的真正历史,才能理解为什么这些概念会出现。5 人
  3. 科学与自然主义的关系不是科学假定了自然主义,而是科学目前的结论是,我们拥有的对这个世界的最优图景是自然主义。我们先列出所有能想到的本体论,向它们赋予某些置信度,尽可能地收集各种信息,然后以此为依据更新那些置信度。在这个过程的终点,我们发现自然主义最好地解释了我们拥有的证据,并向它赋予了最高的置信度。新证据有可能导致我们以后更改这些置信度,但目前为止所有自然主义的替代方案都难以望其项背。3 人
  4. 有两个特征刻画了有效理论的简洁与强大。首先,对于任何有效理论,都可能存在许多能导出这个理论的不同微观理论。这就是量子物理语境下多种实现方式的存在性。从而我们不需要知道所有微观上的细节,就能有信心对宏观行为作出断言。其次,给定任何有效理论,它能拥有的那些动力学一般来说有着严苛的限制。量子场在低能级上就没有多少种可能的行为。一旦你告诉我在你的理论中有什么粒子,我需要做的就是测量寥寥几个参数,比如说粒子的质量以及相互作用的强度,然后这个理论就被完全确定了。就像围绕太阳公转的行星那样,木星是个灼热的气体行星,火星是个冰冷的岩质行星,这些都无关紧要,它们二者都运行在使得它们的质心遵循牛顿三定律的轨道上。这就是为什么我们对核心理论在它的适用范围内基本的正确性如此自信。即使在微观层面上发生的事情与此截然不同——可能根本不是场论,也许连我们目前理解中的空间和时间都不是——涌现出来的有效理论仍然会是普通的场论。现实最基本的构成可能与现在还活着的物理学家想象过的任何东西全然不同,但在我们的日常世界中,物理会始终依据量子场论的法则运转。3 人
  5. 正是有效场论的力量,让我们大胆断言有关日常生活的物理法则已被全部知晓时,可以断定“这次情况不同了”。当牛顿和拉普拉斯沉浸在经典力学的荣耀之中时,他们很可能也考虑过它有一天会被更丰富的理论所取代的可能性。最终的确如此——经典力学被狭义相对论、广义相对论和量子力学所取代。牛顿的理论在某个适用范围内是个不错的近似,但最终它会失效,而我们需要对现实的一个更好的描述。新的情况就是,即使牛顿和拉普拉斯想到过他们的想法只在某个范围内是准确的,他们当时也没有办法知道这个范围能有多大。牛顿的万有引力理论对于地球或者金星来说相当适合;当我们考虑水星的轨道时,它就逐渐开始崩溃,而水星的微小进动成为了有利于爱因斯坦广义相对论的最强大证据之一。但牛顿不可能知道他的理论到底到什么地步还是准确的。然而,通过有效场论,我们能知道这一点。有效场论描述了一组特定的场会发生的所有事情,只要涉及的能量低于某个特定的截止值,而涉及的距离大于某个特定的下限(由实验确定)。一旦我们确定了有效理论的参数,我们就知道在它的适用范围内的任何实验中这些场会发生什么事情,即使具体的实验还没有进行。正是量子场论的这个特殊性质让我们有自信去做出有关我们知识范畴的大胆断言。3 人
  6. 每个人都要死。生命不是一种像水或者岩石那样的物质;它就像火焰摇曳和惊涛拍岸那样,是一个过程。这个过程有个起点,持续一段时间,最终会完结。属于我们的时间,无论它是长是短,与无垠的永恒相比只有一瞬。2 人
  7. 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2 人
  8. 充足理由律2 人
  9. 发生的事件2 人
  10. 现在这些基础的事实已经被稳固地确立了。我们所见的横跨夜空的银河系是一个星系——也就是一堆在相互的引力作用下沿着轨道运转的恒星。很难精确计算银河系里有多少恒星,但数量超过千亿。它并不孤独;我们发现至少有千亿个星系散落在可观测宇宙中,它们通常与我们银河系大小相仿(巧合的是,粗粗一算的话,人类大脑中也有大概千亿个神经元)。最近关于附近恒星的研究表明,这些恒星绝大部分都有某种行星,而其中可能六分之一的恒星至少有一个类似地球的行星围绕着它们旋转。也许星系在太空中的分布里最显眼的特点就是,我们张望得越远,分布就越均匀。在非常大的尺度上,宇宙极端平滑,也没有特点。没有中心,没有上下,没有边界,没有任何特殊的位置。将所有这些物质播撒在空间中的话,根据广义相对论,它们不会就此静止。星系之间会相互吸引,所以宇宙要么是从更密集的状态扩张而来,要么是从更稀疏的状态收缩而来。在20世纪20年代,埃德温·哈勃(Edwin Hubble)发现我们的宇宙确实在膨胀。有了这个发现,我们可以根据理论上的理解来反推过去。根据广义相对论,如果我们将早期宇宙的发展倒放,会得到一个奇点,它的密度和膨胀速率接近无穷。最初描绘这个场景的是比利时的天主教神父乔治·勒梅特(Georges Lemaître),他最初把这个场景叫作“原初原子”,但后来人们称之为“大爆炸模型”。这个模型推测早期宇宙不仅稠密而且高温,以至于当时宇宙可能像恒星内部那样发光,而所有这些辐射即使到了今天仍然充斥于太空之中,可以用望远镜探测到。在1964年那个冥冥前定的春天,事情就这样发生了,在贝尔实验室的天文学家阿尔诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特·威尔逊(Robert Wilson)探测到了宇宙微波背景辐射,也就是经过空间膨胀冷却下来的早期宇宙遗留的光线。2 人

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