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出版者:Floris Books

作者:Johann Wolfgang Von Goethe

出品人:

页数:141

译者:

出版时间:1997-10

价格:USD 25.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780863152375

丛书系列:

图书标签:

Goethe
科学
自然哲学
浪漫主义
文学
历史
德国文学
知识
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文化

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具体描述

Johann Wolfgang von Goethe is most famous for his work on color theory, but he was also an accomplished all-round scientist, studying and writing on anatomy, geology, botany, zoology and meteorology. This book draws together, in Goethe's own words, his key ideas on nature, science and scientific method. Goethe believed that we should study our world and nature as people at home in it, rather than removedly, as if we were aliens from another planet. He adopted a qualitative approach to science at odds with Newton's quantitative methods that were so popular in his day. His is a sensitive science which does not ignore our relationship to nature. The extracts in this book are fascinating and essential reading for anyone who feels that we've lost our spiritual connection to nature.

《未知的领域：科学发现的边界与未来》导言：探索的呼唤自人类文明的曙光初现，对自然界的好奇心便如同一团永不熄灭的火焰，驱动着我们不断向未知迈进。从仰望星空寻找规律，到深入微观世界解析物质的本质，《未知的领域：科学发现的边界与未来》是一部宏大叙事，它描绘了人类探索历程中的关键转折点、那些改变我们认知范式的伟大理论，以及那些至今仍困扰着顶尖科学家的未解之谜。本书并非对既有知识的简单复述，而是力求以一种富于哲思和洞察力的方式，展现科学作为一种动态、持续演进的人类事业的内在精神与外在表现。本书的篇幅跨越了数个世纪的科学史，聚焦于那些最具革命性、最能重新定义我们宇宙观的突破。它探讨了物理学、生物学、宇宙学以及信息科学等领域的核心议题，旨在为读者提供一个清晰的路线图，了解当代科学是如何构建起来的，以及它正指向何方。 --- 第一部分：范式的革命——经典与现代的交锋第一章：牛顿的遗产与钟表宇宙的崩塌本章深入剖析了艾萨克·牛顿建立的经典物理学体系，即那个精确、可预测、如同精妙钟表般运行的宏观世界观。我们将审视万有引力定律和三大运动定律如何统一了地上与天上的物理学，并支撑了工业革命的辉煌。然而，这种确定性并非永恒。本章随后转向了十九世纪末期出现的诸多“小小的乌云”——黑体辐射、光电效应以及水星轨道的微小异常。这些看似无关紧要的现象，如同冰山一角，预示着经典物理学大厦的结构性危机。第二章：相对性：时空与引力的重构阿尔伯特·爱因斯坦的狭义和广义相对论是本书探讨的第一个核心转折点。我们将细致解析光速不变原理如何彻底颠覆了我们对时间、空间和质量的直觉理解。广义相对论，作为对引力的全新描述，将引力解释为时空的几何弯曲。本章不仅回顾了爱因斯坦的思维路径，更探讨了这些理论如何从纯粹的数学推演，一步步被观测证实——从日食时星光的偏折，到引力波的探测。这种从理论到实验的完美闭环，展现了科学的强大力量。第三章：量子之舞：概率与不确定性的世界量子力学是人类认知史上最深刻的革命之一。本章将深入探讨普朗克、玻尔、海森堡等人如何搭建起这个反直觉的微观世界。我们将解释波粒二象性、薛定谔方程、以及哥本哈根诠释的核心思想——测量行为对实在的干预。本书特别关注“不确定性原理”，它标志着科学从完全可预测性向内在概率性的重大哲学转变。我们还将讨论量子纠缠这一“幽灵般的超距作用”，及其对信息传输和计算的深远影响。 --- 第二部分：生命的蓝图与进化的史诗第四章：基因的密码：从孟德尔到双螺旋生命的奥秘是科学探索的永恒主题。本章追溯了遗传学的基础——孟德尔的豌豆实验，以及早期染色体理论的建立。焦点将集中在二十世纪中叶，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克对DNA双螺旋结构的发现。我们不仅仅是描述这一发现本身，更重要的是解析DNA结构如何完美契合其信息存储和复制的功能，从而为达尔文的进化论提供了坚实的分子生物学基础。第五章：进化的深层机制与复杂性涌现本书探讨了现代进化论的整合框架，即把自然选择、遗传漂变、基因突变等机制置于分子水平进行考察。我们将讨论基因组测序技术如何极大地加速了生物学研究，并使我们能够重构数百万年的生命演化史。此外，本章还将关注复杂生命形式和意识的出现，探讨涌现性（Emergence）在生物系统中扮演的角色——即整体如何表现出部分所不具备的全新属性。第六章：神经科学的迷宫：意识的硬件与软件意识，被誉为科学最后的疆界之一。本章带领读者进入人脑这一最复杂的已知结构。我们从经典神经元的电化学传递模型开始，逐步深入到更高级的功能区划和网络连接理论。本书批判性地审视了当前关于意识的几种主要理论框架，如整合信息论（IIT）和全局工作空间理论，并讨论了如何通过尖端成像技术（如fMRI和光遗传学）来映射思想的物理基础，同时承认我们对“主观体验”的理解仍处于初级阶段。 --- 第三部分：宏大尺度与深层结构第七章：宇宙的编年史：从奇点到暗能量宇宙学是科学对“我们从哪里来，将到哪里去”的终极追问。本章详细叙述了宇宙大爆炸模型的建立过程，从哈勃对星系红移的观测，到宇宙微波背景辐射（CMB）的发现。随后，我们将聚焦于当代宇宙学最令人费解的两个谜团：暗物质和暗能量。它们构成了宇宙物质能量构成的绝大部分，却至今未能被直接探测或完全理解。本书试图清晰地阐述当前实验（如大型强子对撞机和地下暗物质探测器）如何试图揭开它们的神秘面纱。第八章：粒子物理学的标准模型及其裂痕本章深入探讨了构成物质的基石——基本粒子。我们审视了粒子物理学标准模型的光辉成就，即对电磁力、弱核力和强核力的统一描述，以及对希格斯玻色子的确认。然而，标准模型的不完备性也构成了理论物理学的核心挑战：它无法解释引力、暗物质或中微子的质量。我们将探讨弦理论、圈量子引力等“万有理论”的尝试，以及它们为统一量子力学和广义相对论所做的努力，尽管这些前沿理论的实验验证仍遥不可及。 --- 第四部分：面向未来的科学前沿第九章：计算的极限与量子霸权信息科学的进步正在以前所未有的速度重塑科学研究本身。本章首先回顾了图灵机模型对计算本质的定义，并探讨了经典计算的物理极限（如Landauer原理）。核心内容在于量子计算的崛起。我们将解释量子比特、叠加态和纠缠如何使得特定类型的计算任务（如因子分解和材料模拟）的复杂度实现指数级下降。本章也将理性讨论量子计算的短期潜力与长期挑战。第十章：人工智能的深度学习与认知的边界深度学习的爆炸式发展正在模糊人造智能与人类智能的界限。本书分析了神经网络结构如何模拟大脑处理信息的方式，以及它们在模式识别、自然语言处理等领域的巨大成功。然而，本书也强调了当前AI的局限性：缺乏常识推理能力、可解释性的“黑箱问题”以及对大规模数据的依赖。我们探讨了通用人工智能（AGI）的理论路径，以及随之而来的伦理和社会影响。第十一章：科学的哲学与未来的航向在总结部分，本书回归到对科学方法的哲学反思。我们探讨了科学理论的“可证伪性”标准，以及理论停滞期（Paradigm Stagnation）的特征。我们认识到，伟大的科学进步往往来自于跨学科的融合，以及对现有假设的彻底质疑。最后，本书展望了未来五十年，那些最有可能在数个世纪后仍被铭记的科学领域——可能是对生命的根本重编程，可能是对引力量子化的最终突破，或是我们对自身心智的终极理解。科学的边界并非一成不变，它永远延伸在我们所能看到的最远视线之外。 --- 结语：无尽的探索《未知的领域》旨在激发读者对科学精神的共鸣。科学不是静态的真理的集合，而是一场永恒的、充满创造力的对话。每一个被解答的问题，都会引出十个更深刻的新问题。这本书是对所有心怀好奇，渴望理解这个广袤宇宙及其内在法则的探索者的致敬。