什么是科学?
虽然经常会说“提倡科学,反对迷信”,但许多人并不能清楚的表达出什么是科学。
汪洁在《时间的形状》一书中,开宗明义的讲了四个概念,第一个就是“波普尔的证伪说——科学与伪科学的量尺”。科学理论之所以称之为科学,首先他要能够做出一些预言,而这些预言是要求能够被“证伪”的,也就是说这个科学理论做出的预言是有可能被推翻的。只有满足了“预言”和“证伪”两个条件,才能冠之以科学之名。
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举一个例子,“天下乌鸦一般黑”是科学理论。只要你说出何时何地抓到一只乌鸦,我们就可以断定它是黑色的(这是“预言”),我们也可以期待有一天,有人抓到了一直非黑色的乌鸦,证明这句话是错的(这是可“证伪”)。因此天下乌鸦一般黑,是科学的理论。而如果你说世界上一定有一只白乌鸦,这句话无法准确的预言什么时候哪里有一只白乌鸦,因无法准确预言,所以这句话是不科学的。
这个理论有些晦涩,有些绕,毕竟波普尔是一个著名的哲学家,如果你一下子就听明白了,说明你的哲学素养不错,科学素养也不错。(你有没有窃喜?)
汪洁在《时间的形状——相对论史话》里讲了这个理论,让人一下就握住了科学发展的脉络。科学发现就是新理论证伪旧理论,是新理论延伸、扩展、修正甚至取代旧理论,是一代代人不懈探索和追求的过程。科学世界没有永恒的“王权”。那些不让提问、不许质疑、不容争论的组织和个人,都是伪科学甚至是迷信,可能是个人崇拜、权利崇拜、神权崇拜。
相对论的发现和发展,跨越了四百余年的时间,是一个又一个理论被发现,又被修正被取代的过程。
16世纪末,物理学家伽利略,发现了自由落体定律、惯性定律等,写出了伽利略变换式,用数学的方法证明了伽利略相对性原理,即“在任何惯性系中,力学规律保持不变”。
之后,牛顿站在前代巨人的肩膀上,提出了牛顿力学三定律(这个初中高中都学过),写出了《光轮》《自然哲学的数学原理》,奠定了经典物理学的巅峰。而伽利略变换式因为不够准确,已经被取代。
牛顿在其著作中阐述了“绝对时空观”,即时间在宇宙中均匀流逝着,空间像一个容器,两者之间没有关系。这符合人们的日常认知,世人以为牛顿的经典世界观会千秋万载一统江湖。然而,一百多年后,一个为了证明牛顿理论的实验,却开始动摇牛顿理论的根基。
“迈克尔逊——莫雷实验”本来是在已经测定出光速的前提下,为了证明牛顿的时空理论而进行的实验,但却通过“双缝干涉实验”得出了违背牛顿理论的结果。一朵乌云笼罩在经典物理学理论的头顶。
1905年,爱因斯坦在两个基本假设的基础上创立了狭义相对论。其理论包含:
1、物体在运动方向上,长度会收缩;
2、运动中的物体所经历的时间会变慢;
3、任何物体的速度都不会超过光速;
4、同时性是相对的;
5、如果物质的运动速度比光速小得多,相对论力学就变成了牛顿力学,相对论力学比牛顿力学更具有普遍意义。
一百年,可能一个人的寿命还未终结,可能一个朝代还未更替,而一个曾经被认为会千秋万代的科学理论,已经成为新理论的某种“特殊状态下的特殊情况”。
十年后,1915年爱因斯坦又提出了广义相对论,空间、时间不能脱离物质而存在,空间、时间随着物质分布和运动速度的变化而变化。由于物质的存在,时间和空间会弯曲,万有引力实际上是时空弯曲的表现。
读到这里你懵逼了吗?如果是文科生,我想很多都开始理解困难了,我就是如此。
汪洁在《时间的形状》中讲述得远比我生动和丰富,伽利略是一个弃医学而从数学“转业生”,牛顿是一个爱思考爱炼金却不会教课的"废柴老师",爱因斯坦是一个想升职加薪的专利员兼“神探”。还有许多好玩的故事和例子。
联想到另外一本书很有意思的书,作者爱潜水的乌贼写的《奥术神座》,是一本西幻魔法小说。魔法师在认知世界中构建模型,与外部世界产生的共鸣而施展魔法,对世界的本质认识越深刻,魔法等级越高,威力越大。当新的科学理论诞生,而魔法师又固执己见不能及时调整自己的认知世界,那么大脑就会爆掉。如果能接受并学习学习新的理论,魔法师就会实力突飞猛进。小说的脉络,借用了近现代物理史的历程,写得相当有趣。作者乌贼写书时是一个理科的研究生。
科普书与小说一起读,很有意思,许多我以前没太懂的梗,又记起来了。
为什么要读科普书呢?
魔法世界,接受不了新理论,脑子就会爆掉。现实世界,接受不了新的理论,就会跟不上时代的脚步,会少很多乐趣。
穿越小说里千奇百怪的穿越理论,你能看出哪个作者是“科学盲”吗?受追捧的《三体》,你能搞懂什么是虫洞什么是多维空间吗?酷炫的电影《明日边缘》,你能理解平行世界理解时空之旅吗?
多一点见识,就多一点乐趣。
胡适说:怕什么真理无穷, 进一寸有一寸的欢喜。
浅谈科学:没有什么“王权”永恒
《时间的形状》热门书评
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关于这本书,推荐给大家一些相关阅读
88有用 2无用 organism 2013-05-22
简要说下吧,这本书1~8章是讲相对论的,第八章光锥挺喜欢的,第九章量子力学,第十章引入了弦理论。 首先,关于相对论部分呢,由于是史话性质的,并且是科普类的,那就是科普写作...
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相对论对文傻也是有用的!
65有用 2无用 杨早 2012-01-17
我承认《时间的形状——相对论史话》这本书最初引起我的兴趣,是《后记》里的一句话:“这本书我不取一分钱版税,所有我该得的版税全部由出版社代为用作宣传推广费用,我非常乐意为所有的读者免费打工42天。”据我的经验,这种情形一般出现,是在诗人出版诗集,或是给家里长辈整理遗著的状况下。然而看书名,似乎不太可能...
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活熊取胆汁,熊孩子到底疼不疼?
35有用 6无用 赵大宝 2012-02-28
高中的时候,我自愿成为了文科生,自此与赛先生兵分两路,直到。。。看到生活大爆炸这个美剧。让我又燃起了对自然科学的兴趣。当这么一本书出现在我面前的时候,我觉得扫盲运动终于轮到我了。如同汪洁老师自己说的,“我写书的动机很单纯,就是想让更多的人能了解一些科学知识”,“最大的理想是为中国的科普事业做点贡献”...
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相对论的那些事儿
21有用 5无用 陈朝 2012-02-26
本文原发于南方都市报 2012-02-26 南方阅读 科学 一位从来没有听说过的作者突然独立写作了一整本科普书籍,而且选择的是一个很难的题目。再看了一下作者简介,惊喜有点成了忧虑。作者自称“自然科学狂人”,写的又是这样———一个“民间科学家”的最爱相对论,这书靠谱吗?我曾经负责过一个科普组织的对外...
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重塑世界观的科普读物
15有用 0无用 喵了个咪 2017-04-10
《时间的形状:相对论史话》是一部别开生面的科普读物,最大的特点在于通俗易懂。作者汪洁用天马行空的想象和戏剧化的桥段,向我们做了一场别开生面的科普教育。相对论、时空弯曲、黑洞虫洞、多维空间、量子理论、超弦理论等等物理学界的重要理论,在这里都变得通俗易懂,虽然不能全面地解释其中的道理,但对其基本原理有所...