无序的科学

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出版者:湖南科学技术出版社
作者:[美]杰克·霍金凯
出品人:
页数:221
译者:王芷
出版时间:2007-08
价格:30.00元
装帧:平装
isbn号码:9787535750259
丛书系列:
图书标签:
  • 科普
  • 科学
  • 混沌
  • 无序的科学
  • 热力学第二定律
  • 复杂
  • 关于世界
  • 科学
  • 哲学
  • 探索
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  • 自然
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  • 系统
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具体描述

过去的200年,人类社会的发展已经带来了一系列令人难忘的技术奇迹。这些由发明创造所造就的奇迹,以它独有的方式渗透到了工业、家庭及我们生活的方方面面。在我们身边充斥着各种“省时”的机器,但留给爷爷、奶奶、父亲、母亲乃至我们自己的时间却越来越少;在我们的这个世界里,人类无所不能,似乎没有什么办不到的事情,但人娄的生活却又面临来自微生物如病毒、病菌的威胁,它们正以一种非常复杂的、无法预测的方式侵害人类;伴随着经济全球化和世界人口的稳定增长,社会经济和环境的无序程度也在增长;在我们的技术能力增长的同时,技术带来的副作用和不可预汁的后果等问题也在增长。 在这本书中,物理学家、信息技术学家杰克·霍金凯(Jack Hokikian)通过热力学定律——能量守恒定律和熵定律——解释了我们所面临的困境。这些定律可解释字南间昕有过程,包括我们的技术应用和日常活动等。霍金凯博士从多个角度综台地阐释了这些重要的自然科学基本定律,特别是将其应用到社会环境保护和我们的日常生活中,并向我们证实,通过深入了解热力学第一、第二定律能够荻得指导我们吕常生活和决策的人生观。

第一章 自然第一定律

一、什么是能量?

二、热力学第一定律的诞生

三、永动机的不可能性

四、能量的放射性与持久性

第二章 自然第二定律

一、新科学的诞生

二、热力学第二定律的诞生

三、自然过程的不可逆趋势

四、什么是熵?

五、麦克斯韦妖企图摧翻熵定律

六、熵如同“时间的箭头”

七、波耳兹曼的熵推导式

第三章 自然定律的作用

一、无情的增熵

二、宇宙从时钟般规律运行到“过热死”

三、热力学与宇宙论

四、熵——一个度量未知因素的量

五、人类——一个开放的热力学系统

六、为什么我们的年龄不可逆转

七、与第二定律相悖的进化是一个奇迹吗?

第四章 知识和熵

一、知识经历了热力学转化

二、教育系统的热力学观点

三、知识的无序状态

第五章 处于高熵中的美国

一、美国的高熵生活

二、所有产生熵和浪费时间的领域

三、淹没在信息的汪洋

四、选择太多,时间太少

五、我们最终会把我们自己从机器中解放出来吗?

第六章 工—农联合体

一、现代农业和热力学第二定律

二、杀虫制

三、环境中的土壤侵蚀和退化

第七章 热力学第二定律的真正意义是什么?

一、反思自然资源和能量的可用性

二、熵:所有自然过程的最高管理者

三、温室效应

四、高技术环境中的熵

五、我们能够“控制”自然过程吗?

第八章 经济,环境和热力学定律

一、经济学理论

二、计算机和技术经济学

三、经济学环境外部因素的概念

四、把经济学当成一门应用科学

第九章 为什么许多事物在我们未认识它之前看起来如此完美

一、为什么许多期待被幻灭?

二、核聚变将给人类带来什么?

三、空间:无限吗?

四、发展中的全球一体化和熵

第十章 以热力学眼光看世界

一、“事半功倍”的概念

二、对变化和科技“发展”的重新审视

三、区分低熵行为、高熵行为及生活方式

第十一章 热力学法则

一、科学教我们如何生活了吗?

二、始终如一地传达科学信息的必要性

三、让熵成为我们日常用语的一部分

四、热力学与知识的统一

注释

索引

写给中国读者的话 很高兴能有机会就我的《无序的科学》中文版的面世为中国读者写点什么,能与一个世界上人口最多、具有5000多年文明和传统历史的国家的人民进行对话、交流,确实令我感到十分荣幸。

在此我想感谢湖南科学技术出版社,感谢该社的副社长及本书的编辑刘堤地先生为本书出版的方方面面所提供的极其有益的帮助。我也感谢译者王芷为翻译本书付出的辛勤劳动。

由于全球经济一体化、自由贸易、人口增长和科技进步,我们的世界正发生着巨大的变化而迅速向前发展。在过去的几十年里,科技和经济的发展已成为整个世界的驱动力,带动着一些发展中国家,特别是中国,进入一个工业化、现代化的进程,使人们的收入增加,生活水平提高。在这个过程中,中国已成为世界一支主要的经济力量。

但是与此同时,环境和社会经济学问题——常称之为“挑战”——也在全世界出现。这些问题并不是偶然意外,而是热力学第一、第二定律— —即在本书所说的能量定律和熵定律——的必然结果。这两条自然定律一直并仍在继续控制着我们宇宙的所有事物,包括人的行为。它们对我们的影响已成为我们人类整体的不可分割的一部分,因此了解这两条定律运行的规律,并对它们给予高度的关注将是十分有益的。

我花费20多年的时间,对热力学的概念进行一些思考、探索和研究。

尽管从那时起到现在,热力学的概念已有了很大的变化,但热力学定律仍然适用于我们,不仅仅是仍然适用,而且甚至对我们今天更适用,因为世界人口、能源消费和世界贸易问题已大大增加,环境、人类健康和社会经济学系统面临着更紧张的局面。

自然界一直为我们人类提供着丰富的能源和资源,但是,热力学—— 通过热力学第二定律——告诫我们,能源的利用不是免费的,被利用的每一种能源都会在环境留下它们各自的影响或造成一定的后果,常常带来一些生态学、社会学和对人类健康不利的问题。因此,社会经济学系统需要认识到这一事实并建立相应的政策。

在最近的的一段历史中,因为人口的增长,人类转到高强度农业的耕作方式,包括机械化、灌溉、使用化肥和杀虫剂等一些方式。这些技术虽然有助于增加单位面积的粮食产量,但是也破坏了生物圈的正常循环,因此也助长了环境熵——环境的无序——的增加。这些技术已导致土壤侵蚀加剧、地下水和水源被污染。而且杀虫剂的使用带来了一系列涉及公共卫生和环境的令人头痛的问题。历史的教训说明,每一项应用科学——技术 ——都会产生一定的副作用,历史学家称之为:技术的无意结果。在许多情况下,这些副作用——无序——都带来许多的我们每一个个体和社会群体都不能忽视,而是必须重视的社会问题和环境问题。

随着我们对热力学定律——特别是热力学第二定律~的知识的增加,我们会越来越意识到我们所有行为可能带来的后果。热力学有助于我们了解自然怎样运作,了解人与人之间、人与自然之间该怎样和谐共处,有助于我们构建一个胡锦涛主席倡导的“和谐社会”。

杰克·霍金凯博士 于美国加利福尼亚洛杉矶

《镜花水月:科学的诗意与哲思》 在这本《镜花水月》中,我们并非要追逐科学的严谨证明或逻辑推演,而是要沉浸在其所散发出的独特诗意与深邃哲思之中。科学,在我们眼中,从来不只是冰冷的公式和实验数据,它更是一种观察世界、理解宇宙的视角,一种激发人类好奇心与想象力的源泉,甚至是一种与自然对话的浪漫方式。 本书将带领读者踏上一场跨越学科边界的探索之旅。我们从宇宙的宏大叙事开始,仰望星空,感受宇宙大爆炸的余晖,触摸黑洞的神秘边界。这里,天文学的浩瀚星辰不仅仅是天体运行的规律,更是古老神话的现代回响,是诗人笔下永恒的灵感。我们将一同品味爱因斯坦的相对论如何颠覆我们对时间和空间的认知,并非从数学公式入手,而是从其背后蕴含的哲学思考,它对人类存在方式的重塑,以及对我们理解现实本质的深刻影响。 随后,我们将目光转向微观世界,潜入原子的奇妙领域。量子力学的奇异规则,如叠加态的“存在与不存在”,以及量子纠缠的“鬼魅般的超距作用”,早已不再是物理学家们的专属话题。在本书的笔下,这些概念将化为引人入胜的故事,激发我们对实在本质的无限遐想。它们挑战着我们的日常直觉,迫使我们重新审视“确定性”与“概率性”的边界,从而打开了通往更广阔思维空间的大门。 生物学的生命之舞同样充满了诗意。从DNA双螺旋的优雅结构,到亿万年演化的奇迹,生命的起源与发展本身就是一部最壮丽的史诗。我们将探讨基因的“编码”如何孕育出丰富多彩的生命形态,以及生态系统中物种间错综复杂的联系如何构成一幅和谐而又动态的画卷。在这里,进化论不再是简单的“物竞天择”,而是生命顽强适应与创造力的赞歌。我们将思考意识的产生,大脑的复杂网络如何编织出我们感知世界、体验情感的内在宇宙,这种生命的奥秘,远比任何科幻小说都更加令人着迷。 化学的元素周期表,在我们手中,将不再是枯燥的列表,而是构成万事万物的基石,是炼金术士们梦想的现代演绎。我们将发现,看似平凡的水分子,如何以其独特的性质支撑起整个地球的生命。从最简单的氢原子到最复杂的有机分子,每一次化学反应的发生,都充满了能量的传递与物质的重组,仿佛一场场微小的宇宙创生。我们将品味元素的色彩,感受化学反应的律动,理解物质世界运行的内在逻辑。 材料科学的创新,更是人类智慧与自然规律和谐共舞的典范。从古老的青铜时代到如今的高科技纳米材料,人类总能巧妙地利用物质的属性,创造出改变生活的工具和建筑。本书将描绘科学家们如何通过对原子和分子结构的理解,设计出具有超凡性能的新材料,例如能够自愈的合金,抑或是能够高效捕获太阳能的涂层。这些成就,不仅是技术上的飞跃,更是对自然规律深刻理解的体现。 然而,《镜花水月》的核心并不止于此。它更在于揭示科学的“无序”之处,那种看似杂乱无章、却孕育着无限可能的创造性土壤。科学的进步并非总是沿着一条笔直的轨迹前进,它充满了试错、偶然、甚至是看似荒谬的灵感。许多伟大的发现,都源于科学家们在看似“无用”的研究中不经意的触碰,或者是在跨学科的碰撞中产生的火花。正是这种“无序”,让科学保持着蓬勃的生命力,不断突破既有的框架,拓展人类认知的边界。 本书将鼓励读者以一种更加开放和富有想象力的方式来看待科学。我们鼓励你思考科学的局限性,以及它与艺术、哲学、甚至宗教之间的微妙联系。科学并非要取代一切,而是要与其他人类的探索方式相互辉映,共同构成我们对宇宙和生命理解的宏伟画卷。 《镜花水月》是一本献给所有怀揣好奇之心、对世界充满探索欲望的读者的书。它不是一本教科书,而是一扇窗,让你得以窥见科学背后那闪耀着智慧光芒、跳跃着生命活力的诗意与哲思。在这里,你将不再是被动地接受知识,而是主动地去感受,去联想,去与那些关于宇宙、生命和物质的奥秘进行一次心与灵的对话。让我们一同漫步在这片“镜花水月”般的科学世界,感受它无尽的魅力。

作者简介

杰克·霍金凯(Jack Hokikian),南加利福尼亚大学实验物理学博士,20世纪70年代在一家喷气推进器实验室从事固定轨道宇宙飞船研究,在那里工作8年。曾任南加尼福利亚大学、加尼福利亚州立大学北岭分校计算机科学专业教授,指导有关自动化技术和数据设计管理的研讨会。现任洛杉矶某保健机构数字建筑设计师。

目录信息

第一章 自然第一定律 一、什么是能量? 二、热力学第一定律的诞生 三、永动机的不可能性 四、能量的放射性与持久性第二章 自然第二定律 一、新科学的诞生 二、热力学第二定律的诞生 三、自然过程的不可逆趋势 四、什么是熵? 五、麦克斯韦妖企图摧翻熵定律 六、熵如同“时间的箭头” 七、波耳兹曼的熵推导式第三章 自然定律的作用 一、无情的增熵 二、宇宙从时钟般规律运行到“过热死” 三、热力学与宇宙论 四、熵——一个度量未知因素的量 五、人类——一个开放的热力学系统 六、为什么我们的年龄不可逆转 七、与第二定律相悖的进化是一个奇迹吗?第四章 知识和熵 一、知识经历了热力学转化 二、教育系统的热力学观点 三、知识的无序状态第五章 处于高熵中的美国 一、美国的高熵生活 二、所有产生熵和浪费时间的领域 三、淹没在信息的汪洋 四、选择太多,时间太少 五、我们最终会把我们自己从机器中解放出来吗?第六章 工—农联合体 一、现代农业和热力学第二定律 二、杀虫制 三、环境中的土壤侵蚀和退化第七章 热力学第二定律的真正意义是什么? 一、反思自然资源和能量的可用性 二、熵:所有自然过程的最高管理者 三、温室效应 四、高技术环境中的熵 五、我们能够“控制”自然过程吗?第八章 经济,环境和热力学定律 一、经济学理论 二、计算机和技术经济学 三、经济学环境外部因素的概念 四、把经济学当成一门应用科学第九章 为什么许多事物在我们未认识它之前看起来如此完美 一、为什么许多期待被幻灭? 二、核聚变将给人类带来什么? 三、空间:无限吗? 四、发展中的全球一体化和熵第十章 以热力学眼光看世界 一、“事半功倍”的概念 二、对变化和科技“发展”的重新审视 三、区分低熵行为、高熵行为及生活方式第十一章 热力学法则 一、科学教我们如何生活了吗? 二、始终如一地传达科学信息的必要性 三、让熵成为我们日常用语的一部分 四、热力学与知识的统一注释索引
· · · · · · (收起)

读后感

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一本好的科普书,重要的是从它的基本出发点能够推出与现实世界关联紧密诠释,并以此为依据提出解决问题的办法。 《无序的科学》一书从热力学第一、第二定律出发,不关说明了自然界的一些热力学现象,同时也很好地诠释了社会经济学领域中的种种不尽人意的现象,说明了环...  

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包括宇宙终将因热二定律而热寂灭,作者提出了很多的问题,却没有提供解答。很多问题具有共同机制,作者也没有点明,没有阐释机制。有的提了,但只是提出了一些一般的广为人知的解释,和模糊的解决建议。用了很多例证引证结果只是证明了问题的存在。最致命的是,将熵由微观粒子...  

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这本书对我的世界观和价值观产生了很大的影响<---这句话感觉灰常俗套和五毛,但是确实是这样!以前我觉得环保就是一帮有钱人闲着没事情想出来的假惺惺玩意儿,看了这本书以后真心觉得环保非常重要,能吃素就应该多吃素,还有必须抵制消费主义,那种买一堆衣服鞋子屯着只偶尔穿...  

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在我看来,物理中,物理中有关熵和其他的热学原理是很迷人的,虽然很遗憾我真正学的时候没有好好学,许多原理在我脑海中有点混乱。 看到了这本书,以为他会用比无聊的课本更好理解的方式来揭开这个问题。 可是,结果是,前面一小半,太简单……感觉完全是初中的内容,而且问题...

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包括宇宙终将因热二定律而热寂灭,作者提出了很多的问题,却没有提供解答。很多问题具有共同机制,作者也没有点明,没有阐释机制。有的提了,但只是提出了一些一般的广为人知的解释,和模糊的解决建议。用了很多例证引证结果只是证明了问题的存在。最致命的是,将熵由微观粒子...  

用户评价

评分

刚翻开这本书,我就被它那种打破常规的排版吸引了。文字并不总是整齐地排列在页面中央,有时候会散落在页面的角落,甚至以一种螺旋状的方式展开,仿佛是在模拟某种自然现象的生长轨迹。这种视觉上的“无序”感,反而让我觉得异常的亲切,因为它恰恰契合了我对科学的某种理解——科学并非总是循规蹈矩,很多伟大的发现都源于对现有秩序的挑战和对未知领域的勇敢探索。我特别留意到书中一些插图,它们并不是传统意义上的科学图解,而是充满了艺术感,色彩大胆,线条流动,有时候甚至让人难以分辨它们究竟代表着什么具体概念,但却能营造出一种奇妙的氛围,激发读者去联想和猜测。我希望这本书能带领我领略科学的另一面,不是冷冰冰的定理和公式,而是充满生命力、动态变化、甚至带有一丝神秘色彩的科学图景。它或许会讲述那些科学家们在迷茫中寻找答案的故事,那些看似偶然的灵感火花是如何点燃科学革命的,或者科学发展过程中那些充满曲折和争议的时刻。我非常期待它能展现出科学的“过程”之美,而不是仅仅呈现“结果”。

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这本书的封面设计就足够吸引我了,那种抽象的、充满几何感的图案,仿佛预示着内容也绝非一成不变的线性叙述。拿到手里,纸张的质感也相当不错,厚实且略带纹理,捧在手里很有分量。我最期待的是它能跳脱出传统的科普书籍那种按部就班、生怕读者不理解的讲解方式,而是能用一种更自由、更跳跃的思维来呈现科学的魅力。我希望它不是那种把知识点一股脑堆砌起来的书,而是在阅读的过程中,能不断地给我带来惊喜,让我看到不同科学领域之间意想不到的联系,甚至是那些尚未被完全理解的“混沌”之美。毕竟,科学本身就是一个不断探索、不断修正的过程,充满了未知和偶然,如果一本书能展现出这种“无序”中的规律,或者说在看似混乱中挖掘出深刻的洞见,那绝对是一次非凡的阅读体验。我不太喜欢那些枯燥的公式推导,更偏爱那些能够激发想象力、引发思考的叙述。这本书的题目《无序的科学》就给了我这样的暗示,或许它会带我走进那些不那么“规整”但同样精彩的科学世界,比如混沌理论、分形几何,或者是一些关于宇宙起源、生命演化的猜想。总之,我希望它是一场头脑的风暴,而不是一次知识的灌输。

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拿到这本书,我首先就被它独特的叙事方式所吸引。它没有按照传统的章节划分,而是像一条条跳跃的思绪,在不同的科学主题之间穿梭。有时候,一个看似微不足道的自然现象,会被作者放大,并从中引申出深刻的科学原理;有时候,一个宏大的科学理论,又会被拆解成一个个充满趣味的小故事。这种“无序”的编排,反而让我觉得阅读过程更加轻松和自由,仿佛在进行一次随意的科学漫步,随时可能在某个角落发现意想不到的惊喜。我尤其欣赏作者对科学史的解读,他似乎不拘泥于那些经典的叙事,而是善于发掘那些被历史尘埃掩盖的细节,或者从全新的角度去审视那些熟悉的故事。我希望这本书能让我看到,科学并非是一群天才在象牙塔里的闭门造车,而是一个充满人间烟火、甚至有些混乱而又充满活力的过程。它应该充满了探索的勇气、失败的教训,以及在绝望中寻找希望的智慧。我期待它能让我对科学产生一种全新的、更感性的认识。

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我一直在寻找一本能够让我重新思考科学的“本质”的书,而不是简单地教我一些科学“知识”。《无序的科学》这个书名,恰好击中了我的痒点。我总觉得,我们过去接受的科学教育,往往过于强调清晰的逻辑和明确的因果关系,而忽略了科学研究中同样存在的“无序”和“模糊”。我希望能在这本书中看到,那些看似混乱的现象背后,可能隐藏着我们尚未理解的深层规律;那些看似难以解释的“异常”,也许正是通往新理论的钥匙。我期待作者能够用一种非常规的视角,去解读我们所熟知的科学领域,挖掘出那些不为人知、甚至有些“反直觉”的科学故事。比如,关于量子力学中那些令人费解的叠加态和纠缠现象,或者是关于生命起源的复杂和随机性。我希望这本书不是一本教科书,而更像是一场与智者的对话,它不提供现成的答案,而是引导我去提问,去质疑,去探索。我希望它能让我感受到科学的广阔和深邃,以及其中蕴含的无限可能。

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这本书的封面设计就透露着一种不拘一格的气质,那种不规则的色彩碰撞和图形组合,仿佛在告诉我,这本书的内容也绝不会落入俗套。我一直在寻找能够颠覆我对科学固有认知的读物,而《无序的科学》这个名字,无疑给了我极大的期待。我希望它不是那种将科学知识“翻译”成易懂语言的书,而是能够直接触及科学的“灵魂”,展现科学研究中那些充满挑战、充满探索、甚至带有某种“混沌”之美的部分。我期待它能带领我进入那些尚未被完全定论的科学前沿,去感受科学家们在未知领域中的挣扎与狂喜。也许它会讲述那些关于复杂系统、 emergent behavior(涌现行为)的奥秘,或者是一些关于概率和随机性在科学中的重要作用。我希望这本书能让我意识到,科学的美丽,并不仅仅在于其精确和确定性,更在于其探索未知、挑战极限的勇气,以及在看似混乱中寻找规律的智慧。我期待它能让我对科学产生一种更深刻的敬畏感和好奇心。

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观点很独特,但对经济学的论述显得苍白无力。

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意外发现大学时的已读书单,有这本

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很好,熵的哲学!!1

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一次会议时随手拿同学的读了,没有什么深度,作者像是肤浅的学了点量子力学和物理发展史之后,就胡思乱想了

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前三章很赞

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