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不了解科学,就无法理解现代世界的运作方式。
当今大多数中国人最需要补充的科学内容仍然属于高中和本科水平。经典的科普名著能够深刻影响人的一生,而且不会很快过时。
为大家分享10本世界科学名著,一起了解科学的来路与未来。
1.《几何原本》:深刻影响西方人思维方式的巨著,也是世界上最著名、最完整且流传最广的数学著作。
“一本对我个人而言非常具有价值的书,我想在我读到它之前,我的时间都在虚度。”
‘如果有机会,我希望自己的后代能在初中自学《几何原本》。《几何原本》的思维框架属于毫无难度,但逻辑极其严谨,且方法无懈可击。而这样的框架建立好了,是受益终身的,并且数学思维在这种框架下,初三刷题也会一马平川,事半功倍。《几何原本》正是一本没有任何难度,适合初中生的读物。’
古往今来,《几何原本》一直被视为纯粹数学公理化演绎结构的典范,其逻辑公理化方法和严格的证明仍然是数学的基石。
它从几个简单的定义以及几条看起来自明的公理、公设出发,竟然能够推导出大量根本无法直观且不可错的复杂结论。
在很大程度上,这种数学演绎也因此成为西方思想中最能体现理性清晰性和确定性的思维方式。
哥白尼、开普勒、伽利略和牛顿等许多科学家都曾受到《几何原本》的影响,并把他们对《几何原本》的理解运用到自己的研究中。
霍布斯、斯宾诺莎、怀特海和罗素等哲学家也都尝试在自己的作品中采用《几何原本》所引入的公理化演绎结构。
爱因斯坦回忆说,《几何原本》曾使儿时的他大为震撼,并把《几何原本》称为“那本神圣的几何学小书”。
欧几里得在《几何原本》中系统地总结了泰勒斯、毕达哥拉斯及智者派等前代学者在实践和思考中获得的几何知识。欧几里得建立了定义和公理并研究各种几何图形的性质,从而确立了一套从公理、定义出发,论证命题得到定理的几何学论证方法,形成了一个严密的逻辑体系——几何学。
2.《从一到无穷大》:世界科普经典,引领千千万万的读者进入科学世界。连小孩也能读懂,孩子和家长都应读的一本家庭科普藏书。
科学教人求真,也使人深刻。科学是推动人类文明进步的动力源泉。希望你们通过阅读这本书学习科学的思维方法,培养科学的精神,并在实践中不断提升科学素养,更好地认识世界、把握未来。
——清华大学时任校长 邱勇,2018年新生赠书《从一到无穷大》
许多人都是因为在十几岁的时候读到这本书,才第一次真正领略了科学的奇迹和奥秘。
乔治·伽莫夫(George Gamow)是世界著名的理论物理学家和宇宙学家,以倡导宇宙起源于“大爆炸”的理论闻名,出版过十几部科普作品,《从一到无穷大》便是其中最著名的一部。
伽莫夫以其幽默的笔调和高超的教学技巧,探讨了宏观世界和微观世界、数论、空间和时间的相对性、熵、基因、原子结构、核裂变和太阳系的起源等主题。
无论你的科学知识水平如何,你都会从这本不同寻常的书中获得许多乐趣和激励。它是任何对科学世界充满好奇的人的必读书。
3.《生命是什么?:活细胞的物理观(外一种:心灵与物质)》:薛定谔于1933 年获诺贝尔物理学奖,本书是二十世纪最有影响的科学经典著作之一。关于科学与人的思考——《生命是什么》&《心灵与物质》。
用极其严谨的语言从物理学的角度探讨生命的本质,再到哲学上的神性。薄薄一本小书因为复杂的逻辑读起来并不轻松,好在这个译本的质量很好。
《生命是什么》是20世纪的伟大科学经典之一,作者在书中致力于将生物学与量子力学协调起来,尽管写于1944年,但书中关于生命、分子生物学、心灵等主题的评论今天看来仍十分有趣,极具启发性。
《心灵与物质》是薛定谔另一本哲学论著。在这篇演讲中,薛定谔探讨了意识在生命演化中占据着什么位置,以及人的心灵发展在道德问题中扮演着什么角色。薛定谔结合东西方古代哲学思想对此作了常识性的回答,大胆新颖且颇具启发性。
4.《天球运行论》:近代科学革命的开山之作,对西方近现代世界观的形成起到了至关重要的作用。
《天球运行论》与《物种起源》《释梦》并称为“导致人类思想革命的三大经典作品”。
地和水如何形成了一个球体?圆周运动对地球是否适宜?
地球的位置在何处?为什么古人认为地球静止于宇宙的中心?
尼古拉·哥白尼,是欧洲文艺复兴时期的一位巨人,划时代的伟大科学家,40岁时,哥白尼提出了日心说,并经过长年的观察和计算完成他的伟大著作 《天球运行论》。但直到他临近古稀之年才终于决定将它出版。
哥白尼的“日心说”沉重地打击了教会的宇宙观,曾长期被教会列为禁书。这部伟大著作,是唯物主义对唯心主义斗争的伟大胜利。
5.《狭义与广义相对论浅说》:听听爱因斯坦亲自科普相对论——这本书是他对相对论所做的大众化解释。
人人谈论相对论,却未必都懂相对论,但又爱读相对论。
爱因斯坦被公认为是继伽利略、牛顿之后最伟大的物理学家,也是批判学派科学哲学思想之集大成者和发扬光大者,他开创了现代科学技术新纪元,于1921年获诺贝尔物理学奖。
相对论作为现代物理学的重要组成部分,是现当代物理学的两大支柱这一。为了让这一深奥的科学理论为更多的人了解,爱因斯坦写作了这本《狭义与广义相对论浅说》,包含了他对整个宇宙的一些思考,深入浅出地介绍了人类思想史上精彩的科学理论。
6.《物理学的进化》:面向普通公众,避免使用任何数学公式,清晰生动解释物理学基本观念,堪称爱因斯坦最优秀的科普著作。
《物理学的进化》介绍了物理学从伽利略、牛顿时代的经典理论到现代场论、相对论和量子理论的发展演化历程,引导读者思考其背后涉及的哲学思想和观念的变化。
7.《世界图景的机械化》:享誉世界的经典科学史名著,曾获荷兰国家文学奖霍夫特奖,钩沉从毕达哥拉斯到牛顿的两千多年的历史,大部分内容不为国内学界所熟知,对科学史和哲学史研究极有价值。
自然科学对社会产生了巨大影响,但科学的世界观并不总是符合人对自身生存的理解。戴克斯特豪斯极力倡导用科学史来弥合科学与人文之间的鸿沟。
本书以机械论观念的产生和对自然的数学描述为主线,细致而深入地探讨了从古希腊到牛顿两千多年的数理科学思想发展,鞭辟入里地分析了使经典物理科学得以产生的各种思想脉络和源流。
8.《哥德尔、艾舍尔、巴赫——集异璧之大成》:世界上有两种人:一种是读过此书的人,一种是没读过的人。一本完全关于未来的书,开启整整一代年轻人对人工智能的探索。
《哥德尔、艾舍尔、巴赫》是本1979年在美国出版的“神书”,这是一本空前的奇书,一本杰出的科学普及名著,曾获普利策文学奖获奖作品(非小说类)。
这本科普作品通过对数学家哥德尔的数理逻辑、版画家艾舍尔的版画、音乐家巴赫的音乐三者的综合阐述,引人入胜地介绍了数理逻辑、人工智能、语言学、遗传学、音乐、绘画等理论。
人们称它为“人工智能的《圣经》”,作者侯世达虽然不认同这个评价,但他对“我们大脑中的秘密软件结构”的描绘,开启了整整一代年轻人对人工智能的探索。
如何读懂“集异璧”?这是很多读者朋友阅读本书的最大困惑。
本书被网友评分9.4,看看高亮短评:
一句话GEB是一个非常个人的尝试,以阐明有生命的存在体能够从非生命的东西产生出来是怎么回事。什么是一个自我[self],一个自我怎么能够从就像石块或者水坑那样没有自我的东西产生出来?
——侯世达
本书的英文原名“Gödel, Escher, Bach: an Eternal Golden Braid”,直译为《哥德尔、艾舍尔、巴赫——一条永恒的黄金辫带》。但“Braid”这个英文多义词不仅在这里有双关的意味,而且作者还特意向我们指出,它作为一个数学名词暗示了正题和副题之间有“G、E、B”和“E、G、B”这种词首字母在次序上的照应,而且这个照应在书中许多地方要用到。
(两个“三字件”:“GEB—集异璧”和“EGB—异集璧”悬在空中,在室内三个相交汇的平面上投出字母—汉字状的影子。“三字件”是指两个造型奇特的木块,它们的形状使得它们在三个互相垂直的方向上的投影是三个不同的符号。)
9.《自然哲学的数学原理》:本书标志着经典力学体系的建立,不仅影响此后300年里的自然科学领域,而且对人类的宇宙观也产生了深刻的影响。
古往今来伟大的科学著作,牛顿借此为后世提供了科学思维体系的样板。
牛顿不但总结出了力学的基本定律,而且还发现了证明这些定律的数学方法,奠定了数学成为描述宇宙运动的语言的基础。
《自然哲学的数学原理(汉译名著本)》分五部分。首先是“定义”,给出物质的量、时间、空间、向心力等定义,其次是“公理或运动的定理”,包含有名的运动三定律。接下来分三卷,前两卷为“论物体的运动”,第三卷为“论宇宙的系统”。
10.《现代数学的概念》:“现代数学”旨在鼓励人们理解数学,而不是盲目操纵符号。真正的数学家摆弄的不是数而是概念。
数学是我们文化的一部分,如果不了解它是什么和做什么,任何人都不能认为自己是真正有教养的。
以前,父母可以辅导孩子做家庭作业。学校数学的“现代化”已经使这变得不太可能:至少,家长必须学习许多让人不舒服的奇怪的新材料。
这不是一本“现代数学手册”,而是对现代数学的目标、方法、问题和应用的描述,是数学家的日常工具箱。
当读者读完这本书时,会对现代数学家如何看待数字、函数和公式有一个更清晰的理解,并懂得对“新数学”背后思想的牢固掌握将如何影响对数学本质的真正理解。
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