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十大现代科学思想 彼得·阿金斯是牛津大学的化学教授，也是著名的通俗科学作家。在他的新书《伽利略的手指》中，他列举了科学史上最伟大的十个思想。作者声称，任何受过教育的人，都应该熟悉这些现代科学的核心思想。在这本书中，阿金斯带领读者一览这些概念产生出现的原原本本，揭示了科学研究的方法，让人们看到简单的思想如何产生了巨大的后果。书名中借用了对近代科学产生了推动性影响的科学家--伽利略的名字，他的一只手指现在正保存在意大利佛罗伦萨的密封容器中。正是他的手指，指点人们走出中世纪的愚昧，开始渐渐揭开关于我们的宇宙、我们的世界和我们自身的秘密。 1.自然选择导致进化 文字自然选择是科学界最伟大的思想成就之一，它的描述虽然异常简单，却产生了无限的复杂的后果。认为有机体随着自身对环境的适应，会积累起微小的变化，这话说起来容易，但它所产生的却是整个生物圈。现代新达尔文合成论大师，著名遗传学家多布赞斯基曾极具慧眼地指出，若没有进化论的光辉照耀，我们就无法理解生物学。正是达尔文认识并揭开了进化的机制。当然，进化论也存在难题，但是对于这么一个普适的、根本性的理论，存在问题是再自然不过的事了。其中的一大难题就是性别的起源，因为复杂的生物体要求从一个异性身上获取基因，混合产生新的生物体，这中间必然有巨大的利益在起作用--即如此产生的后代应该具有生存上的优势。诸位若是喜欢抽象的智力游戏，那么我们就可以沿着自然选择的方向，从物种，到个体，再到基因，进行一番探求，最终发现自己会把进化论当成一种纯粹的信息传播机制。 2.DNA包含遗传代码 文字也许这算不上是思想，但却解释了困扰人们很长时间的问题。它使我们理解了生物是如何通过繁殖实现不朽的。当然不朽的不是我们，而是那些特别的分子，那些在我们身体的每个细胞里都盘踞着的DNA。破译遗传密码的意义几乎和揭示双螺旋结构的意义同等重大。现在，人类已经能够解读自身的构成，就像一位将军能够解读战役的进展顺序一样。遗传理论的社会学后果也难以预料，它既可以用来拯救人的生命，也能改变未降生的人的某些特点。 3.能量守恒 文字人人都提起它，人人都以为自己了解它，但仅有少数人能说出它到底是什么。大科学家牛顿对能量一无所知，因为他的研究重心是力。但是整个19世纪科学研究的核心，是对能量的抽象化。其后果一直影响到现在。能量是守恒的，它既不能被创造出来，也不能被破坏，只是从一种形式转换成另一种形式，或从一个地方转移到另一个地方，这一认识对时空对称产生了重要的影响。建立起能量守恒概念的维多利亚时代的物理学家，在不知不觉中，已经揭示了时间的面貌。 4.一切变化，都是能量和物质趋于耗散所导致的后果 文字没有任何其他科学定律像热力学第二定律那样给人类带来如此巨大的渴望。我认为它是最高的自然法则，因为它能解释任何事物的发生原理。诸如气体为何会扩散、热的东西为何会变凉，为什么会产生蛋白质，为什么会产生意见，等等。它是理解变化的深层结构的根源，它为我们揭示出宇宙逐渐消亡的大趋势如何能够在某时某地产生美妙的后果。它是所有变化、所有的善和恶、所有日常活动的根源。我们周围的万事万物，包括进化也受热力学第二定律的推动。但是，和其他伟大的思想一样，这一定律的核心思想出奇的简单。这个优美的定律显示了简单的事物的潜能，可它本身，却是通过对吱嘎作响的笨重蒸汽机的观察得来的。看来，细心思考，必有所获。 5.物质由原子构成 文字化学家对物质进行分割，也必然有个终止。就终止在固然还能继续分割，但是经过反应后还能保持它们作为可识别元素的特性的基本粒子。这些元素也并非是无关的东西任意拼凑而成的：它们组成家族，显示出周期性，就好象音阶里的音符那样循环往复。元素周期表就是这些关系的总结，或者说是一种深层的对称性质的公告，它是化学界最持久的一个贡献：让我们对于物质有了深刻理解，也让化学家们能对物质施以神奇"魔术"。 6.对称性限制、引导并推动事物发展 文字能量守恒是时间形态的表现。这只是对称性冰山的一角，因为当我们继续寻求更多的美，就会发现，其他的守恒定律显示出空间形态的美。当我们进入了粒子世界，就会发现对称性不再是有形的，而成了世界上各种力量的源泉。不仅如此，当我们把原子继续分割出更基本的粒子来，就会发现它们也体现了对称性。时空的问题也变得易于理解，如果我们不再墨守陈规而是想一想具有大量维数的时空的对称性，它们中的一些在宇宙形成的时候措手不及，永远不能展开。美就存在于物质的中心。 7.粒子与波相生相形 文字从来没有其他关于物质和辐射的理论像量子论那样，能够作出那么精确的预言：即粒子和波相生相形，能量只能以粒子束的形式传递。这一理论所面临的麻烦是没有人真的明白它。不过，仅仅是听听这其中的道理，我们就会看到，量子论展现了这个世界一幅极其简单的图景。但这并不意味着就不存在问题：有些人想修修补补出一套伪正统版本的理论，来解决那些超出量子论解决范围的任 本文来源：https://www.dywdw.cn/a4a61d06ee630b1c59eef8c75fbfc77da2699729.html
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2023-04-10
