大师说科学与哲学：计算机与复杂性科学的兴起 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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编辑推荐

　　若科学与哲学是互相遥望的两岸，《大师说科学与哲学：计算机与复杂性科学的兴起》恰好能化身为桥，连接两大知识体系。本书作者海因茨·R.帕格尔斯是英年早逝的杰出科学家，在四十九岁那年夏天遭遇山难，留下的这本著作，字里行间充满科学的思维、哲学的辩证，是理性精神*好的明证。
　　想探讨知识的本质？聊聊心智与肉体如何连结？想知道“科学”到底是什么？你都可以在本书找到答案。在帕格尔斯的带领下，我们剖析笛卡尔的心与物，跃过牛顿的肩膀，穿越爱因斯坦的时空，棋战图灵的人工智能，与高僧一同沉思……
　　在探索浩瀚的知识世界上，《大师说科学与哲学：计算机与复杂性科学的兴起》将为你打造深入浅出的思路旅程！

内容简介

　　《大师说科学与哲学：计算机与复杂性科学的兴起》主要分两部分。第一部分讨论复杂性科学（Science of complexity）的大要、非线性系统的特色，以及计算机（尤其是超级计算机）无远弗届的影响。作者旁征博引而且花了相当的精力在各层次上予以详细说明，一般非科学背景的读者，了解这些科学的主要精神应该不会有困难。第二部分则提高层次，谈论科学与哲学之间的关联及日后的会合。作者不只对科学的哲学（包括数理哲学）有一套看法，且以自己过去的求学经验穿插其中，相当引人入胜。在这部分，广涉跨学科的认知科学、现代语言学、视觉计算理论、心物问题、进化论、分子生物学、集合论、逻辑、数学、归纳与演绎方法，包括物质与认知两类工具的有趣谈论，这些尖端学科中兴味盎然的内容，在作者娓娓道来的气氛中，让读者毫不费力地沉浸在知性与温暖的感觉中，令人觉得科学其实也是日常生活与思考的一部分。

精彩书评

　　★面对急遽变迁的世界局势及环境变化，创新的科学研究是解决当前众多棘手问题的重要基础。如今精选各领域的科普著作为经典套书，不但可使读者一窥历久弥坚的大师风范，领略科学与人文和谐之美，更能启发理性的思辨能力，为人类的永续发展持续追寻与努力。
　　——著名科学家翁启惠
　　
　　★既有丰富的科学与哲学内涵，又表现出浓厚的自传和逸闻色彩……
　　——《纽约时报》
　　
　　★著名物理学家帕格尔斯，再次展现他那化繁为简的独特功力，把一页页复杂难懂的科学文献，变成一篇篇简洁隽永的散文。
　　——《出版人周刊》
　　
　　★帕格尔斯对各种议题都有强烈见解，书中有许多有趣的洞见，值得科学家、计算机学家及未来学家好好思考。
　　——《图书馆杂志》

目录

前言 新世界观
第1章 美丽的大苏尔、塞尚的苹果

第一部 复杂性科学
第2章 科学的新综合体
第3章 秩序、复杂性与混沌
第4章 生命可以是如此非线性
第5章 模拟真实世界
第6章 联结论与神经网络
第7章 钱赚得愈来愈快

第二部 哲学与反哲学
第8章 造物主的造物密码
第9章 等待救世主
第10章 错以脑为心的人
第11章 躯体从不说谎
第12章 向无限挑战
第13章 创造的工具

第三部 结论
第14章 理性之梦

精彩书摘

　　《大师说科学与哲学：计算机与复杂性科学的兴起》：
　　第1章 美丽的大苏尔、塞尚的苹果
　　阴茎勃起时，理性便从窗口溜走。
　　——摘自哈钦斯（Robert M．Hutchins）的幽默剧《笨瓜》（Zuckerkandl）
　　美国加州坐落在两大地壳板块之间，地质变动剧烈，虽然目前地壳相当稳定，却只是暂时的。事实上，太平洋板块正沿着圣安德烈亚斯断层、紧挨着北美大陆板块往北滑，最后在阿留申群岛附近深入地球熔岩之中。
　　加州地层的活跃，使得陆地与海洋间出现剧烈的冲突．是我生平仅见，尤其在莫罗贝之北、卡梅尔市之南的大苏尔（Big Sur）一带最为明显。这儿，圣卢西亚岭直逼海洋，千尺悬崖对着大海的惊涛骇浪。
　　大苏尔是个原始而美丽的地方，迷人之处在于它的阳光——在冬天和有雾的清晨阳光幽幽散射，夏日午后则澄澈明亮。山坡干燥的草皮在艳阳下呈金黄色，阴凉的森林满布杉柏、松树、橡树、红杉以及野生动物，海岸外是绵延的海藻床，沉浮在海浪中。岩岸间，偶尔夹着沙滩，其间充满各种海洋生物：寄居蟹、海星、海胆和鲍鱼。海鸥和鹈鹕安详地翱翔着，似乎没有进化这回事，鸬鹚则在岸边等着浮游生物吸引过来的鱼儿。
　　那里唯一的人造物是一号海岸公路，它是由一群囚犯在1930年代建造的。原本只有牧人的地方，因为这条公路而出现了人潮，其中多数是艺术家和流浪者。有一些旅馆和餐馆坐落其间，但大苏尔的孤立，以及冷寂的冬天和欠缺的工作机会，使那儿迟迟没有得到开发。
　　在东部长大的我，于1960年代来斯坦福大学读物理研究所以前，从没听说过大苏尔。那时我年方二十一，像我那样年纪的研究生常在学生活动中心门口的喷泉边流连，希望交到朋友。在那儿，我遇见了哈尔，他自陆军情报局退役以后，就成了老学生。哈尔是第二代的加州人，祖先是爱尔兰人，他黑发、碧眼，皮肤晒得很黑，跟许多爱尔兰诗人一样，是个叛逆的冒险者。
　　他对大苏尔区很熟，有次他邀我一起去那儿度个长周末。他有几辆自己改装的大众甲壳虫轿车，其中一辆把车顶切了，在切口处加上木条，然后为车装上强力的保时捷引擎，看来活像装了轮子的澡缸——好快的澡缸！我们就坐着这辆澡缸上路去。
　　我们走的是一条小道（哈尔似乎知道所有的路），穿过向日葵田，海水的咸味飘浮在空气中。在蒙特雷湾，我们花了整个早上探看那些老制罐厂，它们生产的鱼罐头曾喂饱了第二次世界大战期间的英国人！功成身退之后，就被废弃在那儿任海浪侵蚀。这儿是小说家斯坦贝克（John Steinbeck）的家乡，一个人吃人、聚集失败者的地方（拜斯坦贝克小说之赐，现在有些制罐厂被整修后成了观光中心）。
　　哈尔认识一些意大利渔夫，他们还记得湾里充满鱼虾的光景。在那些日子里，当地餐厅的海鲜都是由他们供货的。
　　我在哪里？
　　经过蒙特雷湾之后，我们从一号公路经过卡梅尔、洛沃斯角．通过苏尔岬的灯塔，直入圣卢西亚岭，海浪在悬崖下不断拍打着。四周出奇地安静，我们好像跨过了门槛，回到了原始时代。但是。我在哪里？
　　丹麦哲学家克尔恺郭尔（Soren Kierkegaard）曾说：“生命的无奈，在于走过方知来时路。”回想起来，在我生命中的那段时光，走访大苏尔是很有意义的——自然的力量激发我思考自己的存在。
　　我那时是个年轻的理想主义者，口若悬河，对人类充满希望。而在研究所，我攻读最具挑战性的高能物理和量子场论（quantum field theory）。除了研究物理，我想象不出还有什么事可做。像其他在战后富裕中成长的一代一样，金钱对我来说似乎没什么必要，也没有多大意思，我要追寻的是：智识理念、解决问题和名声。
　　那时候，西岸的大学从东岸争聘了许多名教授。斯坦福大学正计划建造巨型线性加速器（linear accelerator），将电子加速撞向约3．2千米外的靶子。在那儿，物理学家将要发现核子的组成粒子——夸克（quark）；另一方面，生物学家专注于解出遗传密码．进行着生命问题的基本研究；心理学家则正拓展认知的新领域：计量经济学（econometrics）也诞生了；而电机工程师正深入电子控制与信息系统的理论。
　　1950年代末期，活力四射的校长特曼（Fred Terman）争取到修改法令，使大学也能租地皮设立工业区，那就是硅谷的前身。他使得技术界和财经界的关系日益密切，促成了斯坦福附近的高科技发展。在圣克拉拉，他们砍掉杏树来建房子和办公室。一场将改变都市人口、经济力量、战争方式、就业形态的计算机革命即将爆发。
　　除了理论物理，我也被其他智识，例如哲学和艺术所吸引。我开始学画，尝试弄清楚画家都在做些什么，也想改变我的视觉感受和习惯。在所有的画家之中，塞尚（Paul Cezanne）最早让我了解了用不同的方法去看这个世界，而人类的视觉经验往往是文化的产物。
　　一位叫凯彻姆的朋友，经常在家里举行艺术和哲学讨论会。在那儿，我开始读康德和胡塞尔（Edmund Hussel）。从室友和同学那儿，我学到计量经济学、分子生物学和生物化学。在学校里，我旁听一些课程（为兴趣，而不是为学分）。记得有一门课，分析哲学家戴维森（Donald Davidson）对一群大学生解释塔斯基（Alffed Tarski）有关真理的语法观念。我们分析的是这样的句子：“雪是白的，当且仅当雪是白的。”我从来没有真正了解过真理的语法观念，也没搞懂语言哲学的多层次真实意义。不过，这并不是哲学老师的错。
　　我猜我是学了太多物理，以至毁了我的哲学灵气。物理太讲实际了，物理学家常很快区分出物理和数学。数学是研究物理的语言形式，那些着迷于数学之美而不见事物之理的理论物理学家，总使我想到那些忽略了语言到底在描述什么事物的语言哲学家。每当我问起到底语言哲学家在做些什么时。我得到的回答使我相信他们和语言学家做一样的事——了解怎么用字。
　　……

前言/序言

　　新世界观
　　西方思想将世界理解成二元的，即心和物的世界。这种二元论（dualism）是对真实世界的割裂，也始终让我们头疼。我们能调和吗？
　　大多数自然科学家认为，整个宇宙都是根据人所能了解的自然律运行的。从它的开始到结束，从最小的粒子到最大的星系，都有一定的规则，没有例外。地球上的生命被看成是复杂的化学反应：进化、分支之后，最后产生具有法律、宗教、文化的文明。我相信这种对自然世界的物质／还原主义（reductionalist�瞞aterialist）观点，基本上是正确的。
　　另外一些人，则认为自然只是存在于我们心中的理念，所有我们对物质实体（material reality）的思考都是超验于这个实体的。按这种看法，艺术、宗教、哲学和科学形成了一个不可见的意义世界，而它源于心的秩序。这些人的信念和前述“物世界”的信念一样强，我也相信这种强调以心认物的“超验观”是正确的。
　　这两种世界观（自然的和超验的）显然有深层的冲突。似乎“心”是超验于“自然”的。但是，按照自然科学，那个超验的实验本身必须要有物质基础，那么它必须遵守自然律。如何解决这个冲突，将是人类文明在未来数个世纪的课题。
　　一个很诱人的化解方法是将这二元归于其中一元，并号称解决。
　　拈花微笑的佛陀
　　传说中，当佛陀面临类似的问题时会拈花微笑。这无法由二元或非二元来解答，但是这种洞识（insight），为我们提供了探寻的出发点，而不是终点。
　　最新发展的“复杂性科学”便是我们踏出的第一步。
　　“复杂性科学”是什么呢？科学早已探索了小宇宙和大宇宙，我们也大致清楚整个景观。而尚未探讨的处女地是“复杂性”。身体器官、脑、经济、人口和进化系统、动物行为、大分子，这些都是复杂系统。这些系统之中，有些可以由计算机模拟计算，有些则除了自己本身之外，没有任何东西能模拟它。科学家正以跨学科的方式来迎接“复杂性”的挑战。令人惊讶的是，他们发现可以从简单的规则产生复杂系统。
　　例如有一种计算机屏幕上的游戏叫“细胞自动机”（cellular automata），屏幕上的点只是按简单规则去演化排列，却能产生很复杂的行为。换个角度看，宇宙中由原子排列成的三维空间细胞自动机，也已经进化出生命和文化。这所有的一切都可看成由简单组件所进化出来的复杂系统。
　　本书第一部分描述的是这个复杂性科学的一些主题，包括：生物组织原理的重要性、以计算法来看数学及物理过程、并行计算网络以及非线性动力学的重要性、对混沌的了解、实验数学、神经网络和平行分配处理。
　　没有人能预测复杂性科学终将朝哪一个方向发展，但它预示科学的新综合体很可能改变我们的物质世界观。
　　新的世界观
　　近三个世纪以来兴起的现代科学研究工具，如显微镜、望远镜都是解析性的，它们促进了还原式的科学观。按此观点，处理最小物质的物理学是最基础的学科。由物理原理可以导出化学定律，然后是生物学，依此建立阶梯。这种自然观并没有错，但它的确深受当时的工业和技术影响。
　　具有处理大量数据的能力以及模拟真实世界的计算机，提供了另一个观察自然的窗口。正由于计算机所产生的知识与传统工具不同，我们可能开始看到不同的东西，它提供了对真实不同的视角。我将描述一些计算机上的应用情形：模拟智慧、模拟分子的行为、建构真实生命与人工生命的模型、决定性混沌（deterministic chaos）的发现、非线性系统、模拟进化、神经网络、玻尔兹曼机（Boltzmann machine）、实验数学，等等。这些应用所发展出来的技术将在商业界、财经界、法律界和军事上有巨大影响，世界将随之改变。
　　作为一种新的生产方式，计算机不但创造出努力追求知识并且融入社会的新人类，也让人对知识有了新的想法。计算机转变了科学，也带来了新的世界观。本书第二部分讨论“复杂性科学”对科学哲学的影响。科学哲学前途堪虞，许多哲学家都认为它日薄西山，因而弃之不顾。过去，哲学是神学的婢女，在20世纪则为科学的娼妓，最后它差不多成为弃妇。像我这样的科学家通常是反哲学的，拒斥让哲学家解释科学。但是过去并非如此。
　　几十年以前，很多科学家，尤其是物理学家，经常讨论科学哲学；时下的趋势则由思想转向行动。科学家从事的本行之外的活动，较倾向于道德问题而少涉及哲学。他们参与的活动包括环境、战争与和平以及人权。所以现在由我这么一个“反哲学者”撰写有关科学哲学的文章，是需要一番解释的。
　　让科学哲学与科学再度整合
　　对科学活动的思考已经壁垒分明，一种是哲学的，另一种是经验实证的。科学哲学和科学的分裂始于两百年前的康德（Immanuel Kant），并且延续至今。我相信由于新的复杂性科学，这个分野在未来会比较不明显。我欣然迎接这项发展。尤其是在认知科学（cognitive science）方面，哲学家和科学家也许要重新携手合作。也许，科学哲学并未日暮途穷，而是将再度与科学整合，恢复到康德之前与科学的关系。
　　我不是哲学家，本书所提及的也算不上是哲学，因为其中的论证并不严密，我只是试着呈现“复杂性研究”带给科学的新展望。我利用传统哲学上的主题来讨论物质实在的性质、认知的问题、心物问题、科学研究的特性、数学的性质、工具在研究中所扮演的角色等。
　　由于我身为物理学家，诸般观点颇受训练所左右。但是复杂性科学的一些最令人兴奋的发展是在社会、经济及心理行为方面。有趣的是，这个新科学的跨学科性质将超越传统自然科学和社会科学的鸿沟。有些人对此乐见其成，有些人则嗤之以鼻。
　　在我科学思考中重复出现的主题是“选汰性系统”（selective system）的想法。它是将达尔文—华莱士（Darwin�瞁allace）的天择想法，用到广义的模式认知系统上。经验科学是一种选汰性系统，它选的不是物种，而是有关自然的理论。经验科学可被视为找寻宇宙不变律的选汰性系统。这样的概念在生物学上已得到普遍应用；但它对社会科学和心理学的冲击才刚开始——孕育的时间很久，但是产生的改变既深且巨，很多较传统的科学家仍将抗拒它的来临。
　　未来的第一线曙光
　　我想，心物二元论的问题，最后不是被解决而是消失于无形。以前认为很基本的问题就曾消失过：几个世纪以前，自然哲学家曾争辩“实质”和“外观”的区分，后来经验科学成熟后，这种区分就消失了。同样地，“心”与“物”的泾渭分明也会随着复杂性科学的兴起而消弭。当我们通过神经科学、认知科学、计算科学、生物学、数学和人类学等，深入了解心灵世界的意义是如何由物质支持和表现时，将会产生科学的新综合体和崭新的文明与文化世界观。
　　我相信率先掌握这种新科学的国家和人民，将会成为下一世纪经济、文化和政治上的超级力量。本书的目的即在阐释这个知识综合体的雏形，并捕捉未来文明的第一线曙光。
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