[心得] 愛因斯坦：他的人生，他的宇宙

看板book作者tsim (山猴大王吼嚕嚕)時間7年前 (2016/10/24 23:11)推噓4(4推 0噓 5→)

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這本書既容易閱讀，又能訓練抽象思考以下跟大家分享書摘和心得歡迎閱讀比較好讀的網誌版 http://monkeyinsight.blogspot.tw/2016/10/Einstein.html 自從愛因斯坦出現之後，人類對這個世界的理解，已經不是直覺可以想像的了。牛頓之所以偉大，是因為他把我們平凡人可以觀察的物理現象，歸納成簡潔的公式。但也因此限制了人類的想像力，誤以為只要能夠精確測量所有數值，就可解開世界上所有的謎團。想不到愛因斯坦把這種自信心完全摧毀。 Walter Isaacson在這本《愛因斯坦：他的人生，他的宇宙》裡面，努力用最白話的語言介紹愛因斯坦最偉大的4+1個科學論點。首先是在1905年，所謂的奇蹟之年，他提出了四篇論文，對世界造成了四次大衝擊。 1. 光量子的存在：原本科學家們傾向認為光是一種波，或許有些人為了計算方便而引進量子假設，但愛因斯坦明確認定光是由粒子組成，而且有量子的特性：「當光線傳播時，能量不是隨著空間連續傳散，而是由數量有限的量子組成；這些量子在空間呈點狀分布，是以完整的單位出現或消失。」這個觀點奠定了量子力學的基礎，也讓愛因斯坦獲得諾貝爾獎。 2. 分子有多大：前人大多使用氣體測量分子數量和大小，愛因斯坦是第一位用液體成功得到結果的人。這篇論文成為他被引用最多次而且最實用的論文。 3. 原子/分子真的存在嗎：愛因斯坦認為懸浮在液體中的小顆粒(如花粉)，之所以會不規則移動（即布朗運動），是受到四面八方的水分子撞擊。根據這個假設，他計算出小顆粒平均每分鐘的移動距離。這個數據獲得他人實驗證實後，是那個年代最有力證明原子和分子真實存在的證據之一。 4. 狹義相對論：非常非常簡短的說，同樣的事件會因為觀察者的運動狀態不同，而觀察到不同的現象。也就是說，連物理學這個讓人以為很客觀的科學，每個人測量到的現象都不客觀。愛因斯坦開啟的新世界，就是從這裡開始偏離直覺的。這個理論可以解釋進行光速旅行為何能保持年輕，並且導出了上個世紀最著名的公式E = mc2。讀到這一章之前，請調整好大腦的狀態，跟著愛因斯坦一起進行思考實驗。狹義相對論提出的10年後（1915年），在一群競爭對手的進逼下，愛因斯坦以毫釐之差率先提出廣義相對論的計算結果。 5. 廣義相對論：愛因斯坦提出一個方程式，整合了時間、空間、物質、能量的互動關係。原來時間-空間結構不僅不具有絕對性質，還會受到裡面的物體的運動決定，以及反過來也會影響物體的運動。廣義相對論開啟了對宇宙的重新認識，英國科學家愛丁頓趁日食觀測星光偏移弧度，證明廣義相對論修正了牛頓力學。這件事情得到歐美各大媒體報導，讓愛因斯坦成為國際巨星。雖然有以上的偉大創見，但他卻過不了哲學的關卡，沒能跟上物理學的最新進展。問題的起源在量子力學，這是一門及其詭異的領域。如海森堡的測不準原理認為：「在我們進行觀察之前，電子沒有明確的位置或路徑。」換句話說，沒有所謂的客觀事實。物理學家波耳就說，物理學關心的不是「自然是什麼」，而是「關於自然我們能說什麼」。愛因斯坦照理說應該要能接受這個前提，因為他年輕時候喜歡休謨和馬赫的哲學觀點：對於無法由感官直接產生經驗的事物，要感到懷疑。所謂的客觀真實，就是無法由感官直接經驗到的東西，只是一種信念，所以理應要質疑這東西的存在。結果他年長之後，改為相信一定有一個獨立於感官的外部真實存在，並認為這是一切自然科學的基礎。也因此他跟不上量子力學的發展，變成一座有豐功偉業的地標，而不是引領方向的導航員。讀到這裡我也滿汗顏的，因為我也喜歡休謨的論點，但高中學到量子力學的時候也無法接受他用機率描述世界（電子的位置無法確定，只能知道分布在某個形狀的範圍內）。老實說我完全沒有發現自己的立場矛盾。好在愛因斯坦也沒有意識到自己的矛盾，讓我同時有慚愧與解套的感覺。這本書是人生傳記，除了愛因斯坦的科學成就之外，也提到他的婚姻和政治等等生活面向。可以看到愛因斯坦在其他面向其實是個很平凡的人。容易陷入熱戀、與孩子處不好、政治立場沒什麼創見...等等。其實這些生活面向滿無聊的，讓我很想跳過。但有趣的是，為什麼這麼平凡的人可以在1905年突然撼動整個世界？我的推測是他之前已經累積很多的思考。他從蘇黎世技術學院畢業後，仍持續閱讀大量科學書籍，同時追蹤最新的理論發展。更重要的是他與兩個志同道合的人組成「奧林匹亞學會」，閱讀許多古典文學和哲學，討論各式各樣的主題。經過多年累積想法，在某一年決定統統寫下來，然後就改變了世界。其實很多人應該都有類似的經驗，總覺得自己心中有很多特別的想法，但沒空好好寫下來，頂多在日常聊天中或是FB上透漏零星片段。我以寫過幾年部落格的經驗建議，請長期思考自己有興趣的議題，思緒逐漸清晰時，趕快開始動筆寫，一方面可以進一步釐清思維，另一方面可以知道你的想法是不是碰巧能夠改變世界（本部落格看來是沒希望了，但你不妨一試）。請不要讓人類損失了你的智慧。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 111.185.67.220 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/book/M.1477321905.A.AC0.html

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thegod13

10/25 06:52, , 1^F

10/25 06:52, 1^F

矛盾在於，他一方面認同休謨說不能直接觀察到的東西都值得懷疑一方面卻又相信存在一個無法直接觀察到的物理真實

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hwider

10/25 07:46, , 2^F

10/25 07:46, 2^F

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wak

10/25 12:46, , 3^F