悖論:破解科學史上最複雜的9大謎團


「悖論」是什麼?他的英文是「paradox」,根據維基百科的說明,他的意思是「一種導致矛盾的命題」、「通常從邏輯上無法判斷正確或錯誤稱為悖論,似非而是稱為佯謬;有時候違背直覺的正確論斷也稱為悖論」。有興趣的話,可以參考維基百科的頁面

而《悖論:破解科學史上最複雜的9大謎團》這本書,就是選了科學上的九個悖論,來作解釋、並且破解他的矛盾性;而其中很多都是相當有名的例子,下面就是他的目錄:

前言
第一章 綜藝秀裡的悖論-簡單的機率,顛覆你的思考邏輯
第二章 阿基里斯與烏龜-「一切運動皆為假象」
第三章 奧伯斯悖論-為什了入夜之後天色會變暗?
第四章 馬克士威的精靈-永動機是可行的嗎?
第五章 竿與穀倉的悖論-一根竿子究竟有多長?這要視它移動的多快而定
第六章 孿生子悖論-藉由高速運動,我們可以跨入未來
第七章 祖父悖論-回到過去殺害自己祖父,意謂你不會出生
第八章 拉普拉斯的精靈-蝴蝶振翅能否讓我們倖免於可預測的未來?
第九章 薛丁格的貓-箱子裡的貓既是活的又是死的,直到我們查看他
第十章 費米悖論-外星人都上哪去了?
第十一章 未解的問題-粒子能移動的比光速快嗎?我們是否擁有自由意志?其他未解的謎…

在前言的部分,作者是先簡單地解釋了「悖論」的意義,而第一章則是先用ㄧ些比較簡單的例子,來解釋、並且破解,算是一個帶入吧~其中一個例子,就是「生日悖論」(參考):

如果一個房間裡有 23 個或 23 個以上的人,那麼至少有兩個人的生日相同的概率要大於 50%

基本上,Heresy 個人覺得這個應該算是比較單純的違反直覺,不是真正的悖論就是了…

而第二章到地十章,則就是本書的重點、也就是九個科學上的悖論。其中,像是「馬克士威的精靈」拉普拉斯的精靈」、「薛丁格的貓」,都算是相當有名的~而如果有在注意「時光旅行」的主題的話,對於「孿生子悖論」和「祖父悖論」應該也都不會太陌生吧~

第二章的「阿基里斯與烏龜」基本上就是「芝諾悖論」(維基百科),包含了「兩分法悖論」、「阿喀琉斯悖論」、「飛矢不動悖論」這類、算是相當古典的悖論,以現在的觀點來看、仔細思考應該都是可以找出論述的破綻的。

第三章的「奧伯斯悖論」則是一個 Heresy 沒有去思考過的問題,那就是「為什了入夜之後天色會變暗?」。這個命題比 Heresy 一開始想像的要在更複雜一點,有興趣的話,可以參考維基百科的「歐伯斯佯謬」這個條目;而在本書則是採用了「宇宙是有起源」的這個說法:「因為宇宙有一個起源、而太遙遠的光還沒辦法被看到,所以夜空是暗的」。

第四章的「馬克士威的精靈」(維基百科),基本上是和「永動機」這種理想/幻想機器(維基百科)密切相關的想法;他基本上是試圖去推翻熱力學第二定律、讓系統能永遠運作。而當然,這是做不到的。

第五章的「竿與穀倉的悖論」,則開始進入了相對論的領域了…他的基本前提,是相對論的「高速移動的物體會縮短」、「一切運動都是相對的」這兩個現象;在這個前提下,如果一個運動員拿著竿子、以接近光速的速度跑過一個和竿子一樣長的穀倉,這時候會怎麼呢?在穀倉不動的觀察者會因為看到運動員手上的竿子因高速移動而縮短的比穀倉還短、甚至可以被關在穀倉內;但是由運動員的觀點,則是穀倉因高速接近自己而變短、甚至讓竿子前後都超出穀倉…而更詭異的,就是這兩者都是成立的!

第六章「孿生子悖論」的部分,Heresy 在之前的《科幻鬼扯:有可能回到過去改變歷史嗎?》也有提過了,基本上,就是靠著快速移動、我們就可以前進未來!但是,既然速度都是相對的,那最後到未來的是誰呢?根據本書的說法,這取決於誰受力加速了。

而第七章的「祖父悖論」,基本上就是 Heresy 在之前的《科幻鬼扯:有可能回到過去改變歷史嗎?》提到、個人認為回到過去是不可行的原因了。在本書中,作者是以「平行/多重宇宙」的概念,來解決這個矛盾;不過基本上…Heresy 個人不認為這樣算是真正地「回到過去」就是了…

第八章「拉普拉斯的精靈」可以參考很久以前、Heresy 引用過的《拉普拉斯的惡魔》一文;基本上,他的命題就是:如果能知道所有必備條件,是否可以完全預知未來?而實際上,這也牽涉到了我們是否真的有自由意志…因為,如果未來是可以預知的,那或許就代表著未來是已經決定好的、一切都是「命定」的。而在書中否定「拉普拉斯的惡魔」的存在的方法,則是由於他無法把自己也納入自己的預測之中,這代表了他的不完備。

第九章「薛丁格的貓」(維基百科)應該算是量子力學裡最有名的幻想實驗吧~他主要是用來凸顯當時主流的「哥本哈根詮釋」的問題所在:由於量子本身「量子疊加」詭異的性質,在觀測前的狀態都是一個機率分布,所以無法明確地預測狀態,這也造就了一隻既是死的也是活著的貓…而書中,主要應該算是採用「量子退相干」的說法(維基百科),來解決這個問題。

第十章,也就是最後一個悖論,是「費米悖論」,他的問題是,為什麼沒有找到外星人?書中也為這個問題,提出了相當多種可能;而最後,則是以「人本原理」(維基百科)來收尾:因為是我們在思考這個問題、觀測這個宇宙,所以當然這個宇宙是適合我們的(可以參考《宇宙與人類》)。

最後的第十一章,作者則是烈了一些目前大家還不知道答案的問題,算是對於未來的探索;最後,也有提到 CERN 超過光速的事(參考)、以及對於尋找希格斯玻色子的期望。


基本上,這本書作為一本科普書籍,應該算是相當不錯吧~雖然書中的九大悖論大多是各自獨立的,但是作者有透過敘述的編排、讓讀者可以這樣一章一章看下來、有所連貫。而除了悖論本身之外,作者也帶入了不少相關的東西,讓內容更為充實。

另外,作者在解釋時,也都有盡量以簡單的方法來做說明、並不會出現什麼公式,親和力算是高了一點,不過 Heresy 自己是覺得,可能還是得要有一些預備知識,才會比較容易閱讀下去。尤其是後段的相對論、量子力學的東西,如果沒有一些基本認知,可能會比較難理解吧…


  • 書名:《悖論:破解科學史上最複雜的9大謎團》
  • 原文:《Paradox: The Nine Greatest Enigmas in Science》
  • 作者:吉姆.艾爾-卡利里(Jim Al-Khalili)
  • ISBN:9789862298749

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