《那些人类已知的未知问题》劳伦斯·M. 克劳斯

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《那些人类已知的未知问题》劳伦斯·M. 克劳斯【文字版_PDF电子书_】

内容简介：

国际知名的理论物理学家、科学作家劳伦斯M.克劳斯引领我们探索宇宙中最大的未知问题。

科学中最重要的四个字是，我不知道。不知道意味着宇宙充满可能性，关于探索和惊奇的可能性。我们对于宇宙学的理解在过去五百年现代科学的进程中已经有所加深，但是许多关于存在的根本性谜题依然存在。我们的宇宙是如何开始的，如果它真的有一个开端的话?它有多大?黑洞的底部有什么?地球上的生命是如何出现的?我们是孤单的吗?时间旅行是有可能的吗?

这些谜题定义了科学的前沿，未知的边界。探索边界，就需要对科学已经走了多远有更加深刻的理解。在《那些人类已知的未知问题》中，国际知名的理论物理学家和畅销科普图书作家劳伦斯·克劳斯探索了宇宙学中最重要的已知的未知问题，涵盖了时间、空间、物理法则、生命与意识。克劳斯为读者介绍道，这些主题将塑造未来几十年的科学，同时也邀请我们沉思并欣赏我们所在的这个宇宙。

作者简介：

劳伦斯•M.克劳斯( Lawrence M. Krauss)

着名理论物理学家，畅销书作家，亚利桑那州立大学起源项目主任。着作《无中生有的宇宙》曾获2011年美国最佳科普图书奖。发表过300多篇科学论文，着有9本书，获得过多个奖项，在很多报纸和杂志常设专栏，包括《纽约客》等。克劳斯经常参加广播或电视节目，客串电影。目前他住在俄勒冈州波特兰和亚利桑那州坦佩。

目  录：

前言 5

第1章 时间 7

时间是普遍存在的吗?时间有开始吗?时间会终结吗?时间旅行有可能实现吗?

第2章 空间 31

空间有终结吗?存在最短的距离吗?存在隐藏维度吗?空间的几何结构是什么样的?空间是基本的，还是演生的?

第3章 物质 52

世界是由什么构成的?有多少种力?有什么是基本的吗?量子力学正确吗?物理学有终点吗?物质会终结吗?

第4章 生命 87

什么是生命?生命是如何起源的?DNA生命是独一无二的吗?我们是孤独的吗?生命的未来在何方?

第5章 意识 115

什么是意识?它是如何产生的?人类是唯一有意识的动物吗?意识会演化吗?我们能创造它吗?我们应该创造它吗?

后记 139

致谢 141

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宇宙未知 科学前沿 已知未知

摘要：劳伦斯·M. 克劳斯的《那些人类已知的未知问题》通过深入浅出的语言探讨了当今科学界尚未解答的核心问题。本书聚焦于那些科学家们已经意识到但却无法完全理解或解答的难题，涵盖了物理学、宇宙学、生命科学等多个领域。克劳斯通过对这些“已知的未知”问题的分析，揭示了科学研究的前景和局限性，同时也启发了读者对科学哲学和探索精神的思考。文章将从四个方面详细解析该书的内容，包括未知的宇宙起源、量子物理的奥秘、生命的起源与演化，以及人类认知的极限。

1、未知的宇宙起源

在《那些人类已知的未知问题》中，克劳斯首先探讨了宇宙的起源问题。尽管科学家们通过大爆炸理论描述了宇宙的诞生，但这一理论依然无法解释宇宙诞生前的状态。大爆炸发生之前的“奇点”是什么？宇宙为什么会以这样的方式开始？这些问题至今没有答案。克劳斯提到，宇宙学家不断尝试通过更高精度的观测和更深层次的理论构建来接近这个谜团，但依旧处于未知的边界。

此外，克劳斯还探讨了暗物质和暗能量的存在。虽然科学家们通过引力和宇宙背景辐射等间接证据推测出这些物质和能量的存在，但它们的本质仍然难以捉摸。究竟这些看不见的力量对宇宙的演化起到了怎样的作用？这是目前科学界亟待解答的一个关键问题。

克劳斯进一步指出，宇宙的起源和演化问题不仅仅是物理学的问题，还涉及到哲学和科学认识论的挑战。科学家如何定义“宇宙的开始”，是否存在某种我们无法感知的初始状态，这些问题也引发了关于科学能否真正理解宇宙的根本性讨论。

2、量子物理的奥秘

量子物理学一直是现代物理学中的一个谜团。在《那些人类已知的未知问题》中，克劳斯详细讨论了量子力学的奇异性，特别是量子纠缠和不确定性原理。量子纠缠指的是两个粒子在空间上分开后，依然可以保持某种形式的相互联系，这一现象至今没有被完全解释。克劳斯提到，虽然量子力学的预测在实验中得到了验证，但其背后的机制仍然不为人知。

另一重要的量子问题是测量问题。在经典物理中，测量被认为是一个简单的过程，但在量子力学中，测量本身会影响到粒子的状态，这就是著名的“测量悖论”。例如，波粒二象性揭示了粒子既可以表现为波，也可以表现为粒子，这种现象挑战了我们对物质基本性质的传统认识。

克劳斯还探讨了量子力学和引力的关系。量子引力理论试图将量子力学与爱因斯坦的相对论结合起来，但至今没有找到一个完整且可验证的理论框架。量子力学如何与宏观世界的引力作用相融合，是现代物理学的重大挑战之一。

3、生命的起源与演化

生命的起源是生物学领域最令人困惑的问题之一。克劳斯在书中指出，尽管科学家们已经能够在实验室中创造简单的有机分子，但如何从这些分子发展出复杂的生命形式，依然没有清晰的答案。生命起源的研究涉及到化学、物理学和生物学多个领域，但目前尚未找到普遍适用的理论。

克劳斯进一步分析了地球生命演化的过程。尽管达尔文的自然选择理论为生命的多样性提供了一个框架，但生物如何从单一细胞发展成复杂多样的物种，以及早期地球环境如何影响生命起源，仍然是未解之谜。此外，克劳斯还提到了外星生命的可能性。随着对外太空的探索，科学家们逐步认识到，生命或许不仅仅存在于地球，甚至可能有不同于地球生命形式的生命存在。

克劳斯认为，科学在探索生命的起源时，面临着认识论的障碍。我们的科学方法是否能够完全适应探索生命起源的复杂性？是否存在我们尚未发现的物理或化学规律，这些规律可能在其他星球上有所体现？这些问题使得生命起源研究既充满挑战，也充满未知。

4、人类认知的极限

《那些人类已知的未知问题》还讨论了一个哲学性极强的问题——人类认知的极限。克劳斯认为，虽然科学的进步使我们不断扩展对世界的认知，但是否存在某些问题是人类永远无法解答的？人类的认知能力是否有天花板？这是一个深刻的哲学问题，涉及到人类知识的边界。

克劳斯提到，随着科学工具和方法的不断发展，我们能够解决的问题范围也在不断扩大。然而，科学的进步是否意味着我们能够解答所有未知问题？是否有些问题本质上超出了我们的认知能力？例如，意识的本质、自由意志是否真实存在等问题，可能永远无法通过科学解释清楚。

最后，克劳斯讨论了科学哲学中的“无知”问题。即使我们能够逐步接近某些问题的答案，仍然有大量未知的未知等待我们去发现。科学的本质之一，就是认识到我们无法知道一切，但正是这种“不知道”，激发了人类不断探索和求知的动力。

总结：

《那些人类已知的未知问题》通过对科学前沿问题的探索，提醒我们科学并非万能，许多问题依然悬而未决。克劳斯的作品不仅是对科学现状的总结，更是对科学未来发展的深刻思考。科学的进步让我们越来越接近答案，但它也暴露出我们的无知，科学的本质或许正是这种不断追寻答案的过程。

总的来说，克劳斯通过对“已知的未知问题”的探讨，不仅展示了现代科学的挑战与局限，也激发了我们对未知的无尽好奇。无论是宇宙的起源，量子物理的奥秘，还是生命的起源与演化，每一个问题都反映了人类认知的极限以及对真理的追求。

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