从溷沌到有序 - (EPUB全文下载)

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目录
序：人与自然的新对话
导论：对科学的挑战
第一编　宇宙的幻象
1　理性的胜利
1.1　新的摩西
1.2　一个失去人性的世界
1.3　牛顿的综合
1.4　实验的对话
1.5　科学发祥的神话
1.6　经典科学的局限性
2　现实的同一
2.1　牛顿定律
2.2　运动和变化
2.3　动力学的语言
2.4　拉普拉斯妖
3　两种文化
3.1　狄德罗及其关于生命的谈话
3.2　康德的批判的承认
3.3　自然哲学？黑格尔和柏格森
3.4　过程和实在：怀特海
3.5　“无知的人，永远无知的人”：实证主义者的口吻
3.6　新的开端
第二编　复杂性的科学
4　能量和工业时代
4.1　热——引力的竞争者
4.2　能量守恒原理
4.3　热机和时间之矢
4.4　从工艺学到宇宙学
4.5　熵的诞生
4.6　玻耳兹曼有序性原理
4.7　卡诺和达尔文
5　热力学的三个阶段
5.1　流和力
5.2　线性热力学
5.3　远离平衡态
5.4　在化学不稳定性的阈外
5.5　和分子生物学相遇
5.6　分叉和对称破缺
5.7　逐级分叉和向混沌的过渡
5.8　从欧几里得到亚里士多德
6　通过涨落达到有序
6.1　涨落和化学
6.2　涨落和关联
6.3　涨落的放大
6.4　结构稳定性
6.5　逻辑斯谛进化
6.6　进化反馈
6.7　复杂性的模型化
6.8　开放的世界
第三编　从存在到演化
7　重新发现时间
7.1　重点的改变
7.2　普适性的完结
7.3　量子力学的起源
7.4　海森堡的测不准关
7.5　量子系统的时间演变
7.6　非平衡宇宙
8　学说间的交锋
8.1　概率和不可逆性
8.2　玻耳兹曼的突破
8.3　对玻耳兹曼解释的质疑
8.4　动力学和热力学：两个分离的世界
8.5　玻耳兹曼和时间之矢
9　不可逆性——熵垒
9.1　熵和时间之矢
9.2　作为对称破缺过程的不可逆性
9.3　经典概念的局限性
9.4　动力学的更新
9.5　从随机性到不可逆性
9.6　熵垒
9.7　关联动力学
9.8　作为选择原则的熵
9.9　活性物质
结论：从地到天——自然界的再迷惑
1　开放的科学
2　时间与时代
3　熵垒
4　进化范式
5　演员和观众
6　动乱的自然界中的一个旋风
7　在同义反覆之外
8　有创造性的时间进程
9　人类的条件
10　自然的更新
序：人与自然的新对话
我们对自然的看法正经历着一个根本性的转变，即转向多重性、暂时性和复杂性。长期以来，西方科学被一种机械论的世界观统治着，按照这种观点，世界就像是一个庞大的自动机。而今天，我们认识到我们是生活在一个多元论的世界之中。确实有不少现象在我们看来是决定论的和可逆的，比如无摩擦的摆的运动，或地球围绕太阳的运动，在这种可逆过程中，无所谓时间的优势方向。但是，也有许多不可逆的过程，它们涉及时间的方向性。假如你把两种液体(例如水和酒精)掺在一起，从我们的经验可知，这两种液体会随着时间的推移而混和起来。我们却从未见过这个过程的逆过程，即这种混合物能自发地分离成纯水和纯酒精。因而，这个过程是一个不可逆过程。全部化学所研究的就是这样的一些不可逆过程。
显然，除了决定论的过程之外，肯定还存在一个概率的因素，包含在某些基本过程中，例如在生物的进化或人类文化的演变中。即使是对决定论描述的效力坚信不疑的科学家大概也不敢说，在宇宙大爆炸之日，即我们所知的宇宙创始之时，本书出版的日期就已镌刻在自然的定律之中了。按照经典看法，自然的基本过程被认为是决定论的和可逆的。包含随机性或不可逆性的过程被看作仅是一些例外情形。今天我们在所有的地方都看到了不可逆过程的作用，看到了涨落所起的作用。
虽然西方科学曾激起了人与自然之间的一场极富成果的对话，但它的某些文化上的后果却是灾难性的。“两种文化”的对立在很大程度上就是起源于经典科学的没有时间的观点与在大多数社会科学和人文科学中普遍存在的时间定向的观点之间的冲突。但在过去的几十年里，科学中发生了一些非常富有戏剧性的事情，这些事情之出乎意料，就像牛顿的工作中所表达的宇宙之大观(或称宇宙几何学)的诞生一样。我们正越来越多地觉察到这样的事实，即在所有的层次上，从基本粒子到宇宙学，随机性和不可逆性起着越来越大的作用。科学正在重新发现时间。本书所要叙述的正是这个概念上的革命。
这个革命正在一切层次上进行着，在基本粒子的层次上，在宇宙学的层次上，以及在所谓宏观物理学的层次上进行着。宏观物理学包括研究原子和分子的物理学和化学，这些原子和分子或者被单个地研究，或者被整体地考虑，例如在研究液体或气体时所作的那样。也许就是在这个宏观的层次上最容易找到对原有的科学概念的重新概念化。经典动力学和现代化学正在经历一个剧烈变革的时期。几年前如果有人问一位物理学家，物理学能使我们解释些什么，哪些问题还悬而未决，那末他会回答说，我们显然还不能确切地认识基本粒子或宇宙进化，但我们对介于这两者之间的事物的认识却是相当令人满意的。今天，正在成长起来的少数派(我们就属于这一派)是不能分享这种乐观主义的：我们只是刚刚开始认识自然的这个层次，即我们所生活的层次。本书集中讨论的就是这个层次。
为了对今天发生的物理学的重新概念化作出评价，我们必须把它放入适当的历史背景中去。这个科学的历史远不是直线式地展开的，它并不相当于向某个固有真理的一系列的逐渐接近。它充满着矛盾，充满着难以预料的转折点。我们用本书的大部分篇幅讨论了西方科学所遵循的历史模式，这个西方科学史是从三个世纪之前的牛顿开始的。我们努力把这个科学史放到观念史的框架中去，以便把它同过去三个世纪中的西方文化的演变合成一个整体。只有这样，我们才能对我们现在生活的这个独特的时期作出评价。
我们的科学遗产包括两个至今尚未得到答案的基本问题。一个问题是无序与有序的关系。著名的熵增加定律把世界描绘成从有序到无序的演变。然而生物或社会的进化向我们表明的却是从简单中出现的复杂性。这怎么可能呢？结构怎能从无序中得出呢？在这个问题的解决上已经取得了巨大的进展：现在我们知道，非平衡(即物质和能量的流)可 ............

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