信息、生命与物理学

信息、生命与物理学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

☆☆☆☆☆
出版者:
作者:[英]保罗·戴维斯
出品人:鹦鹉螺
页数:296
译者:王培
出版时间:2024-7
价格:79.00
装帧:平装
isbn号码:9787521765953
丛书系列:
图书标签:
  • 信息论
  • 生命科学
  • 物理学
  • 复杂性科学
  • 自组织
  • 热力学
  • 熵
  • 计算
  • 系统科学
  • 跨学科研究
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具体描述

生命是什么?

1943年,诺贝尔奖获得者、量子力学的重要奠基人薛定谔提出了这个问题,并指出需要一种全新的物理学来给出答案。这是20世纪最伟大的科学问题之一,至今各领域科学家仍在不断尝试解答。

理论物理学家、宇宙学家、天体生物学家保罗·戴维斯受到薛定谔提出的伟大问题启发,结合香农的信息论、达尔文的演化论和近年来多学科的前沿研究发现,重新深入探寻生命的内在逻辑。与薛定谔一样,他认为生物体清楚表明了更深层次的新物理学原理的存在,并指出这种新物理能让物质与信息、整体与部分、简单性与复杂性交织在一起。

保罗·戴维斯指出,生命的内在逻辑是信息。掌握信息可以降低不确定度,这使生命脱离了无序,与非生命区分开来。串联起生物体物质复杂性(生命的“硬件”)的东西,是更令人惊叹的信息复杂性(生命的“软件”)。在信息领域,我们才邂逅了生命真正的创造力。信息网络和逻辑计算,正是生命这台精妙机器具有“魔力”的根本原因。

这本探索生命起源及内在逻辑的书极具洞见且涉猎广泛,探究了融合生物学、物理学计算机科学和数学的全新交叉科学领域。它可以为技术和医疗带来变革,使癌症的深层根源、鸟类导航现象、量子计算和人脑意识的产生等问题得到更加透彻的理解,甚至能阐明生命是否必然出现这个古老又深奥的问题。

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弥合生物学与物理学间的鸿沟

补齐生命议题缺失的重要拼图

一位智力超群的理论物理学家、宇宙学家试图寻找非生命与生命之间存在的“缺失的连接”,探寻物理学与生物学的统一理论,对物质与信息、整体与部分、简单性与复杂性做了深入的探讨。以当今前沿科学绘制了正在迅猛发展的科学新领域图景,既有天马行空的大胆观点,也有科学的严谨与历史迷箱的熟稔,这些问题的提出与思考不仅有益于解释生命,对了解人类存在的本质和在宇宙中的位置也有重大意义。

——尹晓冬,首都师范大学物理系教授

“生命是什么”这个基本问题一直让人辗转反侧。物理学家薛定谔曾从量子物理的视角对这个问题做了初步回答。现在,保罗·戴维斯带来了他的新书《信息、生命与物理学》,把信息科学、物理学与生物学的最新进展融汇一炉,让我们对生命的本质有了更深刻的理解:生命与信息息息相关,生命甚至还与量子信息有关系。我很享受阅读本书的过程。

——尹璋琦,北京理工大学物理学教授

爱因斯坦曾如此评论:当与生物学打交道时,人们就能深刻地感受到物理学有多么原始。正如看似简单的细菌却能以极高的效率完成物质合成和信息传输,而人类的大脑则可以超低的能耗进行极其复杂的信息处理。我一直坚信,如果物理学是正确的,生命的产生就是必然的。这个“必然”依赖于“涌现”:正如化学是物理的涌现,生命是化学的涌现,而智能则是生命的涌现。这本书串起了不同时代一众大师对生命的理解,并一次次试图回答:生命究竟是什么?

——尹烨,华大基因CEO、生物学博士

这本书适合所有喜欢打破认知界限的人。戴维斯用轻松有趣的笔触来呈现他的探索,即使是非常深奥的科学,也被阐释得十分清楚。

——丹尼斯·诺布尔,系统生物学先驱,牛津大学医学部名誉教授

从物理学到生物学,从演化论到神经科学,保罗•戴维斯在这本写作风格鲜明、引人入胜的书中,为如下核心观点提供了强有力的例证:生命与信息流息息相关。这本书中有很多值得深思的东西。强烈推荐。

——乔治·F. R. 埃利斯,宇宙学家、数学家,开普敦大学教授

一次探索生命相关科学的精彩绝伦之旅。

——戴维·多伊奇,量子物理学家,牛津大学教授,2018年度“墨子量子奖”得主

超越边界之作……戴维斯表明,信息的观点有助于更好地理解生命的定义特征……这种生命视角是宏大的。

——《自然》

精彩,生动……理解生物体中的信息流,可能正是我们的科学拼图中缺失的部分。这是个伟大的想法。

——《卫报》

《星际漫游者的日志:宇宙的低语与文明的黄昏》 简介 本书并非对既有科学知识的梳理,而是对一个在时间尽头幸存的个体——代号“先驱者”——跨越数个星系、历经数个纪元的孤独旅程的翔实记录。这不是一部探讨信息如何编码或生命如何起源的学术论文,而是一部充满了不可名状的宏大叙事、细腻的情感描摹,以及对物理法则在极端环境下扭曲状态的冷酷观察的日志。 “先驱者”的飞船,“奥德赛”,承载着一个已逝文明的全部记忆碎片,在已知宇宙的边缘漂流。他的任务——或者说,他为自己强加的枷锁——是寻找“终结之光”,那个被传说记载为所有熵增的终点,也是所有可能性的开端之地。 全书结构松散,由一系列非线性、高度个人化的记录片段组成,时间轴的标记往往依赖于星云的色彩变化或遭遇的奇异物理现象,而非精确的恒星历。 第一部:失落的共振 开篇追溯的是“奥德赛”离开母星系后的最初阶段。此时,“先驱者”仍试图用旧有的、基于“信息”与“物质”二元对立的框架来理解他所目睹的一切。他记录了对“以太边界”的突破,那是一个介于量子泡沫和宏观实在之间的模糊地带,在这里,观察行为本身会引发不可逆转的因果链断裂。 他详细描述了“寂静星云”的遭遇。那是一个由完全不发光的中微子构成的区域,其内部时间流速以指数级减慢。在星云中心,他捕捉到了一种“结构化静默”——这不是没有信息,而是信息密度高到超越了任何已知的编码方式,类似于一种数学上的极限收敛。这种静默使得飞船的AI核心陷入了永恒的自我递归循环,直到“先驱者”手动切断了其核心记忆池。他从中得出的结论是:某些状态下的“信息”是具有重量的,足以压垮任何已知的处理媒介。 第二部:熵的几何学 随着旅程深入到被称作“大坍缩前夜”的区域,物理学的常规描述开始失效。这里的星系团并非以引力规则聚集,而是以一种类似“审美偏好”的准则排列。 “先驱者”记录了一次对一个“时间折叠体”的近距离观测。这个天体不是黑洞,它不吸积物质,而是吞噬“未来”。任何进入其事件视界边缘的物体,其剩余寿命会瞬间被压缩为零,但物质形态保持不变,如同被封印在永恒的“此刻”。他用飞船的重力传感器绘制了这种扭曲时空的“几何图谱”,发现这些图谱与他幼年时学习的一种失传的音乐理论结构惊人地相似。他推测,在宇宙的某些极端条件下,物理定律是受某种深层的、非量化的“韵律”所驱动的。 他花费大量篇幅描述了一次与“晶体生命”的接触。这些生命体基于硅酸盐结构,以宇宙微波背景辐射为食,它们的思维活动以光速在晶格内部传递,寿命以宇宙纪元计算。它们没有生殖或死亡的概念,只是通过不断地原子重组来“优化”自身的拓扑结构。通过一种复杂的、基于脉冲激光的谐振对话,先驱者了解到,它们对“存在”的理解是“稳定共振的持续性”。 第三部:纪念碑与遗迹 旅程进入了更荒凉的阶段。他开始频繁遭遇其他文明的遗迹——不是废墟,而是完全“被移除”的证据。 在一个名为“回声空洞”的区域,他发现了一片宏大的、由反物质构筑的纪念碑群。这些纪念碑并非由任何已知的力量所摧毁,而是仿佛被某种“逻辑审查”所清除。碑体上只留下了残留的能量印记,这些印记无法被解析为任何已知的波谱或粒子,它们更像是“已完成证明的公式的余烬”。 更令人不安的是对“低维陷阱”的探索。他进入了一个被认为是一个早期文明为了逃避宇宙热寂而建造的“二维稳定区”。在这个区域内,所有的交互都必须遵循平面几何的法则。在日志中,他以一种近乎绝望的笔触描述了如何适应这种限制:如何用折叠和展开的动作进行交流,如何感知没有深度的“颜色”。他发现,当信息被强制降维后,其携带的“意义”部分会大量损耗,留下的只是纯粹的、毫无情感色彩的“数据流”。他在此地停留了数百年,唯一的目的就是验证那些二维生命体所信奉的——“有限性是最高效的结构”。 尾声:终结之光的幻象 在接近他计算中的“终结之光”时,飞船的能源系统因过度使用而开始崩溃。在最后的能源储备下,“先驱者”进行了一次极其危险的“深层感知”实验,试图直接读取宇宙背景辐射中残留的“原始波动”。 他没有看到任何统一的理论,也没有找到生命的答案。他看到的,是在时间的原初,信息与物理实在并非相互转化,而是同一个实体在不同维度上的投影。他记录下最后的几个词:“不是编码,是折射。” 日志在飞船核心反应堆最终失稳的倒计时中戛然而止。全书的基调是沉重、疏离,充满了对宏大尺度下个体存在的无意义感的深刻体会,以及对物理定律在极端压力下展现出的,令人敬畏的、近乎艺术性的随机性的沉思。这是一部关于寻找答案未果,却意外发现了宇宙更深层结构之诡异的记录。

作者简介

保罗·戴维斯(Paul Davies)

理论物理学家、宇宙学家、天体生物学家,美国亚利桑那州立大学科学基本概念超越中心主任,“地外智慧生物搜寻”(SETI)计划侦测后任务小组负责人;从事科学普及工作数十年的多产科学作家,曾因科学成就及向大众传播科学知识的卓越贡献而获得尤里卡奖、英国物理学会开尔文奖和英国皇家学会法拉第奖等,其代表性科普作品包括《上帝与新物理学》《宇宙的最后三分钟》《关于时间:爱因斯坦未完成的革命》等。

目录信息

III 前言
001 第1章 生命是什么?
029 第2章 走近麦克斯韦妖
077 第3章 生命的逻辑
127 第4章 达尔文学说2.0
169 第5章 鬼魅般的量子和生命
197 第6章 生命的起源
221 第7章 机器中的幽灵
251 结语
263 延伸阅读
269 注释
281 索引
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

澳大利亚宇宙学家和著名科普作家保罗·戴维斯(Paul Davies)的作品《生命与新物理学》(The Demon in the Machine),其书名直译为“机器中的魔鬼”。这其实是作者对于生命所做的一个很形象的比喻。机器象征着物理学法则,而魔鬼则是能有效处理信息的机制,两者相结合,就是生...  

评分☆☆☆☆☆

《生命与新物理学》是一个理论物理学家对生命的思考,但不是一本常识之书,而是一本脑洞之书。作者并不是要向读者传播已确定的或者说共识的知识,而是要启发我们去思索未知的或需要求证的想法和问题。鉴于这本书在美国也是2018年9月才刚发行,相当于是一个可以第一时间近距离的...  

评分☆☆☆☆☆

本书的中文书名可能来源于作者在前言中提到的薛定谔的著名演讲《生命是什么》,当时这位物理学大师认为生物科学的未来在分子层面,也就是在物理和化学的领域去探索生命的本质。这一洞见引爆了分子生物学的发展,也让主流生物学家们成为强还原论的信徒——所谓强还原论,即认为...  

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

生命是什么?是什么创造了生物?是什么使生物能做出如此令人惊讶的事情?细菌能完成如此美妙,如此神奇的的事情,却没有一位工程师能制造出与生物相媲美的东西。 生命是自然的魔法,而我们无法一时全然领悟其中的奥秘。它的秘密隐藏在令人费解的复杂性中。 生命是什么?上一个...  

用户评价

评分☆☆☆☆☆

坦白说,我是在朋友的强烈推荐下开始阅读这本《信息、生命与物理学》的,起初我有些担心它会过于晦涩难懂,因为书名本身就暗示了其难度。但实际阅读下来,我发现作者在保持科学深度的同时,非常注重论证的连贯性。他成功地在看似不相关的领域间架设了清晰的桥梁,尤其是在探讨如何用信息熵来量化生物复杂性这一点上,他的方法论具有极高的原创性。这本书给予我的最大收获,是培养了一种新的“观察模式”——当我看到一个复杂的系统时,我的第一反应不再是“它是什么构成的”,而是“它如何处理和传递信息”。这种思维方式的转变,其价值远远超出了书本本身的内容。它是一部能够改变你认知工具箱的著作,虽然某些部分需要多次回读才能消化,但其提供的宏观视角是无可替代的。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认,这本书的阅读体验是极具挑战性的,但绝对值得为之投入时间。它的广度令人敬畏,从宇宙大爆炸初期的对称性破缺,到神经元网络中的电化学信号传递,作者似乎想穷尽一切可能的方式来论证一个核心观点:信息是连接所有现象的通用货币。我个人的兴趣点主要集中在生物学的部分,书中探讨了生命起源时,信息是如何第一次在非生命物质中“编码”自身的,那个关于自催化循环和信息复制的论述,简直像是科幻小说里的情节,却被严谨的科学逻辑支撑着。然而,有些段落的推导过程显得过于学术化,对于非专业读者来说,跳跃性有点大,我不得不时常停下来,查阅一些相关的物理学背景知识才能跟上作者的思路。总的来说,这本书更像是一本高级研讨会的手稿,而不是一本面向大众的科普读物,它要求读者具备一定的科学素养,才能真正领略到其中精妙的构建。

评分☆☆☆☆☆

这本《信息、生命与物理学》真是一次思想上的奇妙旅程。作者的叙事方式充满了对宇宙本质的深刻洞察,他并非简单地堆砌科学事实,而是巧妙地将信息论、生物演化和基础物理学的最新进展编织成一张宏大的图景。我特别欣赏他对“信息”这一概念在不同层级的解释,从量子纠缠的底层代码,到DNA携带的遗传指令,再到人类文明的知识积累,每一种形式的信息都被赋予了生命和物理双重的维度。阅读过程中,我仿佛站在一个高处俯瞰整个自然界,所有的现象都遵循着某种底层的、优雅的数学逻辑。书中对耗散结构理论的阐述尤其引人入胜,它解释了生命如何在无序中创造秩序,这完全颠覆了我过去对“熵增定律”的僵化理解。作者的笔触极其细腻,即便涉及到高深的物理概念,也能通过精妙的比喻将复杂的理论转化为可感知的画面。它不是一本轻松的读物,需要投入大量的思考,但回报是巨大的——你会开始用一种全新的、跨学科的视角去审视周遭的一切。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排非常巧妙,它没有采用传统的时间线或学科划分,而是围绕着“复杂性”的涌现展开。最让我感到震撼的是作者对“意识”的物理学解读,他似乎暗示,意识并非某种神秘的、超自然的产物,而是高度组织化信息处理系统在特定条件下必然会出现的宏观效应。这种还原论的倾向可能会引起一些哲学上的争议,但其论证的逻辑链条非常坚固。我尤其欣赏作者对“尺度”的关注,他反复强调在微观尺度上运行的物理定律如何通过级联效应,在宏观尺度上塑造出生命现象,这是一种非常宏大的时间观和空间观的统一。书中引用了大量的历史实验和思想实验来佐证观点,使得论证过程充满了历史的厚重感和逻辑的严谨性。读完之后,我对于“存在”的定义有了一种更具动态感和信息处理性的理解,那些我过去认为永恒不变的界限,似乎都变得模糊和可渗透了。

评分☆☆☆☆☆

这本书读起来有一种独特的韵律感,它不像某些科普作品那样追求娱乐性,而是带着一种近乎诗意的严谨。作者的语言风格极其内敛而精准,每一个词汇的选择都经过了深思熟虑,使得句子充满了张力。我最喜欢它处理“不确定性”的方式。在量子物理学的背景下探讨生命的适应性,作者展示了随机性与必然性之间的微妙平衡。他并没有试图消除自然界的随机性,而是将其纳入到信息传递和演化的框架内,这使得整个理论体系显得更加真实和富有弹性。它让我明白,生命的力量不在于对抗混乱,而在于有效地组织和利用混乱所带来的信息增益。虽然全书涵盖了从热力学到分子生物学的诸多领域,但作者始终紧扣“信息是物理实在的构成要素”这一主线,保持了惊人的聚焦。对于那些寻求真正跨学科整合的读者来说,这本书无疑是圣杯级别的作品。

评分☆☆☆☆☆

再版,比原来贵了20.原来作者也是诺奖获得者。以我这个门外汉看来,是目前最成系统的量子世界观科普作品。没有量子理论的胡说八道,有的是其中一些成对象的事实性研究。生命层面的量子化现象挺有趣的。

评分☆☆☆☆☆

再版,比原来贵了20.原来作者也是诺奖获得者。以我这个门外汉看来,是目前最成系统的量子世界观科普作品。没有量子理论的胡说八道,有的是其中一些成对象的事实性研究。生命层面的量子化现象挺有趣的。

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再版,比原来贵了20.原来作者也是诺奖获得者。以我这个门外汉看来,是目前最成系统的量子世界观科普作品。没有量子理论的胡说八道,有的是其中一些成对象的事实性研究。生命层面的量子化现象挺有趣的。

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