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第四次科學革命

第四次科學革命

作者：王侯 主編
出版社：北京時代華文書局出版時間：2021-02-01
開本： 其他 頁數(shù)： 192
本類榜單：自然科學銷量榜
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第四次科學革命 版權信息

  • ISBN：9787569940695
  • 條形碼：9787569940695 ; 978-7-5699-4069-5
  • 裝幀：78g膠版紙
  • 冊數(shù)：暫無
  • 重量：暫無
  • 所屬分類：>

第四次科學革命 本書特色

1.諾貝爾獎、圖靈獎、拉斯克獎、菲爾茲獎、沃爾夫獎、麥克阿瑟天才獎等世界著名學術獎項獲得主縱議加速到來的“科學革命” 2. 信息論 系統(tǒng)科學 人工智能 生物醫(yī)學 納米化學 系統(tǒng)生物科學……，跟隨人類“ZUI強大腦”發(fā)現(xiàn)科學新時代 3.了解科研領域熱點，提升科學素養(yǎng)；學習科學家的思維方式，提高認知水平

第四次科學革命 內(nèi)容簡介

本書系第三屆“世界很好科學家論壇”嘉賓思想成果，包括了包括61位諾貝爾獎得主在內(nèi)，近140位諾貝爾獎、圖靈獎、菲爾茲獎、沃爾夫獎、拉斯克獎等全球很好科學獎項得主以及中國院士的縱論第四次科學革命，涉及基礎研究發(fā)展、精準醫(yī)療、萬物理論、人造器官、化學創(chuàng)新等方面，具體內(nèi)容包括抗體療法、體外診斷、超級抗生素、弦理論、萬物理論、超級對撞機、腦機接口、智能醫(yī)療、人造器官、納米機器人、化學創(chuàng)新等。

第四次科學革命 目錄

第1章　 新冠肺炎與百年變局：“第四次科學革命”臨門之際如何“革命科學”

小分子藥物會是新冠病毒的克星嗎？

特朗普用了8克抗體

新冠肺炎絕不是普通感冒

糖基生物學——打開新的未知空間

轉(zhuǎn)化醫(yī)學——從根本上解決問題

納米抗體——一噴就能抵抗病毒

確認神經(jīng)是否受損，神經(jīng)影像學來幫忙

用計算機開發(fā)無抗性的超級抗生素

究竟是誰把新冠病毒傳染給人類？

“黃金納米膜”——全新的監(jiān)測技術

免疫療法能用來治療新冠肺炎嗎？

如果下一次疫情來襲，人類該怎么辦？

第2章　無用之大用：百年變局中激蕩的基礎科學研究新潮

人類未來將面臨很多難題，基礎科學研究可能是唯一的解決途徑

基礎科學的進步緣何受阻？評價體系尚存偏頗，科研經(jīng)費缺乏保障

基礎科學出路何在？科學研究和人才培養(yǎng)“并駕齊驅(qū)”

如何在促進基礎科學研究和國家科研戰(zhàn)略之間取得平衡?人類命運互聯(lián)，科學與人類互聯(lián)

跑好這一代人的基礎科學“寂寞長跑”

第3章　理科生的文章功夫：為什么自然科學研究離不開語言訓練？

為什么數(shù)學家爭取經(jīng)費這么難？

多用語言，才能超越技術員

科研選題的能力，也從寫作中來

科學家應該當“網(wǎng)紅”

科學家沉默的代價是驚人的

突破“斯諾命題”，寫作課是好辦法

公眾不理解，學科難發(fā)展

中國學生應該多問

第4章　“宇宙之弦”：探索終極的萬有理論

探索宇宙的終極奧秘

絢麗的“宇宙之弦”——弦理論的誕生與發(fā)展

突破通往*終答案的瓶頸——超級對撞機與弦理論的前沿

對宇宙奧秘永不停息的追求——弦理論的未來

第5章　 從“對癥下藥”到“精準改善”：新概念與新醫(yī)療的無限未來

一點一滴推進醫(yī)療的“分辨率”

當“電腦”榫接人腦——智能醫(yī)療的“道”與“器”

溝壑與橋梁——通向“高科技水平醫(yī)療”

一切的一切還是為了更幸福的人

第6章　從人造機器人走向“再造人”機器人

人造器官時代即將到來

在未來，人腦將與AI聯(lián)手

自主系統(tǒng)是機器入侵人類領地的**步嗎？

強人工智能真的制造不出來嗎？

腦機接口也可以用光

納米機器人目前仍難以用于治療

醫(yī)療機器人面臨的十大挑戰(zhàn)

人類有責任讓人工智能為人類服務

第7章　化學創(chuàng)新如何讓世界“可持續(xù)”和“更美好”

“綠色”變革不只是可敬的理想，也是現(xiàn)實的必需

化學創(chuàng)新與化學應用的“再出發(fā)”

一張元素表的“跨界”

第8章　新冠肺炎疫情催化“長期不確定性”與經(jīng)濟學家的創(chuàng)新應對

疫情之下的“經(jīng)濟不確定性”

肆虐全球的新冠肺炎疫情正像令人恐慌的戰(zhàn)爭

疫情放大了生產(chǎn)過程中的數(shù)字化特征，加速了數(shù)字化趨勢

“人口老齡化”與女性勞動參與率持續(xù)下降

創(chuàng)新會使世界變得更“尖”嗎？

第9章　挑戰(zhàn)孤立主義：用相向而行的科學理性為國際不信任釋壓

新冠肺炎疫情既觸發(fā)“逆全球化”，也使科學家們更堅定開放合作的信念

整體危機之下沒有人能夠獨善其身

科學無國界：世界**科學家論壇的莊重宣誓

科學進步無疑需要開放的溝通生態(tài)

全球化受益者正在堅守“科學相向而行”


展開全部

第四次科學革命 節(jié)選

絢麗的“宇宙之弦”——弦理論的誕生與發(fā)展 20世紀60年代，當約翰·施瓦茨還在哈佛大學就讀時，科學家們早已了解宇宙的四種基本力：引力、弱相互作用、電磁力以及強相互作用。但是，對于宇宙這四種基本力和它們之間的相互作用都沒有完美的解釋，無論是卡魯札、克萊因還是愛因斯坦，都沒能建立一個囊括一切所知的物理現(xiàn)象的理論，就是人們通常所說的大統(tǒng)一理論。 1968年，意大利物理學家加布里埃萊·韋內(nèi)齊亞諾（Gabriele Veneziano）獨辟蹊徑，構造了一個函數(shù)來描述強相互作用過程中的一些散射情況，這造就了現(xiàn)今的弦理論，為人們理解和接近大統(tǒng)一理論打開了一道大門。弦理論的野心很大，它試圖解釋基本粒子和四大基本力的聯(lián)系以及量子力學和廣義相對論之間的矛盾，成為愛因斯坦窮極一生都沒有找到的“萬物理論”。于是，它一經(jīng)問世，便像救世主一般得到了全球大統(tǒng)一理論研究者的極大重視。這一理論真正對愛因斯坦的相對論進行了改良，并且能夠更好地解釋宇宙的本源。如果我們的宇宙是一個 具有多重維度的薄膜，在高維空間中運動，那么宇宙大爆炸就可能是我們的宇宙與另一個平行宇宙發(fā)生碰撞的結果。這種碰撞可能會反復發(fā)生，宇宙中的星系會沿著沙漏狀的路徑在平行時空中來回穿越。 具體來說，弦理論是一個現(xiàn)實的理論框架，其基本概念是：宇宙的基本組成部分并不是點狀的粒子，而是一維空間的不斷振動的細長物體，就像琴弦一樣。在數(shù)量眾多的基本粒子中，每一種基本粒子的性質(zhì)都十分獨特。對應地，在弦上可能反映出不同的振動頻率。這樣簡單的理論是如何解釋粒子之間的復雜的相互作用的呢？把量子力學應用在振動的弦上，就能夠表現(xiàn)出全新的性質(zhì)。這些弦和小提琴的琴弦并無實質(zhì)的區(qū)別，振動在弦上以光速向前傳播。不管是對量子物理理論還是對宇宙學來說，這些發(fā)現(xiàn)都能帶來重要的啟示。 約翰·施瓦茨（John Schwarz）是幸運的，他在弦理論誕生之初就投入了這一領域的研究。施瓦茨把弦理論引入夸克模型，認為夸克之間靠一條弦連接著？淇四Ｐ椭杏幸粋物理現(xiàn)象，描述了夸克不會單獨存在，而由于強相互作用，帶色荷的夸克被限制與其他夸克在一起，使得總色荷為零，這一現(xiàn)象被稱為“夸克禁閉”。利用弦理論來解釋夸克為什么“禁閉”，施瓦茨說，因為夸克之間是由弦連接的，這個力巨大到無法將它們分開。在這一時代，弦理論還涉及了“高維空間”和“平行宇宙”等更多更復雜的理論，令全球的科學家非常向往。無數(shù)科學家想要在弦 理論的相關研究中做出成績，在當時，人們認為只需要研究出合理的理論，甚至不需要完全證實，就很有可能拿到諾貝爾物理學獎，所以研究人員的熱情極高。 雖然弦理論誕生了，但這一理論的發(fā)展并非像人們設想的那樣順利。因為在很長一段時間里，人們并未真正嚴肅而認真地對待這一激進而玄妙的理論。爾后興起的量子色動力學（QCD）則逐漸成為學界的主流，大衛(wèi)·格羅斯（David Gross）等人也因在該領域的建樹而獲得2004年諾貝爾物理學獎。這主要是由于當前弦理論研究還處于理論階段，很少有研究能將這一理論與實驗聯(lián)系起來，相關研究設備也不完善，預計弦理論在未來一段時間內(nèi)也難以被證實。所以，就現(xiàn)有條件研究弦理論，被一些科學家認為是操之過急。 在我們熟悉的美劇《生活大爆炸》中，男主角謝爾頓曾經(jīng)一度放棄了弦理論的研究，但是*終又重啟了。謝爾頓說：“費曼曾經(jīng)說過，他干物理這一行，不是為了名聲或者金錢，只有當我們不再對物理充滿激情的時候，物理學才真正死了！边@種信念也真真實實地存在于現(xiàn)實中，施瓦茨就是那個對弦理論一直飽含熱情、從未放棄的研究者。在20世紀70年代初，許多研究人員停止了對弦理論的研究，研究團隊從幾百人縮減為幾人，很多學者轉(zhuǎn)而研究其他一些領域。1969年，諾貝爾物理學獎得主、夸克模型奠基人默里·蓋爾曼（Murray Gell-Mann）表示很同情那些弦理論研究人員，因此在美國加州理工學院設立了一個“瀕危弦理論研究人員保護區(qū)”，從而使得像約翰·施瓦茨這樣的科學家不至于失業(yè)。但在施瓦茨看來，弦理論仍是非常美好的理論，他執(zhí)著于這個領域。 在20世紀80年代，施瓦茨在弦理論上的耕耘終于有了新的成果。他與英國倫敦大學瑪麗皇后學院的教授邁克爾·格林（Michael Green）在1984年確定了超弦理論的唯一維度是九維，并存在三十二維的旋轉(zhuǎn)對稱性。這個重大發(fā)現(xiàn)引發(fā)了**次超弦理論革命。此后，超弦理論成為超級熱門的研究課題。弦理論領域不斷出現(xiàn)令人激動的新發(fā)現(xiàn)，由此有更多人參與到這個理論的研究中。 **次超弦理論革命后，超弦理論領域產(chǎn)生了五種不同的九維的超弦理論，雖然它們之間并不存在矛盾，但物理學家仍不滿意。在追求大統(tǒng)一理論的道路上，存在五種理論的超弦理論不夠完美。1995年，普林斯頓大學的愛德華·威滕（Edward Witten）教授掀起第二次超弦理論革命。他在加利福尼亞大學舉辦的超弦理論國際會議上指出，這五種超弦理論其實是一個理論的五種化身。統(tǒng)一五種超弦理論的是“M理論”。威滕沒有為它具體命名，他表示：“M的意思可以根據(jù)個人喜好理解為Mystery（謎）、Master（統(tǒng)治者）或者Mother（母親），都沒有關系！痹凇癕理論”誕生之后，1996年哈佛大學的安德魯·斯特魯明格（Andrew Strominger）和卡姆朗·瓦法（Cumrun Vafa）發(fā)現(xiàn)通過“M理論”計算的黑洞熵符合霍金的預測，至此人們更相信“M理論”能解釋宇宙的本源。幾十年來，物理學家一直夢想著的可解釋一切的“萬物理論”似乎有了正確的方向。 在施瓦茨看來，弦理論是一個像冰山一樣的理論，因為在海洋表面冰山一角的下面、在深不可測的海底，還有各種各樣令人興奮的內(nèi)容等待人們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。大家都無法做出預測，需要去做更多的 研究來挖掘這些信息。所以，弦理論令人激動的地方在于，當人們越深入地研究這個理論，就越清楚它的價值所在。弦理論的一大價值，就是它包含了很多我們之前無法解答的問題的答案。

第四次科學革命 作者簡介

王侯，資深媒體人，世界科學家論壇發(fā)起人（WLF）、世界科學家協(xié)會（WLA）秘書長。世界科學家協(xié)會于每年10月底發(fā)起“世界科學家論壇”，邀請一批諾貝爾獎、沃爾夫獎、拉斯克獎、圖靈獎、麥克阿瑟天才獎等全球科學獎項得主與中國兩院院士、科學家，全球青年科學家共同討論人類當前與未來面臨的科技挑戰(zhàn)、人類命運的可持續(xù)發(fā)展等宏大主題，聚焦基礎科學和源頭創(chuàng)新，發(fā)布最科技成果與思想理念。

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