悖论：破解科学史上最复杂的9大谜团

★本书是国际知名物理学家，英国萨里大学教授，英国知名学者、作家及节目主持人吉姆·艾尔-哈利利的诚意之作，作者荣获英国迈克尔·法拉第奖和开尔文奖。★这是一本挑战智商与逻辑思维的科普奇书，书中9大悖论带你用有趣的方式，一次搞懂伟大的科学发现。★作者用深入浅出、轻松有趣地口吻详细讲授了世界上聪明的科学家都曾被考倒的经典难题，包含阿基里斯与龟、麦克斯韦精灵、祖父悖论、奥伯斯佯谬、拉普拉斯妖等。★美国有名科普杂志《今日物理学》主编罗伯特·马赫以及科幻与通俗科学教授、物理学博士叶李华隆重推荐给热爱科学的所有人。这不仅仅是一本科普读物，而是传递科学文化、启迪爱好科学的人们思考、开拓眼界的趣味知识书。本书一改以往科普图书远在云端、高不可攀、深不可测的特点，实现了幽默文风与理性科学的融合，对于包括青少年朋友在内的广大科普爱好者掌握科学方法，引导其今后的人生道路和方向，都有积极良好的作用。

本书介绍了富有代表性的9个悖论，它们横跨整个科学史，对于每个时代科学家们关注的议题提出质问。这些悖论都属于“认知悖论”，处于似非而是与似是而非的矛盾中，但其实只要仔细思考，就可以找出其中的假设漏洞，轻松破解。书中有精美插图，使得内容更加丰富生动。为什么入夜之后天色会变暗？如果你搭乘时空机回到过去杀死了你的祖父，那你还会存在吗？猫竟然可以同时处于活着又死亡的两种状态？一根竹竿在高速移动下，长度居然会变短？明明是双胞胎，其中一个人却比另外一个人大十岁？粒子能移动得比光速快吗？我们是否拥有自由意志？上面这些不合理的问题接近颠覆了我们的知识与逻辑，他们正是科学上所谓的“悖论”。从古到今，这些复杂的谜题考验过无数科学家，让他们百思不得其解。本书作者被誉为“科普界的明日之星”，他认为，这些悖论就像是露出水面的冰山一角，而水下还隐藏着丰富广博的科学知识。想一探科学上的诸多奥秘，还有什么方法比透过破解谜题更有乐趣呢？更别提这些谜题曾经击败过世界上Z聪明的脑袋！如果你喜欢挑战自己的逻辑思考，这本书能满足你的需求，让你在反复论证中获得许多启发。

吉姆·艾尔-哈利利出生于伊拉克，国际知名物理学家，英国萨里大学教授，英国知名学者、作家及节目主持人。他在任教期间，主要从事量子力学的研究，屡获佳绩。吉姆有多本科普书籍，已被译为20多种语言在世界各国出版，代表作为《探路者：阿拉伯科学的黄金时期》。他主持过多个电视与广播节目，包括获得英国影艺学院奖（BAFTA）提名的《化学：一段挥发性的历史》以及《浑沌的秘密生活》。目前主持BBC第四广播电台每周一期的科学节目《科学化的生活》。吉姆曾被授予大英帝国官佐勋章（OBE），在2007年和2011年，他分别被英国皇家学会和英国物理学会授予迈克尔·法拉第奖和开尔文奖，以表彰他在科学教育方面的贡献。

导读反其道而行的科普奇书推荐序享受阅读与思考的愉快译者序关于科学悖论的二三事：为什么我们要探讨科学悖论前言D一章 综艺秀里的悖论简单的概率，颠覆你的思考逻辑消失的一块钱之谜贝特朗箱子悖论生日悖论蒙提霍尔悖论第二章 阿基里斯追龟一切运动皆为假象二分法悖论运动场悖论飞矢不动悖论芝诺悖论与量子力学第三章 奥伯斯佯谬为什么入夜之后天色会变暗数不尽的星星不断扩张的宇宙大爆炸的证实Z终解答关于Z终解答以及大爆炸的证实第四章 麦克斯韦精灵永动机是可行的吗松掉的发条，洗均匀的牌，与渐增的乱度单向阀可是精灵更为聪明……“随机”究竟是什么意思永动机麦克斯韦精灵与量子力学第五章 竿与谷仓悖论一根竿子究竟有多长？这要视它移动得多快而定关于光的本质缩短的长度星际之旅再论竿与谷仓第六章 孪生子悖论借由高速运动，我们可以跨入未来时间是什么让时间变慢解开孪生子悖论之谜爱因斯坦毕生满意的点子盯着时钟穷人的时光之旅第七章 祖父悖论回到过去杀害自己祖父，意味着你不会出生如何回到过去超越光速方块宇宙方块宇宙中的时光旅行时光旅行悖论的可能解答真正的时光旅行需要多重宇宙链接各个宇宙时光旅人何在第八章 拉普拉斯妖蝴蝶振翅能否让我们幸免于可预测的未来决定论蝴蝶效应混沌理论自由意志——如果你真的想捉弄我，我永远无法猜出你接下来会做或说什么量子世界——是否终有了随机性总结第九章 薛定谔的猫箱子里的猫既是活的又是死的，直到我们看到它埃尔温·薛定谔量子迭加量测问题孤注一掷的尝试量子漏失第十章 费米悖论外星人都上哪里去了德雷克及其方程式SETI系外行星我们有多么特别人择原理第十一章 悬而未决的问题粒子能移动得比光速快吗？我们是否拥有自由意志？以及其他未解之谜……比光还快吗

     简单的概率，颠覆你的思考逻辑 在深入物理世界之前，我想先用几个简单有趣却又令人受挫的脑力激荡暖个身，慢慢带领读者入门。以下的例子与本书其余章节的共同之处在于，它们都不是真正的悖论，只要细心思考即可破解。不同于往后各章的悖论需要相关的物理基本知识，本章所探讨的只是一些逻辑方面的益智游戏而已，不需任何科学背景即可解答。其中最后一个也是最有趣的一个，称为蒙提霍尔悖论（Monty Hall Paradox），由于它特别令人困惑，我将使用较多的篇幅以数种不同方法来分析这个问题，让读者自行选择最容易接受的答案。 本章所有悖论都属于听起来有点拗口的“似非而是的悖论”与“似是而非的悖论”其中一种。 “似非而是的悖论”所带来的结论因为有违常理而与直觉相抵触，然而透过看似简单（其实却不然）的仔细逻辑推理，就能证明其结论为真。事实上，整个过程的乐趣就在于，试图找出最令人信服的证明方法——尽管感觉其中有诈的不自在感一直挥之不去。稍后将讨论到的生日悖论（Birthday Paradox）以及蒙提霍尔悖论都属于此类。 “似是而非的悖论”则是从接近合理的陈述出发，却峰回路转得出离谱的结论。与“似非而是的悖论”不同之处在于，推理过程中某些步骤无形中产生误导或谬误，所以这些荒谬的结论为伪。 透过几个演算步骤而得证，诸如“2=1”这类的数学把戏，正是“似是而非的悖论”的范例——没有任何逻辑推理或哲学辩证能够令人相信这个结论为真。有鉴于各位读者不见得像我这么热爱数学，我也不愿意用数学计算来打击大家，因此本书将不会深入这些细节。一言以蔽之，这些运算过程通常牵涉将某个数字零除的步骤，而这正是任何自重的数学家都知道要不计代价去避免的。相反地，我将专注于几个只需基本数学能力就能鉴赏玩味的问题。首先登场的是两个有名的“似是而非的悖论”：“消失的一块钱之谜”（The Riddle of the Missing Dollar）与“贝特朗箱子悖论”（Bertrand's Box Paradox）。 消失的一块钱之谜 这是我几年前在名为《心灵游戏》的电视猜谜节目中担任来宾时，用过的一个精采难题——当然，我并不是第一个想出这个问题的人。这个节目的内容是，每周来宾们彼此竞赛解答数学家主持人马可斯·杜·索托伊教授提出的问题。除此之外，来宾也会各自带来最喜欢的难题来挑战对手。 问题如下： 三位旅客到某家旅馆投宿。年轻的柜台接待员给他们一间有三张床的房间，收费30元。他们协议平分住宿费用，每人支付10元之后，便拿了钥匙进房间安置行李。几分钟之后，柜台接待员发现自己弄错了，旅馆这一个礼拜正好有特价促销活动，他应该只收他们25元。为了避免被旅馆经理找麻烦，他立刻从收款机中取出5块钱，并且赶紧上楼去弥补他所犯的过错。在前往旅客房间的路上，他想到5元无法由三个人平分，于是决定退给每位旅客一元，自己留下两块钱。他自认为这是个让每个人都满意的好办法。以下是我们要解决的问题：每位旅客为他们的住宿各付出9元，总计占了原本旅馆收费30元当中的27元，另外两元被接待员拿走，那么30元里的最后一元哪里去了呢？ 也许聪明的读者一眼就看出这个问题的解答。不过当我第一次碰到这个问题时，当然没这么厉害啰！在继续读下去之前，我愿意让你花点时间想想看。 想出来了没？你瞧，是因为叙述上的误导才使得这个问题听起来自相矛盾。推理过程出错之处在于：将客人付的27元与接待员拿走的两元加总在一起——这样算根本毫无道理，因为总金额已经不再是30元。接待员拿走的两元要从旅客支付的27元当中扣掉，所以收款机里的总金额应该是25元才对。 P22-24