2015年12月16日星期三

【暢銷書】一砂一世界：以物擬人，以古鑑今；各種動態系統相似性之探討(A Grain of Sand, A Universe: A Unified View of Systems)＊專業/教科書/政府出版品類＊

一砂一世界：以物擬人，以古鑑今；各種動態系統相似性之探討(A Grain of Sand, A Universe: A Unified View of Systems)～推薦！

作者：許翼雲
出版社：國立臺灣大學出版中心
出版日期：2015/12/16
語言：繁體中文

ISBN：9789863501237
叢書系列：知識漫遊系列
規格：平裝/256頁/15.5x23x1.7cm/普通級/部份全彩/初版
出版地：台灣
本書分類：自然科普>天文學/地球科學>概論
本書分類：專業/教科書/政府出版品>政府出版品>教育學習>大學出版中心

【Author】作者/繪者/著者/譯者

作者簡介

許翼雲

　　江蘇無錫人，1930年生。青少年時，正逢抗戰軍興，流浪四方。後入臺灣大學化工系，於1952年畢業，1955年入伊利諾大學，攻讀熱流、沸騰，1957年及1958年先後獲碩士及博士學位。其後在西北大學從事博士後研究一年，1959年參加美國太空署，參與登月計畫大火箭在熱流數據之量測與估算。1974年參加美國原能會／核安會，從事大型核能安全實驗之策畫，設計與運作。1982年轉入馬里蘭大學，任化工與核工系終生教授，其間曾獲馬大百年百人獎。

　　雖在美國工作，曾三度回臺，在臺大及清華任客座教授，並在1990年應政府徵召，任原子能委員會主委。1996年退休。

　　除發表多篇專業論文外，著有有關熱流、沸騰、雙相共流方面專書，曾獲美國化工學會、機工學會及核工學會各項獎狀，並為美國化工學會、核工學會會士，及為國際原子能學院院士。退休後，定居於華府郊區，參於僑界各種文化活動，閒中以詩文自娛。

【Introduction】簡介/書評/特色/摘要

大千世界，萬紫千紅，其興衰互動，皆有共通之理。
本書以系統性的思維審視世間萬物，格物窮理，化繁為簡，
試圖建立一套有體系的世界觀，並為人類的未來尋找可能的出路。

　　英國詩人威廉．布萊克（William Blake）曾寫下「一砂一世界，一花一天堂，手掌握無限，剎那即永恆。」的詩句，意思是從一粒砂，就能看到宇宙的奧妙；世間萬物，均能以小見大，用一套系統來理解詮釋。

　　作者在化學工程、核能工程學界貢獻所學數十年，自學生時期以來一直以系統性的思考模式來釐清事物的脈絡，發現這套方法無論在物理、生物、社會等方面均能合用，這與布萊克的詩句、佛教精神頗有相似之處，尤可見其適應性。

　　本書由最簡單的系統──成核現象談起，逐步延伸至生物聚落、人類國家社會的形成與覆亡，藉著動態系統的相似性，進而探討世間萬物的緣起緣滅。相信經由作者所舉的諸多範例，我們能體會「天下一理」，重新看待身旁的事物，發現問題並解決問題。
著

【Table of Contents】目錄/大綱/內容概要

推薦序
自序
第一章　前言
第二章　系統的起始
第三章　系統質與量的成長
第四章　系統內部支系統的互動
第五章　國家系統內支系統的運作與互動
第六章　系統間的互動與交流
第七章　外來因素（他者）對系統的影響
第八章　人類社會中我者與他者的互動
第九章　系統的穩定性或不穩定性
第十章　系統的衰退
第十一章　系統的滅亡
第十二章　系統的生命週期
第十三章　系統如何避免衰亡
第十四章　系統的進化
第十五章　今後世界的展望
第十六章　結論
參考文獻

【Preface】序/前言/推薦/心得

推薦序

錢煦（中央研究院院士）

　　翼雲寫的《一砂一世界》這本書，以系統為主來解釋人類的知識和世界的現象。由物質到人生和宇宙、從古代到現在以及未來，比較各種動態系統，涵包巨細、貫徹時空。這本珍貴的書有深奧的哲理思想、極高的學術價值。任何做學術工作的人，無論是數理或生命科學、工程或醫學、以及人文、社會、經濟，甚至哲學、神學，讀後都會得到很多新的理念、思想和靈感。這本書也是通識教育的最佳文獻。在學術界以外工作的各界人士，也會欣賞書內對世界人生有啟發性的新觀點、新理念。
　　
　　作者有高深的科學工程經驗成就，廣博的人生社會構思見解。因此他有特異的能力、用科學方法來分析世界上一切知識和現象，以系統為方式來綜合歸納成為一套有規律、有原則的知識學理。指出每個系統，不論是宇宙的起源、星球的形成、物種的出現、生命的開始，必須先有一個產生的階段、滿足若干條件，才能由無中生有。他以物理、化學所知的物質「成核現象」作為出發點，把它的基本機制及原理應用於生物、社會、經濟等領域，甚至世界天體。由簡入繁、以古鑑今、以小觀大、從一粒砂到全世界，用已知來發展新知。用系統化的方法來研究比較各階層的現象，由此歸納、探討、延伸、創新。對人類的知識、思想、見解有極大的貢獻。

　　作者指出各種系統都是動態的。有如人的生、老、病、死，各種系統會經過形成、衰退、滅寂、再生這些動態機制。作者對系統動態的研究包括量的變化，例如系統在不同階段的增長及其上限、包括人類現代社會的上限。在質的方面，他探討系統的成長及變化。特別指出由於生存及發展的需求，一個系統必須有支系統分工合作，以期有效利用資源。支系統也是有動態的量和質的變化，這些變化會導致整個系統的強化或弱化。

　　書中對「我他關係」有很明確的探討。系統間的相互關係，有時是互惠，但有時是敵對，前者可導致安和樂利，後者會引起戰爭混亂。支系統之間的互動關係，對整個系統的發展有很大的影響。支系統之間、各系統之間的互助合作，對整體的成長、安定、發展、延續有很大的影響。一個人體必須有各種不同的器官細胞分工合作、才能保持健康、發揮功能。家庭、社會、國家也同此理。系統的領袖是否盡職保持支系統的均衡發展、互助合作、並將資源與環境調適運用，是系統成敗存亡的一個極重要的因素。

　　系統如要避免衰亡，一定要能適應環境。作者指出在生存競爭方面，已經達到高效率而適應力較差的「最適系統」和中等效率而適應力強的「普適系統」，兩者各有優劣。「多樣性」有助於適應環境。系統的進化，也需有多樣的品種。在「物競天擇」過程中，需有很多不同的品種，才能有些「最適者」較易生存繁殖，以致「適者生存」。

　　作者對很多事件都有客觀的看法，正反兼顧。民主政治和宗教信仰都對社會人生有很重要的優良影響。在民主國家、人民選擇領袖，但常常不能達到選賢與能的目的。誠如作者所說「世界上領袖雖多，明智者卻極少」。我們對推動實現真正民主、尚亟需努力。宗教信仰給人們安慰、希望、行善、愛世。但是歷史上很多戰亂衝突是由宗教信仰不同而引起，至今還是很大的困擾。所以作者「呼籲各族群有識之士，為了世界的和平共存，努力淡化宗教的排他性、並鼓勵開放容忍，今後世界人口日增，只有大家能漸漸習於和平共處、方是全球之福。」這真是對現今世界人群面臨的問題指出明確的方向。

　　我在中央研究院出版的《知識饗宴》（2009年11月系列《5》），曾經以〈生物醫學、數理工程與人文社會的互動〉為題，寫過一篇粗淺的文章。文中最後用一張示意圖來比較宇宙和原子。

　　左圖顯示太陽系裡的行星（包括地球）繞著太陽旋轉。右圖顯示一個碳原子內的電子繞著原子核旋轉。雖然這兩張圖的大小差到億兆倍（1020），但有相似的原理。誠如中庸所說：「放之則彌六合、卷之者退藏於密」。真理是不論大小、不論領域、「中散為萬事，末復合為一理」。

　　翼雲這本經典新書闡明了中庸裡面的高深哲理，以科學方法分析解說，合萬事為一理。

　　我很榮幸和翼雲有共同的理念。但是他這本書把這些理念用更高深寬廣的構思和極清晰動人的手筆寫出來，真是令我極度地讚賞、無比地欽敬。我相信每一位讀者都會獲得寶貴的新知和理念，產生共鳴和靈感。

作者序

　　撰寫本書的動機是想把一生對世間古今大小及萬事萬物的觀察、學習與了解過程，留下一點紀錄。我在一生中發展出這一套對世間大小系統的分析綜合，是為了便於把各系統融為一體。在過程中，曾有兩個小機遇，對我後來的學習與思考方式有關鍵性的影響，值得在此一提。

　　第一個小機遇發生在初中時代，我所就讀的中學位於重慶沙坪埧，是國立中央大學心理教育研究所附屬「心理教育實驗班」，也就是中大心理教育研究實驗所需用的「白老鼠」。為此，這個實驗班學生的程度相當整齊，老師的水準也很高，他們的教法與課本也不平常。學校很小，但教室後面有一個小山，由此向山後俯瞰，嘉陵江風帆點點，盡收眼底，的確幽美，所以我常在小山上讀書。

　　那年，在大考前兩天，我在山上溫習地理科時，一不小心，把那本由香港訂購的教科書掉到山坑裡了，無法取回，我心想這下慘了。我必須向幾位同學情商，在每人不讀地理書時借給我讀一小時。如此，好不容易安排到三小時的借用時間，我也就必須充分把握機會，不能浪費。但在這三小時內既不可能逐頁讀完，就只能擇要查閱。但如何查閱？我回想起老師在上課時，常強調一地一城的發展，決定於其地理環境（如山脈、河流、氣候、交通及歷史背景等）著手，於是我就先把中國幾條大山、大水的分布情形，在大地圖上看清楚，再把各區重要城市位置記住，並由其地理環境推估其特色（如商業大城必在水陸交通要道、工業重鎮多半在山上有礦產等）。如此，則教科書只須供我做分析結論的核對求證之用，三小時也就很夠用了。後來，大考結果，老師對我「重分析、少細節」的做法頗為鼓勵。

　　此事對我一生有很大影響，我從此養成習慣，凡是遇到新功課或新問題，我不去浪費時間，追問或記憶細節，而是先把其重要的環境及周邊因素問清楚，再根據以前經驗，對此問題的因果關係試加分析「為什麼？」再進一步求證及修改。其後，我又發現很多不同的系統，其各因素的因果關係，竟頗為相同。於是我就可以把不同系統但其因果關係頗為相似者，放在腦中同一個「檔案」內。後來，各個檔案愈積愈多，就又不得不就其相似程度，看作一棵大樹，依其相似程度而掛在不同的枝幹上。我腦中有了這棵「因果大樹」，在以後遇到相關情形時，就可用此作為比較印證之用，如在以後發現原來的假定並不能推廣到別處，我就加以修改。同時，我認為問題的因果關係有長遠基本的影響，而一時的數字，如人口、貿易量等只是暫時現象，常會改變，不必太費功夫，只要知道長遠的走向就夠了。同理，很多學子花很多功夫死背年代，也是捨本逐末，歷史上的興衰變遷，自有其前因後果，則只要對這些因果關係弄清楚，時間先後自然會理清楚。我發現這種以大趨向為重的學習方法，頗有助於我對新事物的了解及過去經驗的回憶，可說是一生受用不淺。在本書中，我就是以此方式來求各系統的親疏關係，年輕學子如有興趣，不妨試試此法。

　　第二個小機遇是在60年代，當時我在美國太空總署（NASA）工作，有次到美國加州的聖塔芭芭拉（Santa Barbara）去參加一個學術會議。會場設在一個海邊樹林中，客人散居在海濱的小木屋裡，環境幽靜。我們由中西部去加州，因有時差，清早很早就醒了，無事可做，就不免去海灘邊走走、坐坐。

　　我在海灘邊觀察良久，眼看潮漲潮落，每次潮頭將衝上沙灘之前，其下面的水壓，已經把沙灘下層中的小動物及水泡壓到沙灘表面，於是沙灘上的小鳥就忙碌地啄食這些小動物，但等潮水真衝上來時，這些小鳥卻又必須匆匆往上坡逃避；此時一位年輕媽媽，卻又忙著陪小女孩沿著水頭戲水。之後，潮頭開始下退，海水又把岸邊的海藻與小動物拖下海中。另外，不遠處有個小漁港，漁民們在潮漲潮退之間，忙於做出海準備，他們與海陸兩系統間又有另一種互動。在反方向，海陸交界並非沙灘，而是一道岩岸，在那裡，海陸間的互動就是驚濤拍岸，捲起千堆雪。在短期內，岩岸似乎屹立不動，但我們知道，假以時日，這岩岸終會為海浪打坍。

　　我在一邊冷眼旁觀，觀賞海陸兩系統的各種互動，以及兩大系統內各支系統也在這大系統交往之中，各取所需，而同時，海洋上空的大氣也在用海風在驅趕海浪。我開始了解，各系統都一直在與相鄰各系統互相交往，以交換資源、能量與物質。地球上大小系統就靠這些大大小小不停地互動，才能成長、茁壯、演化，造成我們這個多彩多姿、蘊含萬事萬物的地球村。那一個海灘上的清晨，促使我對各系統的互動，多加注意與思考；對我而言，這個小小的清晨，卻也是一個重大的啟示。

　　以上兩個小小的經歷，本來很易錯過或遺忘，但我卻無意中為它們所吸引，啟發我對我們周邊的大小系統多加留意與思考。我發現這種觀察與思考的方式，在為學與處事上，常有頗多幫助。經過一輩子的觀察與思考後，終於在老年時，決定把我對系統的了解與分析，寫成此書，供人參考。我只是一個工程師，從未經過正規的人文訓練，書中所提各點，雖然表面上看來跨涉物理、生物、社會等科，但如細加比較分析，天下一理，即使一個工程師也會發現各科的道理實在是一樣的。這種看法，對博學宏儒而言可能並不值一談，但對我而言，卻是我一生所遇所知的一個綜合報告。我只希望年輕學子中，如能有一、二有心人在讀過此書後，能對世上萬事萬物，多一點觀察與思考，余願足矣。

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第二章　系統的起始（節錄）

一個系統總應有一個產生的階段，如何能夠由無中生有，並不容易。通常，如要從無變有，必先滿足若干條件，在自然界，從太空宇宙的開始、星球的形成、地上生命及物種的形成，凡此種種，「這系統是如何開始的？」這一個問題，是自古迄今很多人從科學、哲學、神學上所尋求探索的謎題。宇宙的起源、生命的開始，這些題目太大、太深奧，我們現在暫不探討，在此想探討的是：就我們一般所見的系統而言，其中是否可以找出相似的規律機制？

我們將先就可能的機制模式加以探討，由簡入繁，次第以物理、生物、社會、經濟系統舉例加以比較。

在物理系統領域中，很多系統的形成可歸因於「成核理論」。成核理論已經相當成熟，而且可應用於結晶的形成、水滴的凝聚、汽泡的產生等等，甚至可以應用於星球的形成。因此，我們可以這成核現象作為出發點，先介紹其基本機制及原理，再看這些模式是否可以應用於生物、社會、經濟等領域。

壹、成核現象

所謂成核現象（nucleation），就是在一個原來系統中，要積聚足夠的成員，造成一個新系統的核心。但是造成一個「核心」是「無中生有」，既然本來是「無」，則可見「生有」並不是容易的，一定必須先滿足若干條件，否則，若是容易，也就早已一直存在，也不必由「無中」來「生有」了，然則條件為何呢？