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出版者:农村读物出版社

作者:杨光

出品人:

页数:322

译者:

出版时间:2005-8

价格:12.60元

装帧:

isbn号码:9787504847201

丛书系列:

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《跨越边界：现代科学的十大未解之谜》 一部引人入胜的科普巨著，带你深入探索人类知识前沿的未知领域。 在人类探索知识的漫长旅程中，我们已经取得了无数辉煌的成就，从理解原子的结构到绘制宇宙的宏大图景。然而，随着我们看得更远、探得更深，我们所面对的“未知”也变得愈发宏大和复杂。本书《跨越边界：现代科学的十大未解之谜》，正是这样一本旨在梳理和剖析当前科学界最引人注目、最令人困惑的十大核心难题的力作。 本书并非晦涩难懂的学术专著，而是为所有对世界充满好奇心的读者精心打造的认知地图。我们选取了横跨物理学、生物学、宇宙学、计算机科学乃至认知科学等多个领域的十大“硬骨头”，力求以清晰、生动的叙述方式，带领读者领略科学前沿的壮阔与艰辛。 第一部分：宇宙的深渊与物质的本质 未解之谜一：暗物质与暗能量的真实面目 我们所能观测到的宇宙物质，只占总质量和能量的区区百分之五。剩下的百分之九十五，被“暗”的帷幕所笼罩。暗物质如何支撑星系的旋转？暗能量又如何驱动宇宙加速膨胀？本书将详细介绍从引力透镜效应到宇宙微波背景辐射等一系列关键观测证据，并梳理当前主流的候选理论，如弱相互作用重粒子（WIMPs）和超轻轴子，探讨科学家们如何设计实验去“捕捉”这些看不见的幽灵。我们不仅会讨论实验的复杂性，更会深入探讨如果这些谜团最终被解开，将如何彻底重塑我们对时空和万物的基本认知。 未解之谜二：量子引力论的构建——统一的终极理论 爱因斯坦的广义相对论完美描述了宏观世界的引力，而量子力学则精确描绘了微观粒子的行为。然而，在黑洞中心或宇宙大爆炸的奇点，这两个理论却水火不容。如何将它们统一起来，构建一个能描述所有自然力的“万有理论”？本书将深入浅出地对比弦理论（String Theory）的维度图景与圈量子引力论（Loop Quantum Gravity）对时空“原子化”的构想。我们将探讨这些理论的数学美感与实验检验的巨大鸿沟，揭示这一世纪难题对物理学界持续的吸引力。 未解之谜三：时间之箭的方向性 从微观层面看，物理定律基本都是时间对称的，这意味着理论上时间可以倒流。然而，在宏观世界，热力学第二定律（熵增定律）清晰地定义了时间的单向性——热量总是从高温流向低温，秩序总倾向于无序。那么，宇宙的初始低熵状态是如何产生的？时间之箭究竟是宇宙学现象还是基本定律的涌现属性？本书将结合统计力学和宇宙学观点，探讨时间本质的哲学与物理学意义。 第二部分：生命的起源与意识的奥秘 未解之谜四：生命的起源——从无机物到生物体的飞跃 生命是如何在地球这个化学环境中诞生的？从简单的有机分子到能够自我复制、新陈代谢的第一个细胞，这个跨越被誉为“最伟大的化学奇迹”。我们将回顾米勒-尤里实验的启示，探讨RNA世界假说、深海热液喷口理论的合理性，以及生命基石——氨基酸和核苷酸如何在早期地球环境中聚集。本书将重点分析“生命化学”与传统化学之间的本质区别，以及我们如何才能在实验室中重现这一关键的“创生”瞬间。 未解之谜五：意识的本质——“困难问题”的哲学与神经科学交锋 为什么大脑的物理过程会产生主观体验、感受红色、品尝甜美？这被称为意识研究中的“困难问题”。本书将区分意识的“简单问题”（如信息处理、注意力机制）和“困难问题”。我们将审视整合信息理论（IIT）、全局工作空间理论等主流神经科学模型，同时也会回顾笛卡尔二元论的遗留影响。我们不会给出答案，而是会清晰地描绘出，意识研究正处在还原论和涌现论的激烈争辩之中，这关乎我们如何定义“自我”。 未解之谜六：人类基因组的“暗物质”——非编码DNA的功能 曾经被视为“垃圾DNA”的非编码区域，如今被证明占据了人类基因组的大部分。这些区域究竟在调控基因表达、进化适应中扮演了怎样的角色？本书将介绍染色质结构、远端调控元件（增强子、沉默子）如何协同工作，精确控制数万个基因的开关。探讨当我们解读基因组时，如何从描述性的基因图谱转向功能性的调控网络理解，以及这对理解复杂疾病有何深远影响。 第三部分：人工智能的未来与认知边界 未解之谜七：通用人工智能（AGI）的实现路径 当前的人工智能在特定任务上表现出色，但它们缺乏人类的泛化能力、常识推理和创造力。真正的通用人工智能（AGI）需要具备什么样的架构和学习范式？本书将剖析连接主义（深度学习）的局限性，对比符号主义和混合模型的潜力。我们将探讨实现AGI的关键瓶颈，包括对因果关系的理解、对“元认知”的学习，以及如何在算力爆炸的同时，找到更高效、更具生物合理性的学习算法。 未解之谜八：大脑的记忆编码与提取机制 我们的大脑如何将短暂的经验转化为持久的记忆？记忆是如何在大脑网络中被存储、巩固，并最终被准确地检索出来的？本书将聚焦于突触可塑性（LTP/LTD）在记忆形成中的作用，并探讨海马体和皮层在记忆系统中的分工。更重要的是，我们将探讨记忆的“易变性”——为什么记忆会随着提取而发生重塑，这揭示了我们对过去事件的认知并非一成不变的事实。 未解之谜九：数学的终极地位——是发现还是发明？ 数学被誉为科学的语言，其精确性和普适性令人惊叹。然而，数学真理是独立于人类心智而客观存在的（柏拉图主义），还是人类心智构建出来的逻辑工具（形式主义/直觉主义）？本书将回顾哥德尔不完备性定理对数学完备性的挑战，探讨数学结构与物理实在之间的深刻关联，并思考数学在描述自然规律时展现出的“不可思议的有效性”。 未解之谜十：宇宙学的“精细调节”与多重宇宙的推论 为什么宇宙的基本物理常数（如精细结构常数、引力常数）似乎被“精确调校”到了一个极小的范围内，恰好允许恒星、化学和生命的存在？本书将详细列举这些“微调”的例子，并探讨两种主要的解释：一是“人择原理”（Anthropic Principle）下的多重宇宙理论，即我们存在于允许生命存在的众多宇宙之一；二是对尚未发现的深层物理定律的期待。我们将分析多重宇宙理论在哲学上的吸引力与其目前缺乏直接实验证据的困境。 总结 《跨越边界：现代科学的十大未解之谜》不仅是一本知识的汇编，更是一次思维的探险。它旨在激发读者对科学事业的敬畏之心，理解科学进步的本质——即不断地用更完善的模型去取代尚未解释的现象。阅读本书，你将获得一个高屋建瓴的视角，去审视人类智力所能触及的最深远的边界。每一个未解之谜的背后，都潜藏着下一次科学革命的火种。

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