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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Reiner Braun

出品人:

页数:313

译者:

出版时间:2005-10

价格:315.00元

装帧:HRD

isbn号码:9783527406043

丛书系列:

图书标签:

• 爱因斯坦
• 和平
• 核裁军
• 社会正义
• 政治
• 科学
• 历史
• 传记
• 20世纪
• 人道主义

《宇宙的低语：探索时间、空间与存在的奥秘》 —— 一部关于我们所栖居的宇宙的深刻洞察与迷人探索 导言：在无垠中寻找锚点 自人类仰望星空，那些闪烁的光点便成了我们永恒的好奇心与求知欲的投射。我们是谁？我们从何处来？这片浩瀚无边的黑暗究竟是如何运作的？《宇宙的低语》并非一本传统的科普读物，它更像是一次邀请，邀请读者与作者一同踏入理论物理学的迷宫，穿梭于宏观的星系尺度与微观的基本粒子之间。本书旨在以清晰、富有洞察力且充满人文关怀的笔触，解构那些定义我们现实的根本定律，探讨宇宙演化中最引人入胜的谜团。 第一部分：时空的几何学——爱因斯坦的遗产之外的重塑 在本书的开篇，我们将首先建立一个坚实的基础，但这并非对既有物理学模型的简单复述。相反，我们将挑战“绝对时空”的概念，即便是在广义相对论的框架下，我们也开始探讨更高维度的张量场如何影响我们对引力的日常感知。 第一章：超越光速的想象——量子引力学的黎明 我们知道，广义相对论优雅地描述了引力的宏伟结构，而量子力学则掌控着微观世界的跳跃与不确定性。然而，当试图将两者统一于一个“万有理论”时，我们遭遇了数学上的断裂。本章深入探讨了弦理论（String Theory）的最新进展——特别是M理论的拓扑性质如何试图在11个维度中调和引力与标准模型。我们将详细剖析圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）如何通过量化时空本身来解决奇点问题，探讨时空泡沫（Spacetime Foam）的可能形态，以及我们能否在实验中观测到极小尺度的“像素化”时空结构。重点不在于给出答案，而在于描绘科学家们在消除理论鸿沟时所展现出的非凡创造力。 第二章：暗物质的幽灵与暗能量的推力 宇宙的构成中，可见的物质仅占约5%。剩下的95%——暗物质和暗能量——如同宇宙中的幽灵，其影响无处不在，却难以捉摸。本章将细致审视支持暗物质存在的动力学证据：星系旋转曲线的异常、引力透镜效应的精确测量，以及宇宙微波背景（CMB）中微小的温度波动。接着，我们将转向更加神秘的暗能量。我们回顾了20世纪末对宇宙加速膨胀的惊人发现，并深入探讨了当前主流的解释——宇宙学常数（Lambda），以及更具推测性的替代方案，如“第五种力”或修正引力理论（Modified Gravity）。我们将探讨这些“暗”的成分，如何塑造了宇宙的最终命运：是永恒的膨胀、冰冷的寂灭，还是最终的收缩？ 第二部分：存在的微观本质——粒子的舞蹈与实在的界限 如果说第一部分关注的是宇宙的骨架，那么第二部分则深入到构成这一切的基石——物质的本质。 第三章：标准模型的裂痕与超对称的希望 标准模型是粒子物理学的一座丰碑，它成功地统一了电磁力、弱核力和强核力。然而，它有明显的不足：无法解释引力的存在，为何存在三种代粒子（代），以及中微子的质量问题。本章将详尽介绍超对称理论（Supersymmetry, SUSY）的原理，即每个已知粒子都有一个尚未发现的“超伴侣”的设想。我们探讨了大型强子对撞机（LHC）在寻找超伴侣粒子方面取得的进展与挫折，以及这些实验结果如何限制了理论家的想象空间。我们还将介绍希格斯机制的深层含义——它如何赋予基本粒子以质量，以及该机制是否可能暗示着更高能级的对称性破缺。 第四章：信息的边界与黑洞的悖论 黑洞是理论物理学中最极端也最迷人的预言。它们不仅是引力的终点，也是信息守恒定律接受终极考验的场所。本章聚焦于黑洞热力学，探讨詹姆斯·贝肯斯坦如何提出黑洞具有熵，以及史蒂芬·霍金预言的“霍金辐射”。核心的讨论围绕着“黑洞信息悖论”展开：当物质落入黑洞并最终蒸发时，它携带的量子信息是否真的永远消失了？这直接挑战了量子力学的基本原则。我们将考察防火墙理论（Firewall Paradox）、虫洞（Wormholes）作为信息传输通道的可能性，以及信息如何在时空曲率的极端弯曲中被编码和释放。 第三部分：意识、宇宙与观察者的角色 物理学的终极目标，或许是将我们自身——作为观察者——纳入到对实在的描述之中。 第五章：量子测量问题与多世界之谜 量子力学的核心困境在于“测量问题”：一个系统在被观测前处于叠加态，一旦被观测，波函数便“坍缩”到一个确定的本征态。我们不会简单地阐述哥本哈根诠释，而是会仔细对比并分析替代性的解释。我们将投入大量篇幅探讨“多世界诠释”（Many-Worlds Interpretation, MWI），该理论认为每次测量都会导致宇宙分裂成无数个平行的分支，每一个分支对应着一种可能的结果。对于那些认为这种解释过于“奢侈”的批评者，我们将探讨退相干理论（Decoherence）如何从数学上解释为什么我们宏观世界感知不到叠加态，以及是否存在一种客观的、与观察者无关的波函数演化方式。 第六章：复杂性涌现与生命的物理学 当我们从基本粒子上升到复杂的生命系统时，物理学似乎失去了其预测能力。本书的最后一部分探讨了“涌现”（Emergence）的概念——即宏观的、复杂的模式如何从简单的底层规则中自发产生。我们将审视耗散结构理论（Dissipative Structures）如何解释生命体的自组织现象，探讨信息论在描述生物系统中的应用，以及是否存在一种“深层物理学”来连接量子场论与生物化学反应的复杂动力学。我们提出的疑问是：意识本身，是否是宇宙在特定条件下，对自身进行高度复杂计算的结果？ 结语：未竟的旅程 《宇宙的低语》最终导向的结论是：我们对宇宙的理解仍处于萌芽阶段。每一个被解决的谜团，都像在黑暗中点亮了一支蜡烛，照亮了更多未知的领域。本书以对科学探索精神的赞颂作结，强调了人类心智在不断挑战自身认知边界时的坚韧与美妙。我们所能做的，就是继续倾听——倾听来自时空的低语，并尝试用数学和哲学来回应。 面向读者： 适合对宇宙学、理论物理学、量子力学有浓厚兴趣，并渴望超越教科书知识的深度思考者。本书需要读者保持开放的心态，愿意沉浸在概率、高维空间和基本粒子相互作用的迷人世界中。

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