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出版者:McGraw-Hill College

作者:Johnson, George B.

出品人:

页数:796

译者:

出版时间:

价格:110.05

装帧:HRD

isbn号码:9780072347203

丛书系列:

图书标签:

• 生物学
• 生命科学
• 自然科学
• 教科书
• 大学教材
• 生物多样性
• 生态学
• 进化论
• 环境科学
• 科学教育

《星辰回响：宇宙的低语与人类的探寻》 书籍简介 《星辰回响：宇宙的低语与人类的探寻》是一部跨越天体物理学、宇宙历史学与哲学思辨的宏大叙事。本书并非一部关于地球生态或生物进化的教科书，而是将目光投向了比生命起源更为古老、比星系演化更为深邃的领域——宇宙的基本结构、暗物质的本质、引力波的意义，以及人类文明在浩瀚时空中所占据的位置。 第一部分：时空织锦的撕裂与重塑 本书的第一部分聚焦于我们理解宇宙的两个核心支柱：广义相对论与量子力学之间的深刻鸿沟，以及我们如何试图弥合这一鸿沟。我们从爱因斯坦对引力的革命性描述开始，探讨时空如何被质量和能量所弯曲，进而引导出对黑洞的深入剖析。但我们并非停留在教科书上对史瓦西半径的计算，而是深入探讨了信息悖论——落入黑洞的信息究竟是永远丢失了，还是以某种我们尚未理解的方式编码在视界之上？ 随后，我们将视野转向宇宙的起源。大爆炸理论是当前主流模型，但它留下了诸多未解之谜，例如奇点本身的问题，以及宇宙暴胀（Inflation）阶段的具体机制。本书详细梳理了不同暴胀模型的竞争与证据，特别是它们对早期宇宙微波背景辐射（CMB）所遗留的“指纹”的预测差异。我们审视了普朗克卫星和WMAP任务提供的精细数据，并讨论了引力波天文学，特别是LIGO和Virgo的发现，如何以前所未有的精度揭示了宇宙的动态结构，从双黑洞并合的极端事件，到中子星合并所产生的重元素“炼金术”。 第二部分：暗之领域——不可见的统治者 宇宙中最令人困惑的谜团莫过于暗物质和暗能量。本书用了大量篇幅来揭示我们对宇宙构成认知的巨大偏差：我们所能观测到的普通物质，仅仅占宇宙总质能的不到5%。 暗物质，这个无形却拥有引力效应的实体，是星系团保持其运动速度的必要“胶水”。本书详细介绍了寻找暗物质粒子（如WIMPs、轴子）的各种实验方法，从深地实验室的零背景探测，到大型强子对撞机（LHC）的间接搜寻。我们剖析了这些模型如何与标准粒子物理模型产生冲突，以及一些替代理论，例如修正牛顿动力学（MOND），是如何试图在不引入新粒子的前提下解释观测到的引力异常。 而暗能量，则是更具颠覆性的力量。它驱动着宇宙加速膨胀，似乎是一种弥漫在真空中的负压。本书探讨了将暗能量视为宇宙学常数（真空能）的困难——即理论预测值与观测值之间惊人的十的幂次差异。我们同时考察了动态暗能量模型，比如“精质”（Quintessence），以及这些模型如何影响宇宙的长期命运：是最终的热寂，还是某种未知的“大撕裂”？ 第三部分：超越标准模型——基础物理的未来图景 当我们凝视更深层次的物理规律时，我们必须面对量子场论的局限性。本书深入探讨了旨在统一四种基本作用力的前沿理论。 超弦理论（String Theory）被详细介绍，不是作为确定的物理定律，而是作为一种数学框架，它暗示了额外的维度，以及如何通过紧化（Compactification）来解释我们观测到的低能物理。我们分析了M理论的最新进展及其对景观（Landscape）问题的挑战——即为什么我们的宇宙选择了如此特定的物理常数。 与之竞争的，是圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）。LQG试图在不依赖超对称或额外维度的情况下，对时空本身进行量子化，将时空结构描述为由有限的“原子”构成的网络。本书对比了弦论与LQG在处理奇点问题上的不同优势与缺陷。 此外，本书还探讨了对偶性（Duality）在物理学中的革命性作用，例如AdS/CFT对应，它提供了一种在某些极端情况下，将引力理论映射到无引力量子场论的强大工具，预示着统一量子引力和引力的新路径。 第四部分：宇宙学中的人类视角 最终，本书将宏大的物理学探索与哲学的反思相结合。在理解了宇宙的广阔与冷漠之后，我们必须面对“人择原理”（Anthropic Principle）的争议。我们是否生活在一个“微调”的宇宙中，其常数恰好允许智慧生命出现？我们考察了弱人择原理和强人择原理的哲学含义，以及它们对多重宇宙（Multiverse）假说的推断。 《星辰回响》不仅是对当代物理学前沿的忠实记录，更是一次对人类认知极限的勇敢挑战。它旨在引导读者超越日常经验，用最深刻的数学语言去聆听宇宙深处传来的、关于存在本质的“低语”。本书为那些对时间、空间、物质的终极构成以及我们自身在这一切中的位置感到好奇的求知者准备。它探讨的是宏观宇宙的命运，是量子泡沫的涟漪，是支配万物的基本法则，而非任何具体的生命现象或地理分布。

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