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出版者:Springer

作者:Peter D. Lax

出品人:

页数:640

译者:

出版时间:2005-5-20

价格:USD 149.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780387229256

丛书系列:

图书标签:

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具体描述

A renowned mathematician who considers himself both applied and theoretical in his approach, Peter Lax has spent most of his professional career at NYU, making significant contributions to both mathematics and computing. He has written several important published works and has received numerous honors including the National Medal of Science, the Lester R. Ford Award, the Chauvenet Prize, the Semmelweis Medal, the Wiener Prize, and the Wolf Prize. Several students he has mentored have become leaders in their fields. These two volumes span the years from 1952 up until 1999, and cover many varying topics, from functional analysis, partial differential equations, and numerical methods to conservation laws, integrable systems and scattering theory. After each paper, or collection of papers, is a commentary placing the paper in context and where relevant discussing more recent developments. Many of the papers in these volumes have become classics and should be read by any serious student of these topics. In terms of insight, depth, and breadth, Lax has few equals. The reader of this selecta will quickly appreciate his brilliance as well as his masterful touch. Having this collection of papers in one place allows one to follow the evolution of his ideas and mathematical interests and to appreciate how many of these papers initiated topics that developed lives of their own.

《星辰彼岸的低语：宇宙深空探索的未解之谜与未来展望》内容提要：本书并非对既有理论的简单汇编，而是对人类认知边界的又一次大胆叩问。我们生活在一个充满未知的宇宙之中，而我们所能观测到的，或许仅仅是冰山一角。本书将带领读者深入探索当前天体物理学、宇宙学领域最前沿、最具争议性，同时也最引人入胜的未解之谜。它聚焦于那些尚未被主流教科书完全接纳，却在严肃科学讨论中占据重要地位的理论模型、观测异常和哲学思考。第一部分：隐秘的构成——暗物质与暗能量的本质追寻宇宙的绝大部分质量与能量似乎都潜藏在我们的感官和现有粒子物理学的框架之外。本书将首先详尽剖析“暗”的领域。第一章：重构引力的幽灵本章不满足于对标准ΛCDM模型的简单复述，而是深入探讨替代引力理论的必要性。我们将详细考察修正牛顿动力学（MOND）的成功之处与局限性，尤其是在解释星系团尺度的观测数据时所面临的挑战。随后，我们将聚焦于超光速效应和时空结构在极高引力场下的非线性行为，探究是否有可能存在一种尚未被发现的场，它在弱引力环境下表现为暗物质效应，而在强引力场中则与广义相对论发生微妙的耦合。我们特别关注如何设计实验来区分纯粹的粒子候选体（如WIMPs、轴子）与引力模型的修正。第二章：宇宙膨胀的驱动力：负压力的起源暗能量，作为驱动宇宙加速膨胀的神秘力量，其本质仍然是宇宙学最大的谜团之一。本书将批判性地审视真空能量密度与观测结果之间的巨大差异（宇宙学常数问题）。我们将花费大量篇幅探讨动态暗能量模型，例如标量场理论（Quintessence）及其变体，并对比观测到的宇宙尺度因子演化历史与这些模型的预测。一个重要的讨论点是：暗能量是否具有空间或时间上的非均匀性？如果宇宙在不同区域表现出不同的膨胀速率，这将如何重塑我们对未来宇宙命运的预测？本书将引入一些前沿的模拟结果，展示在不同暗能量方程状态下，大型结构形成和宇宙微波背景（CMB）的极化模式可能出现的细微偏差。第二部分：时空边界的遐想——黑洞、奇点与信息悖论黑洞是时空结构中最极端的体现。本书将超越事件视界的概念，探讨这些极端天体内部和边界所蕴含的深刻物理学难题。第三章：信息之谜与火墙的争议霍金辐射的提出彻底颠覆了我们对黑洞的理解，但也带来了著名的信息悖论。本书将详尽回顾量子场论在弯曲时空中的处理方式，并深入剖析近年来围绕黑洞信息守恒的最新争论。我们将详细分析“防火墙”假说的物理基础及其对等效原理的挑战。此外，我们还将探讨量子引力尝试解决此问题的一些思路，例如利用AdS/CFT对应关系来理解黑洞蒸发过程中的信息释放机制。我们不预设任何结论，而是尝试搭建一个清晰的辩论框架，供读者思考信息是永久丢失、被编码在视界上，还是以某种难以察觉的方式逃逸。第四章：奇点之外的图景广义相对论在黑洞中心预测了密度无限大的奇点。本书认为，奇点并非物理实在，而是现有理论的崩溃点。我们将考察对奇点的可能替代描述，包括“黑洞星”（Fuzzballs）概念、自洽的量子几何模型，以及环量子引力（LQG）对大爆炸和黑洞内部的描述，即“奇点被平滑”的场景。我们还将讨论如何在极端条件下通过引力波探测来寻找这些替代模型的间接证据。第三部分：系外行星与地外生命的哲学边界我们是否孤独？这是一个古老的问题，但现代天文学正以前所未有的速度积累着新的线索。第五章：宜居性光谱的扩展传统的“宜居带”概念过于保守。本书将探讨极端环境下的生命潜力，例如冰卫星下的液态海洋（如木卫二、土卫二），它们可能依赖潮汐加热而非恒星光照。我们将深入分析系外行星大气光谱的复杂性，特别关注那些在地球上不被视为生命标志的生物标记物（Biosignatures）的潜在误导性。例如，高浓度甲烷或氧气可能存在非生物成因，反之，某些非传统化学过程产生的气体又可能被我们忽略。本书着重探讨“替代生物化学”的可能性，即基于硅、氮或拥有不同溶剂的生命形式。第六章：费米悖论的新视角与文明的演化费米悖论——为什么我们还没有发现任何外星文明的明确证据——至今无解。本书将系统性地梳理和评估各种解决方案，从“大过滤器”理论（即文明发展到星际旅行阶段的某个门槛极难跨越）的不同位置（过去、现在或未来）进行深入探讨。我们还将引入社会学和技术哲学的视角，讨论高阶文明是否会主动选择“寂静”，例如，将自身存在转移到虚拟现实或微型化结构中，从而在可观测的宇宙尺度上变得“隐形”。最后，本书对卡尔达舍夫等级进行了批判性重估，提出一个侧重于信息处理能力和可持续性的新分级体系。结语：科学的谦卑与无限的征途本书以对人类认知的限制进行反思而收尾。我们强调，真正的科学进步往往来自于对既有范式的怀疑。宇宙的本质可能远比我们最狂野的想象更为奇异。本书旨在激发读者对这些核心问题的持续探索精神，因为每一次未解之谜的解答，都将是人类文明认知疆域的又一次拓展。