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出版者:北京大学医学

作者:P·ZIPES 编

出品人:

页数:1102

译者:

出版时间:2008-1

价格:312.00元

装帧:

isbn号码:9787810719940

丛书系列:

图书标签:

• 心脏电生理
• 心律失常
• 心电图
• 介入电生理
• 射频消融
• 起搏器
• ICD
• 电生理机制
• 心血管疾病
• 临床电生理

宇宙之秘：从暗物质到弦理论的边界探索 图书简介： 《宇宙之秘：从暗物质到弦理论的边界探索》并非是一本关于生物医学或人体生理的著作。它是一部深入宇宙学、粒子物理学和理论物理学前沿的宏大叙事，旨在揭示我们所处宇宙的终极构成与运行法则。本书以严谨的科学态度，结合最新的观测数据与最具争议性的理论模型，带领读者穿越时空，探索从宇宙大爆炸的微观起源到时空结构宏观演化的每一个关键节点。 本书的叙事结构围绕着现代物理学面临的几大核心谜团展开：暗物质的本质、暗能量的驱动力、量子引力的缺失，以及统一所有基本力的“万有理论”的可能性。 第一部分：未知的构成——暗物质与暗能量的狩猎 我们所能直接观测到的普通物质，仅占宇宙总质能的不到5%。剩下的绝大部分——约27%的暗物质和约68%的暗能量——构成了宇宙的“幽灵骨架”。 本部分首先对暗物质的证据进行了详尽的梳理，从星系旋转曲线的异常到引力透镜效应的观测，再到宇宙微波背景辐射（CMB）的精确测量。我们深入探讨了当前最主流的候选粒子模型，包括弱相互作用重粒子（WIMPs）的理论框架及其在地下实验室（如XENONnT、PandaX）的直接探测尝试。此外，本书也公正地分析了替代性的修正引力理论（如MOND），探讨了它们在解释现有观测数据时的优势与局限。 随后，我们将焦点转向推动宇宙加速膨胀的神秘力量——暗能量。本书不仅复盘了Ia型超新星观测如何确立了暗能量的存在，更详细阐述了宇宙学常数（$Lambda$）模型所面临的“真空灾难”困境——理论预测值与观测值之间高达 $10^{120}$ 量级的惊人差异。我们随后剖析了动态暗能量模型，如昆托（Quintessence）理论，以及它们如何试图在不同宇宙学尺度上重构宇宙的演化历史。 第二部分：时空与粒子的交织——标准模型的超越 现代物理学的基石是粒子物理学的“标准模型”，它成功描述了电磁力、弱核力和强核力。然而，标准模型无法解释引力的存在，也无法解释中微子的质量。 本部分首先对标准模型进行了一次高屋建瓴的回顾，重点阐述了希格斯机制如何赋予基本粒子质量，并讨论了大型强子对撞机（LHC）发现希格斯玻色子之后的后续研究方向，例如寻找超对称伙伴粒子（SUSY）的迹象。 接着，本书进入了对“新物理学”的深入探索。超对称理论（Supersymmetry）被视为连接量子场论与引力的重要桥梁，它预测了每种已知费米子都有一个玻色子伴侣，反之亦然。我们详细分析了SUSY在解决层次性问题中的作用，并评估了当前高能实验中尚未发现超对称粒子的理论影响。此外，本书也探讨了超越标准模型（BSM）的其他构想，例如额外的空间维度理论（如Randall-Sundrum模型），这些理论试图解释为何引力在宏观尺度上如此之弱。 第三部分：终极统一——量子引力与弦理论的几何愿景 物理学最宏伟的目标是实现“万有理论”——将广义相对论（描述引力与时空）与量子力学（描述微观世界）统一起来。这是本书最具挑战性也最富想象力的部分。 我们首先回顾了将时空量子化的尝试，包括圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）。LQG试图将时空结构离散化，描绘出“时空原子”的概念，并在量化体积与面积算符方面取得了显著进展。 随后，全书的重心转向了当前最有希望的候选理论——弦理论（String Theory）及其演进的M理论。本书系统地介绍了弦理论的基本原理：将基本粒子视为一维的、振动的“弦”，而不是零维的点粒子。我们剖析了玻色弦理论的不足，并聚焦于超弦理论，解释了其如何自然地纳入引力子（引力载体）的描述。 更进一步，本书详细阐述了五种不同超弦理论如何统一在 M 理论（M-theory）的框架之下，而 M 理论则要求存在十一个时空维度。我们探讨了紧化（Compactification）的概念，即多余的维度是如何被卷曲成微小的卡拉比-丘（Calabi-Yau）流形，以及这种几何结构如何决定了我们宇宙中粒子的性质和力的强度。书中还深入讨论了全息原理（Holographic Principle）和 AdS/CFT 对应关系，这是理解量子引力信息论和黑洞物理的关键工具。 结论与展望 《宇宙之秘》不仅是对现有科学成就的总结，更是对未来研究方向的展望。它探讨了宇宙的最终命运——大撕裂、大坍缩还是永恒的膨胀？它思考了我们身处的宇宙在“景观”（Landscape）中的位置，即弦理论预测的 $10^{500}$ 种可能宇宙结构中的哪一种。 本书的受众面向所有对宇宙终极奥秘抱有好奇心并具备一定科学素养的读者。它以严谨的物理学基础为支撑，同时以宏大的哲学视野为导引，展现了人类认知边界的不断拓展与永不停歇的探索精神。这不是一本解答所有问题的书，而是一部引导读者进入人类最前沿科学思想迷宫的地图。

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