空间法概要 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:中国宇航出版社

作者:陈善广 编

出品人:

页数:192

译者:

出版时间:2007-4

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787802182110

丛书系列:

图书标签:

• 空间法
• 航天法
• 国际法
• 法律
• 科技
• 法学
• 太空
• 宇宙
• 概论
• 政策

宇宙之形与秩序：从古希腊到现代物理学的时空探索 本书简介 本书旨在为读者构建一个宏大而精微的宇宙图景，深入剖析人类对“空间”与“时间”这一基本范畴的理解是如何随着科学、哲学和技术的进步而演变的。我们将从古老的形而上学思辨出发，逐步过渡到牛顿的绝对时空观，再到爱因斯坦的相对时空结构，最终触及当代物理学的前沿领域，如弦理论和圈量子引力对时空本质的重新定义。 第一部分：哲学的奠基与早期的几何学思辨 在科学的黎明之前，人类对空间的感知是直观的、经验的，并很快被哲学家们提升到了形而上学的层面。 1. 古希腊的形而上学争论： 柏拉图将空间视为“容器”，是永恒不变的理念世界在物质世界中的摹本。亚里士多德则将空间等同于“物体的界限”或“居所”，强调空间与物体是相互依存的。与此形成鲜明对比的是巴门尼德及其学派对“虚空”的否定，认为运动和变化所需的空间是不存在的，一切都是充实的、同一的实体。这种关于“有”与“无”、“实存”与“虚空”的辩论，奠定了西方宇宙观的基石。 2. 欧几里得的公理体系： 欧几里得在《几何原本》中构建的公理化体系，是人类理性对空间进行形式化描述的巅峰之作。它定义了我们至今仍称之为“平直”的空间——基于五条公设（尤其是平行公设），构建了一个逻辑自洽、可供测量的三维欧几里得空间。这种空间是客观的、中立的、与其中运动的物体相互独立的“背景舞台”。 3. 阿基米德与阿波罗尼奥斯的精确度量： 希腊化时期的学者，如阿基米德，将几何学从纯粹的思辨提升到可以精确计算和预测的工具层面。他们对圆锥曲线、面积和体积的计算，标志着人类开始利用数学工具来量化和描述空间属性。 第二部分：中世纪的宇宙论与笛卡尔的解析转向 中世纪的宇宙观很大程度上承袭了亚里士多德的“有中心”的地球说，但随着技术的发展，对精确测量的需求日益增加。 1. 托勒密系统的完善与挑战： 托勒密的《至大神学论》（Almagest）虽然将地球置于宇宙中心，但其复杂的本轮与均轮系统，虽然在预测天体位置上取得了惊人的精确度，却越来越暴露其数学上的繁琐与本体论上的不自然。 2. 笛卡尔的机械论与空间同一性： 笛卡尔的哲学革命性地将“广延性”（Extension）定义为物质的本质。对他而言，空间就是物质本身，不存在真空。这种观点彻底消除了亚里士多德关于“自然真空不存在”的困惑，并为后来的物理学提供了统一的、基于几何的实在观。通过引入坐标系的概念，笛卡尔开创了代数与几何的融合，使得空间中的任何点都可以用一组数值来唯一确定，这是解析几何的开端。 3. 空间与上帝的关联： 像牛顿这样的早期现代思想家，在接受笛卡尔的机械论影响的同时，仍然需要一个绝对的、永恒的参照系来解释力的作用和物体的运动轨迹。他们将绝对空间视为“上帝的感官”（Sensorium Dei），一个独立于物质、永恒存在且不可感知的背景。 第三部分：牛顿的绝对时空观与自然哲学的统治 艾萨克·牛顿的《自然哲学的数学原理》是经典物理学的基石，它确立了一个直观但本质上是形而上学的时空框架。 1. 绝对时间： 牛顿将时间定义为“均匀流逝，不受外物影响”。绝对时间是宇宙中所有事件的共同背景，一个普适的、不可逆的“现在”在宇宙中是同步的。 2. 绝对空间： 绝对空间是三维的、均匀的、各向同性的，且自身不运动的。它是所有力作用的参照系，是物体绝对位置的终极标尺。尽管牛顿承认我们只能测量相对运动，但他坚持相信存在一个绝对参考系来解释惯性、圆周运动等现象。 3. 莱布尼茨与关系论的早期交锋： 尽管牛顿体系占据主导，莱布尼茨对绝对空间的质疑（关系论）提供了深刻的哲学反思：空间是否仅仅是物体之间相互位置的关系的集合？如果宇宙中只剩下一个物体，它是否仍然有空间？这种辩论预示了两个世纪后时空本质的再次颠覆。 第四部分：黎曼几何与非欧空间的诞生 在物理学尚未突破牛顿框架的时代，纯粹的数学已经悄然揭示了欧几里得空间并非描述“所有可能空间”的唯一方式。 1. 罗巴切夫斯基与罗博林的开创性工作： 19世纪，数学家们开始系统地研究放弃欧几里得第五公设（平行公设）的几何学。在非欧几何中，通过一个点有无数条平行线（双曲几何）或没有平行线（椭圆几何）。这证明了“空间是平直的”这一概念并非逻辑必然，而是依赖于经验观察。 2. 黎曼对弯曲空间的概括： 伯恩哈德·黎曼将这些思想整合，发展出黎曼几何。他引入了“度量张量”（Metric Tensor）的概念，使得空间可以在任意曲率下被描述。黎曼几何描述的空间是内禀的——其性质（如距离、曲率）仅取决于空间本身的结构，而非外部参照系。这为爱因斯坦的广义相对论提供了完美的数学语言。 第五部分：相对论的革命——时空的动态化 20世纪初，物理学对空间的理解经历了最剧烈的变革，空间与时间不再是独立的背景，而是交织成一个统一的、动态的实体。 1. 狭义相对论与闵可夫斯基时空： 狭义相对论（SR）揭示了光速不变原理的后果：空间和时间的测量依赖于观察者的速度。闵可夫斯基将四维时空（$x, y, z, ct$）整合为一个整体。在这个时空中，距离不再是单独的空间距离或时间流逝，而是“时空间隔”（Spacetime Interval），这个间隔在所有惯性参考系中保持不变。时间膨胀和长度收缩是这个统一结构下必然的几何效应。 2. 广义相对论与时空弯曲： 爱因斯坦的广义相对论（GR）是其集大成之作。它将引力解释为质量和能量对四维时空结构的弯曲所产生的几何效应。引力不再是牛顿所说的“超距作用力”，而是物体沿着时空测地线（最短路径）的运动。时空本身是动态的，它可以被物质形塑，反过来也形塑物质的运动。这彻底推翻了绝对空间和绝对时间的观念。 第六部分：现代物理学的前沿挑战 尽管广义相对论成功描述了宏观宇宙的几何结构，但在描述微观尺度和宇宙的起源时，我们仍然面临巨大的挑战，这些挑战的核心仍然是如何理解时空的本质。 1. 量子引力之争： 广义相对论描述的是平滑、连续的时空；而量子力学描述的是离散、量子的世界。将两者统一的“量子引力”理论，必须回答一个核心问题：在普朗克尺度（$10^{-35}$米）上，时空是否仍然是连续的？ 2. 弦理论与高维空间： 弦理论（String Theory）假设基本粒子是微小振动的弦，它要求宇宙至少存在十个或十一个维度才能保持数学上的一致性。我们感知的四维时空（三维空间加一维时间）只是“卷曲”在这些额外维度之上的宏观表现。 3. 圈量子引力与时空的“原子”： 圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）则从另一个角度挑战连续性，它预测空间在极小尺度上是量子化的、离散的“原子”或“圈”。在普朗克尺度下，不存在比这些基本单元更小的空间或时间间隔。时间与空间的概念需要被重构为相互关联的量子态。 4. 黑洞奇点与信息悖论： 黑洞的中心是一个引力无限大的奇点，这是广义相对论失效的地方。理解奇点内部以及事件视界附近的物理学，要求我们对时空边界条件有全新的认识。 总结： 本书带领读者进行了一次跨越两千多年的探索之旅，从柏拉图的洞穴到爱因斯坦的弯曲时空，再到当代理论试图“量化”时空本身的努力。我们看到，空间的概念从未固定不变，它从一个被动的容器，演变成一个主动的、可塑的物理实体，最终成为我们理解物质和能量相互作用的基础框架。对时空本质的追问，即是人类对实在（Reality）终极形态的永恒追索。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆