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出版者:

作者:丁革媛 编

出品人:

页数:286

译者:

出版时间:1970-1

价格:30.00元

装帧:

isbn号码:9787560623160

丛书系列:

图书标签:

• 计算机基础
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• 计算机

好的，这是一份针对一本名为《大学计算机基础教程》的书籍的详细图书简介，这份简介完全不包含《大学计算机基础教程》这本书的任何具体内容，旨在介绍一本内容截然不同的书籍，并以自然、专业的风格撰写，字数控制在1500字左右。 --- 图书名称：《量子纠缠与时空几何的交织：现代物理学前沿探索》 导言：超越经典认知的边界 本书《量子纠缠与时空几何的交织：现代物理学前沿探索》并非聚焦于计算技术、软件应用或基础编程逻辑，而是将读者的目光引向当代物理学最深邃、最引人入胜的领域：量子信息、引力理论的统一，以及时空结构的本质。在二十一世纪，科学的疆域正在以前所未有的速度扩展，传统学科的界限日益模糊。本书旨在为具备一定科学素养的读者提供一个深入、严谨而又富有洞察力的视角，去理解那些定义了我们宇宙基本运作规律的前沿课题。我们不探讨如何使用计算机解决问题，而是探讨构成“问题”本身，以及我们观察和测量世界的工具——时空和物质——其最底层的原理。 第一部分：量子纠缠的非定域性与信息革命 本书的开篇聚焦于量子力学的核心谜团之一：量子纠缠。这并非关于算法效率或数据存储的讨论，而是关于现实本质的哲学和物理学叩问。 1.1 贝尔不等式的实验验证与量子世界的“鬼魅般的超距作用” 我们将详细回顾爱因斯坦、波多尔斯基和罗森（EPR）佯谬的提出背景，并深入分析自约翰·贝尔提出贝尔不等式以来，一系列里程碑式的实验（如Aspect实验）如何无可辩驳地确立了量子力学的非定域性特征。这里关注的是量子态的关联性如何超越了经典物理对“局域实在性”的预设。我们将探讨波函数塌缩的解释难题，以及相干性与退相干性的物理机制。 1.2 量子信息论的基础：从量子比特到量子隐形传态 本部分将严谨地阐述量子比特（Qubit）与经典比特的根本区别，侧重于量子叠加态和纠缠态作为资源的重要性。我们将细致剖析量子隐形传态（Quantum Teleportation）的物理过程，强调它传递的是量子态而非物质或经典信息，这对于理解未来量子网络的基础至关重要。此外，还会介绍量子纠错码（Quantum Error Correction Codes）的数学结构及其在抵抗环境噪声方面的关键作用，这与经典信息论中的纠错机制存在本质区别。 1.3 量子计算的物理极限与应用前景（侧重物理基础） 虽然本书不教授编程，但我们会深入探讨量子计算机的物理实现路径，例如超导电路、离子阱和拓扑量子比特的物理原理。我们将分析Shor算法和Grover算法背后的量子并行性，并探讨其对计算复杂性理论的深远影响，即哪些问题在物理上是可有效解决的，哪些可能永远超出我们的计算能力。 第二部分：广义相对论与黎曼几何的深层结构 视角从微观转向宏观，我们进入爱因斯坦的引力领域，探讨时空自身的几何属性。 2.1 黎曼几何的回顾与张量分析的几何语言 要理解现代引力理论，必须掌握描述弯曲时空的数学工具。本章将全面回顾微分几何的基础，包括流形、切空间、协变导数、度规张量（Metric Tensor）以及里奇张量（Ricci Tensor）。我们将强调这些工具如何将物理定律转化为对时空几何的描述，这与欧几里得几何的线性代数处理方式截然不同。 2.2 爱因斯坦场方程的物理含义与解决方案 我们将详细解析爱因斯坦场方程（$G_{mu u} = frac{8pi G}{c^4} T_{mu u}$）的每一个分量所代表的物理意义——左侧描述了时空的几何曲率，右侧描述了物质和能量的分布。随后，我们将探讨其几个经典解，如史瓦西解（描述静态球对称星体，引出黑洞概念）、克尔解（描述旋转黑洞），以及弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克（FLRW）度规，后者是现代宇宙学描述均匀、各向同性宇宙膨胀的基石。 2.3 黑洞热力学与信息悖论 黑洞不再仅仅是理论上的奇点，而是具有温度、熵的物理实体。我们将介绍霍金辐射的理论推导，探讨黑洞的Bekenstein-Hawking熵公式，并聚焦于至今未解的“黑洞信息悖论”——信息是否真的被永久地消散在黑洞视界之后？这一矛盾直接挑战了量子力学的基本原则。 第三部分：寻求统一：量子引力学的挑战与前沿路径 本书的最高潮部分，是探讨如何将描述微观世界的量子力学与描述宏观引力的广义相对论统一起来的尝试。 3.1 经典统一尝试的失败与量子化引力的必要性 我们将回顾将引力视为场的量子理论（QFT）的尝试如何导致不可重整化的发散问题，从而揭示了将量子场论和广义相对论简单叠加的局限性。这迫使物理学家寻找全新的数学框架来描述普朗克尺度下的时空结构。 3.2 弦理论（String Theory）的几何图像 本书将详细介绍弦理论的核心概念：将基本粒子视为一维的、振动的“弦”。我们将探讨超对称性（Supersymmetry）在理论中的作用，以及对额外空间维度（Compactified Dimensions）的数学要求。重点将放在M理论试图将五种不同的超弦理论统一起来的尝试，以及其在解决引力量子化问题上的潜力。 3.3 圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）的时空离散化 作为弦理论的主要竞争者，LQG提供了一种完全不同的路径。本章将解释LQG如何从连接子代数（Spin Networks）和圈变量（Holonomies）出发，自然地导致时空在普朗克尺度上是“量子化”和离散化的，而非连续的。我们将讨论LQG如何解决奇点问题，并探究其在预测早期宇宙演化方面的最新进展。 结论：未知的疆域 《量子纠缠与时空几何的交织》旨在展示现代物理学研究的深度和广度。本书的读者将离开对日常经验的依赖，进入一个由概率波、弯曲时空和统一性假设所构成的世界。这不是一本关于“如何做”的实用指南，而是一部关于“宇宙如何存在”的深刻思辨录，引导读者理解驱动当代基础物理研究的最核心问题和最前沿的数学工具。 ---

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