Introduction to the Philosophy of Science pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:O'Hear, Anthony

出品人:

页数:250

译者:

出版时间:1989-3

价格:$ 67.80

装帧:

isbn号码:9780198248132

丛书系列:

图书标签:

科学
哲学
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具体描述

This book is a balanced and up-to-date introduction to the philosophy of science. It covers all the main topics in the area, as well as introducing the student to the moral and social reality of science. The author's style is free from jargon, and although he makes use of scientific examples, these should be intelligible to those without much scientific background. At the same time the questions he raises are not merely abstract, so the book will be of interest and concern to scientists as well as philosophers. The author discusses the growth of knowledge of science, the status of scientific theories and their relationship to observational data, the extent to which scientific theories rest on unprovable paradigms, and the nature of scientific explanations. In later chapters he considers probability, scientific reductionism, the relationship between science and technology, and the relationship between scientific and other values.

探索宇宙的终极蓝图：当代宇宙学与粒子物理学前沿一本深入浅出、引人入胜的著作，带领读者穿越时空，直抵宇宙起源的奥秘，并揭示构成万物的基本粒子如何协同作用，塑造我们所认知的现实。第一部分：时空的交响曲——从宏观到极端的宇宙图景第一章：宇宙的诞生与膨胀：大爆炸模型的精修本书的第一部分将从我们所处的宏大尺度——宇宙——开始。我们将详细探讨自20世纪初以来，基于爱因斯坦广义相对论建立的$Lambda$CDM（Lambda Cold Dark Matter）标准宇宙学模型。本章不仅回顾了宇宙微波背景辐射（CMB）的发现及其在验证早期宇宙热大爆炸模型中的决定性作用，还将深入解析CMB的极化模式，特别是B模极化信号，它可能携带的关于宇宙暴胀（Inflation）阶段的原始引力波信息。我们将追溯宇宙从普朗克时期（$10^{-43}$秒）的极热、极密状态，到暴胀期（Inflationary Epoch）如何解决了哈勃膨胀、视界问题和磁单极子问题的过程。随后，我们将分析物质-辐射-暗能量主导时期的过渡，并重点讨论宇宙学参数（如哈勃常数$H_0$、物质密度$Omega_m$和暗能量密度$Omega_{Lambda}$）的最新测量值，以及当前“哈勃张力”（$H_0$ Tension）所揭示的可能超出标准模型的物理学暗示。第二章：黑暗的统治者：暗物质与暗能量的本质探究宇宙中超过95%的能量密度由我们无法直接观测到的物质和能量构成。本章致力于解构这两个宇宙学最大的谜团。关于暗物质，我们将系统梳理其证据链：从星系旋转曲线的观测，到星系团尺度的引力透镜效应，再到大尺度结构形成的模拟结果。随后，我们将深入探讨候选理论，包括弱相互作用重粒子（WIMPs）、轴子（Axions）以及更奇异的理论模型。本章将详述当前地面探测（如XENONnT, LZ实验）和空间探测（如AMS-02）的实验设计原理与最新限制，并探讨对“温热暗物质”（WDM）和“自相互作用暗物质”（SIDM）的探索。至于暗能量，本章聚焦于其作为宇宙加速膨胀的驱动力。我们将全面评估主流模型——宇宙学常数（Vacuum Energy）与修正引力理论（Modified Gravity, 如f(R)引力）。通过分析Ia型超新星观测（如Supernova Cosmology Project和SDSS-III/IV Baryon Acoustic Oscillation Spectroscopic Survey, BOSS）提供的数据，我们试图理解暗能量的性质（状态方程$w$）是否随时间变化。第三章：时空的几何学与引力的新视野广义相对论（GR）是描述引力现象的基石，但在极端条件下，我们必须考虑其局限性。本章将从爱因斯坦场方程出发，探索黑洞的数学结构——包括史瓦西解、克尔解以及霍金辐射的理论基础。重点在于引力波天文学的革命性进展。我们将详细剖析激光干涉引力波天文台（LIGO/Virgo/KAGRA）如何首次直接探测到双中子星并合（GW170817）和双黑洞并合事件。这些事件不仅证实了GR在强场区域的有效性，还通过多信使天文学（Multi-messenger Astronomy）开辟了利用引力波研究极端天体物理过程和早期宇宙的新窗口。我们还将探讨寻找更高频率的引力波信号（如脉冲星定时阵列，PTA）以及对修正引力理论检验的潜力。第二部分：万物的基石——粒子物理学的标准模型与超越第四章：粒子物理学的标准模型（SM）：成功的架构与内在的张力第二部分将视角收缩至普朗克尺度以下，进入基本粒子的微观世界。本章将系统介绍粒子物理学的标准模型——一个描述电磁力、弱核力和强核力的量子场论框架。我们将详述费米子（夸克和轻子）的家族结构、规范玻色子（光子、W/Z玻色子、胶子）的作用，以及希格斯机制如何赋予规范玻色子和费米子静止质量。本章将深入解析强相互作用力的核心理论——量子色动力学（QCD）。我们将解释夸克禁闭现象、渐近自由性，以及计算强子结构（如质子和中子）所需的微扰与非微扰方法。同时，我们将评估SM的实验验证，包括对$W$和$Z$玻色子质量的精确测量，以及对CP破坏现象（如Kaon和B介子衰变）的描述能力。第五章：希格斯玻色子的遗留问题与新物理学的探索 2012年LHC发现的希格斯玻色子（Higgs Boson）是SM的最后一块拼图，但它同时也暴露了理论上的重大难题。本章将聚焦于“希格斯质量的层次结构问题”（Hierarchy Problem）：为什么希格斯质量（约125 GeV）远低于理论上预期的普朗克尺度？我们将探讨解决这一问题的热门理论方案，包括超对称性（Supersymmetry, SUSY）——它如何通过引入超伴子来“软化”希格斯质量的圈图修正，以及额外维度模型（Extra Dimensions）——例如Randall-Sundrum模型。此外，本章还将讨论对希格斯耦合常数的精确测量，例如对顶夸克和自耦合常数的探索，这些测量是检验SM有效性的关键探针。第六章：中微子的奥秘与大统一的追求中微子——似乎质量为零，却有着深刻的物理意义。本章详细阐述中微子振荡现象的证据，这无可辩驳地证明了中微子具有非零静止质量，从而直接“超出了”原始标准模型。我们将分析太阳中微子问题、大气中微子振荡实验（如Super-Kamiokande, IceCube）的最新结果，并探讨质量起源的机制，如“跷跷板机制”（Seesaw Mechanism）。最后，本章将视野提升至能标更高的领域，探讨将SM的三个基本力统一起来的理论尝试——大统一理论（GUTs）。我们将评估如SU(5)和SO(10)等模型的特征，并探讨通过质子衰变实验（如Super-Kamiokande, DUNE）寻找GUTs预言的迹象，以及这些统一理论如何与宇宙学中的暴胀和重子生成机制相联系。结论：未竟的旅程本书的收尾部分将综合前六章的内容，描绘未来十年物理学和宇宙学可能的发展方向。我们将讨论连接量子引力和弦理论的尝试，以及对“真空稳定性”和“终极理论”的哲学思考。读者将带着对宇宙从最微小尺度到最大尺度的整体理解，认识到我们当前的科学知识边界，以及前沿实验将如何挑战和重塑我们对现实的认知。