Classical and Quantum Gravity Research pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Christiansen, Mikkel N. (EDT)/ Rasmussen, Tobias K. (EDT)/ Anderson, Edward (CON)/ Basini, Giuseppe

出品人:

页数:548

译者:

出版时间:

价格:1274.00 元

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isbn号码:9781604563665

丛书系列:

图书标签:

• 广义相对论
• 量子引力
• 引力波
• 黑洞物理
• 宇宙学
• 时空结构
• 弦理论
• 量子场论
• 高能物理
• 理论物理

《经典与量子引力研究》 内容简介 《经典与量子引力研究》是一本深入探讨引力理论基石及其前沿发展的重要著作。本书不局限于单一学科视角，而是致力于呈现经典引力理论（以爱因斯坦的广义相对论为代表）与量子引力理论（旨在统一量子力学与广义相对论的各种尝试）之间的深刻联系与根本分歧。通过对这两个理论支柱的细致梳理与批判性分析，本书旨在为读者构建一个理解宇宙最基本相互作用之一——引力的全面图景。 第一部分：经典引力理论的稳固基石 在本部分，我们将从历史的维度出发，回顾引力理论的演进历程。从牛顿的万有引力定律，到爱因斯坦划时代的广义相对论，本书将详细阐述经典引力理论是如何从描述宏观天体运动的经验法则，发展成为一种描述时空几何及其与物质能量相互作用的深刻理论。 牛顿引力与时空观的革命： 探讨牛顿引力定律在解释行星轨道、潮汐现象等方面的巨大成功，以及其背后的绝对时空观。分析牛顿理论的局限性，为理解广义相对论的必要性奠定基础。 爱因斯坦的广义相对论： 深入剖析广义相对论的核心思想，包括等效原理、弯曲时空、引力场方程等。通过详细解释爱因斯坦场方程的张量形式及其物理意义，展示物质能量如何决定时空的几何结构，以及时空的几何如何影响物质的运动。 广义相对论的实验检验： 系统回顾一系列对广义相对论的精密实验检验，例如水星近日点进动、光线在引力场中的偏折、引力红移等。阐述这些实验如何有力地支持了广义相对论，并对其进行精确的约束。 广义相对论在宇宙学中的应用： 探讨广义相对论如何成为现代宇宙学的基石，包括宇宙膨胀模型（如弗里德曼方程）、黑洞的预测与性质、引力波的理论预言等。分析广义相对论在解释大尺度结构形成、宇宙演化等重大问题上的核心作用。 经典引力理论的挑战与未解之谜： 指出广义相对论在奇点问题（如黑洞中心和宇宙大爆炸初始时刻）、其与量子力学的不相容性等方面的固有困难。这些挑战预示着对更深层次理论的需求。 第二部分：量子引力理论的探索之路 面对经典引力理论在极端条件下的失效，以及量子力学在微观世界的普适性，物理学家们一直在寻求一个能够统一这两大支柱的量子引力理论。本部分将重点介绍目前主要的量子引力研究方向及其核心概念。 量子力学与引力的根本矛盾： 深入分析广义相对论的几何描述与量子力学的场论描述之间的根本性差异，以及为何简单的量子化方法无法直接应用于广义相对论。 弦理论及其量子引力解决方案： 介绍弦理论的基本概念，包括基本粒子被视为微小的振动弦，以及超弦理论如何自然地包含引力子（作为闭弦的激发态）。阐述弦理论的强大统一能力，以及其在解决引力奇点问题和统一基本力方面的潜力。讨论M理论及其在高能物理和宇宙学中的意义。 圈量子引力理论： 阐述圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）的核心思想，即时空本身是量子化的，具有离散的结构，由“圈”或“自旋网络”构成。解释LQG如何避免紫外发散，并在黑洞熵计算和早期宇宙模型方面取得进展。 渐进安全引力： 介绍渐进安全（Asymptotic Safety）概念，探讨在某种意义上，引力可能在能量很高时仍然是可重整化的。分析其在高能引力行为的理解中的作用。 其他量子引力方法： 简要介绍其他正在发展的量子引力研究方向，例如因果动力学三角剖分（Causal Dynamical Triangulations, CDT）、非交换几何方法等，展示量子引力研究的多元化视角。 量子引力理论的实验证据展望： 讨论当前和未来可能用于检验量子引力理论的实验方法，例如对宇宙微波背景辐射的精密测量、对黑洞附近现象的观测、以及可能出现的量子引力效应在高能粒子碰撞或宇宙射线中的痕迹。 第三部分：连接经典与量子：前沿研究与未来展望 本部分旨在建立经典引力理论与量子引力理论之间的桥梁，探讨两者之间的深刻联系，并展望未来的研究方向。 黑洞的视界与量子信息： 深入探讨黑洞的霍金辐射、黑洞熵以及黑洞信息悖论。分析信息悖论如何成为连接广义相对论与量子力学的重要切入点，以及量子信息论在理解黑洞蒸发过程中的作用。 宇宙学常数与真空能： 讨论宇宙学常数在广义相对论中的地位，以及量子场论对真空能的预测与观测值之间的巨大差异（宇宙学常数问题）。分析量子引力理论如何可能解决这一问题。 引力波天文学的新纪元： 详细介绍引力波探测器（如LIGO、Virgo、KAGRA）的原理和观测成就，以及它们如何为检验广义相对论的强场效应和探索新的引力理论提供前所未有的机会。 时空的量子几何与宏观世界： 探讨尽管量子引力效应在宏观尺度上极其微弱，但其对早期宇宙和宇宙基本常数的决定可能具有至关重要的影响。 面向未来的研究方向： 总结当前量子引力研究中最活跃和最有前途的方向，并提出未来研究可能关注的问题，例如量子引力与暗物质、暗能量的联系，以及在更基本的层面理解时空本身的性质。 《经典与量子引力研究》适合对宇宙学、天体物理学、理论物理学以及数学物理学有浓厚兴趣的研究生、博士后研究人员以及资深学者。本书以严谨的数学推导和清晰的物理概念阐释，旨在培养读者独立思考和解决复杂物理问题的能力，引领读者深入探索宇宙最深层的奥秘。

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坦白讲，这本书的入门门槛高到令人发指，但一旦你穿过最初的迷雾，你会发现一个令人神往的知识殿堂。我特别留意了其中关于量子引力模型之间如何进行对偶性检验的章节，作者详细阐述了某些看似完全不同的理论框架在特定极限下是如何收敛到相同物理图像的。这种数学上的优雅性，简直是一种艺术的体现。书中的图示，尤其是那些拓扑结构和费曼图的变体，虽然抽象，但却无比精确地捕捉了理论的核心。我发现，这本书的价值不仅仅在于传授既有的知识，更在于它激发读者去质疑现有模型的局限性。它没有给出最终的“万有理论”，相反，它清晰地指出了当前所有尝试所面临的根本性困难，例如信息悖论的持久性，以及在非线性引力场中保持幺正性的挑战。这本书就像一位经验丰富的登山向导，他不会替你攀登，但他会告诉你哪条路最危险，哪处的视野最好，让你带着清醒的认知，去探索未知的山峰。

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这本厚重的著作摆在我的书架上，已经有一段时间了，我每次拿起它，都会被其内容的广度和深度所震撼。它不像市面上那些追求快速入门的科普读物，它要求读者付出心力去咀嚼那些晦涩的公式和概念。我花了数周的时间，才勉强跟上了第一部分的节奏，那里对爱因斯坦场方程的详尽解析，简直是一场对经典广义相对论美学和力量的致敬。作者对于时空几何的描述，那种如同雕塑家打磨璞玉般的细致，让人不禁对这位物理学家的洞察力感到由衷的敬佩。然而，当我进入到关于量子场论与引力耦合的部分时，难度陡然上升。那些复杂的算符、正则化技巧以及路径积分的表述，着实考验了我对量子力学基础的掌握程度。虽然有些段落我不得不暂时跳过，查阅其他辅助材料，但这反而激发了我更深层次的求知欲。这本书的价值就在于，它拒绝提供廉价的答案，而是引导读者亲身去感受理论构建的艰辛与乐趣，是一种对治学精神的磨砺。

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这本书的封面设计得非常引人注目，那种深邃的蓝色调配上星系的图案，一下子就把你拉入了一种宏大而神秘的宇宙图景之中。我是在一个学术交流会上偶然看到它的，当时就被那充满哲学思辨的标题所吸引。翻开扉页，首先映入眼帘的是一份详细的作者介绍，看得出作者在理论物理领域有着深厚的积累和独到的见解。尽管我本身的研究方向并非完全聚焦于此，但我对那些试图统一描述引力和量子世界的努力一直抱有极大的兴趣。这本书的排版非常清晰，图表制作精良，即便是那些复杂的数学推导，在作者的精心编排下也显得逻辑严谨，易于跟进。我尤其欣赏其中对于早期宇宙膨胀模型的梳理，那种将抽象理论与可观测现象紧密结合的叙述方式，极大地增强了阅读的代入感。书中对弦理论和圈量子引力等前沿课题的讨论，虽然深度十足，但作者巧妙地运用类比，使得非专业人士也能窥见其核心思想的精妙之处。总的来说，这是一本值得反复研读的严肃著作，它不仅仅是一本教科书，更像是一场关于宇宙终极奥秘的智力探险的邀请函。

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我是在一个漫长的寒假里，希望挑战自己阅读一本真正“硬核”的书籍时，选择了这本书。老实说，我的背景更偏向于实验物理和数据分析，所以这次纯理论的阅读体验对我来说是一次不小的“体能”测试。这本书的结构安排非常有意思，它先用宏伟的笔触描绘了宏观引力场的景象，如同在星际尺度上俯瞰万物，那种史诗般的叙事感让人心潮澎湃。随后，笔锋一转，急剧缩小到普朗克尺度，探讨微观世界中引力子的幽灵般的行为。这种尺度上的巨大跨越，本身就构成了一种震撼。我发现作者在处理信息论与黑洞熵的关系时，展现出了一种跨学科的洞察力，这部分内容极大地拓宽了我对信息守恒在极端物理环境下的理解。虽然我可能永远无法完全掌握其中所有的数学工具，但这本书成功地在我心中播下了一颗种子：对那些尚未解决的物理学难题的敬畏之心。它让我意识到，我们对宇宙的理解，仍然处于一个非常初级的阶段。

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这本书的装帧设计有一种复古的厚重感，纸张的质地也偏硬，拿在手里沉甸甸的，仿佛捧着一个世纪的智慧结晶。我最欣赏的是它对于历史脉络的梳理。作者并没有将各种理论视为凭空出现的，而是细致地追溯了从牛顿力学到相对论，再到量子力学发展过程中的关键思想转折点，特别是那些被主流理论所取代的尝试，也被给予了公正的评价。这种对“失败的尝试”的关注，比只强调成功路径更有启发性。它让我们看到，科学的发展并非一条直线，而是充满了迂回和争论。阅读过程中，我仿佛能听到那些伟大学者们在各自的时代背景下，为突破现有框架而进行的艰苦卓绝的思考。这本书的语言风格显得非常沉稳，带着一种学术上的克制，避免了不必要的煽情，一切都以论证和逻辑为先导。这使得它成为了一本可以作为长期参考资料的工具书，随时翻阅，都能找到新的思考角度。

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