Jesus is Like My Scanning Electron Microscope pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Armitage, Mark H.

出品人:

页数:72

译者:

出版时间:2008-3

价格:$ 10.11

装帧:

isbn号码:9780595492985

丛书系列:

图书标签:

• 科学
• 宗教
• 类比
• 隐喻
• 扫描电子显微镜
• 耶稣
• 信仰
• 哲学
• 反思
• 现代性

《量子纠缠的织梦者：弦理论与宇宙的微观结构》 本书是一部深入探讨现代物理学前沿——特别是弦理论及其相关领域——的专著。它旨在为对宇宙深层奥秘抱有强烈好奇心的读者，提供一个既严谨又富有启发性的认知框架，以理解我们所处实在的终极构成。 第一章：时空的颗粒性与量子引力的召唤 本章首先回顾了经典物理学在描述宏观世界时的辉煌成就，继而聚焦于其在极端尺度——即普朗克尺度（$approx 10^{-35}$米）——遭遇的根本性障碍。引力，在爱因斯坦的广义相对论中被描绘为时空几何的弯曲，却难以与描述微观粒子的量子力学和谐共存。量子场论在处理引力子时会产生不可消除的无穷大。这种矛盾，被物理学家视为通往“万有理论”的必经之门。我们将细致考察量子引力的核心问题，探讨如何将引力纳入量子框架，并引出对时空本身结构的新思考：空间和时间是否依然是连续的实体，抑或它们在普朗克尺度下展现出某种基本的“颗粒性”？本章将详细剖析圈量子引力（Loop Quantum Gravity）的基本思想，尽管它并非本书的主要焦点，但其关于时空晶格化的构想，为理解后续的弦论提供了重要的背景对比。 第二章：弦的诞生：从基本粒子到一维振子 弦理论的革命性在于对基本粒子的根本性重新定义。本章将详细阐述如何从传统的点状粒子模型过渡到一维的、延伸的能量弦。我们将探讨弦的两种基本类型：开弦（Open String）和闭弦（Closed String）。开弦具有端点，通常与物质粒子（如电子、夸克）的产生相关联；而闭弦则不终止于任何边界，它们被认为是传递相互作用力的载体，特别是引力子（Graviton），这正是弦理论解决量子引力难题的关键所在。 我们深入剖析弦的振动模式。弦的能量和角动量，即我们观察到的粒子的质量、电荷和自旋，都源于这根微小弦的不同振动频率和形态。这为粒子物理学的“标准模型”提供了一个统一的数学框架，所有的费米子和玻色子都成了同一类基本对象的不同音符。本章将引入弦论中的第一个关键数学要求：对特定维度数量的需求。 第三章：高维空间的要求与卡拉比-丘流形 弦理论的内部一致性（Anomaly Cancellation）要求宇宙必须存在多于我们所感知的四维（三维空间加一维时间）。最初的玻色子弦论需要26个时空维度，而超弦理论（Superstring Theory）则要求10维（9空间+1时间）。那么，为什么我们只能感知到四维呢？ 本章的核心内容是“紧致化”（Compactification）。为了解释额外的维度，弦理论假设这些额外的维度被卷曲（curled up）成一个极其微小的几何结构，以至于我们目前的观测手段无法直接探测到它们。我们将重点介绍卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds）。这些复杂而精妙的多维拓扑空间，其特定的几何形状决定了我们低维世界中所有物理定律和基本粒子的性质。不同的卡拉比-丘空间对应于不同的物理常数和粒子谱。本书将通过几何学的视角，展示这些流形如何成为决定宇宙具体形态的“模具”。 第四章：超对称性的引入与五大超弦理论 为了解决费米子（物质粒子）和玻色子（力载体）之间的不平衡，并提升理论的稳定性，超对称性（Supersymmetry, SUSY）被引入弦理论。超对称性预言，每种已知的粒子都对应一个“超伴子”（Sparticle）。虽然尚未在实验中被直接证实，但SUSY是现代物理学中一个极其优美的数学猜想。 本章将系统梳理在10维超引力框架下发展出的五种自洽的超弦理论：I型、IIA型、IIB型、异论（Heterotic）$O(32)$和异论$E_8 imes E_8$。我们将对比它们在弦的开放性/闭合性、手征性（Chirality）以及所包含的规范群方面的差异，探讨它们各自在描述四维世界时的潜在优势与不足。 第五章：对偶性与M理论的统一 20世纪90年代，物理学家们惊奇地发现，这五种看似截然不同的超弦理论之间存在着深刻的数学联系——对偶性（Duality）。例如，强耦合的IIA型理论在数学上等价于弱耦合的IIB型理论，这暗示着它们不过是同一个更深层次理论的不同近似或侧面。 本书的高潮部分将聚焦于“M理论”的兴起。M理论被认为是统一所有五种超弦理论的“母理论”，它运行在11个时空维度之上。M理论的核心概念之一是“膜”（Branes，即Membranes）。弦被视为一维的膜（D1-brane），而更高维度的膜，如D3-brane（三维膜），也扮演着关键角色。我们将探讨膜世界（Brane World）的概念，即我们的四维宇宙可能只是一个嵌入在更高维空间中的巨大三维膜。这种视角为解决宇宙学中的某些难题（如暗物质和暗能量）提供了全新的可能性。 第六章：弦论与宇宙学：黑洞熵与信息悖论 弦理论不仅是微观物理学的理论，它也对宏观宇宙学产生了深远影响。本章将详细介绍斯蒂芬·霍金与雅各布·贝肯斯坦提出的黑洞热力学，特别是黑洞的熵正比于其视界面积的著名关系。弦理论，特别是通过D-膜的计数，首次在微观层面成功地计算并再现了某些特定类型黑洞的贝肯斯坦-霍金熵公式。这一壮举被视为弦理论最伟大的成功之一。 此外，我们还将讨论弦理论在解决“黑洞信息悖论”中的作用。信息悖论挑战了量子力学的基本原则，而弦理论通过其对时空几何的量子描述，提供了一种潜在的机制，确保信息在黑洞蒸发过程中得以保留，从而维护了量子力学的基本完备性。 结论：未完成的蓝图 本书最后将对弦理论的现状进行公正的评估。尽管它在数学上的优美性无与伦比，并且成功地统一了引力与量子力学，但它至今尚未提供可直接通过实验验证的独特预测，仍然面临着“景观问题”（Landscape Problem）——即存在海量的、可能的物理定律真空解。本书旨在向读者揭示，弦理论不仅仅是一种理论，它更是一种强大的数学语言，引领我们以全新的视角去审视实在的边界，尽管寻找最终的“万有理论”之路依然漫长而充满挑战。

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