台灣古厝住宅風貌 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:台湾书房出版有限公司

作者:黃少廷

出品人:

页数:356

译者:

出版时间:2012-5

价格:144.00元

装帧:平装

isbn号码:9789866764363

丛书系列:

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好的，以下是一本与“台灣古厝住宅風貌”主题无关的图书简介，侧重于详尽的叙述和专业性： --- 书名：《天体物理前沿：量子引力与黑洞信息悖论》 作者： 著名理论物理学家 孙文华 教授 撰写 出版社： 科学前沿出版社 出版年份： 2023年 字数： 约 55 万字 --- 内容简介： 《天体物理前沿：量子引力与黑洞信息悖论》 是一部深度聚焦于当代理论物理学两大核心挑战——量子引力统一理论的构建以及黑洞热力学中信息悖论的解析——的权威性专著。本书旨在为高年级本科生、研究生以及专业研究人员提供一个全面、严谨且富有洞察力的知识框架，探讨二十一世纪物理学面临的最根本性难题。 本书共分为八个主要部分，系统地梳理了从经典广义相对论到弦理论、圈量子引力等各种尝试统一量子力学与引力的理论路径，并对黑洞的量子性质进行了深入的探讨。 第一部分：广义相对论的结构与局限 本部分首先回顾了爱因斯坦场方程的数学结构及其在描述宏观宇宙结构中的巨大成功，特别是对黑洞、引力波的精确预测。然而，叙述的重点迅速转向了经典理论的“死亡地带”：奇点问题。作者详细分析了彭罗斯-霍金奇点定理，阐明了在时空曲率趋于无限的区域，经典场论必然失效，从而凸显了量子引力理论的必要性。本部分还对后牛顿近似展开和弱场极限进行了深入讨论，为后续涉及引力波探测提供了必要的背景知识。 第二部分：量子场论与弯曲时空 本部分是进入量子引力领域的桥梁。它详尽介绍了狄拉克、施温格等人在弯曲时空中处理量子场论的早期尝试。核心内容包括： 1. 粒子概念的相对性： 讨论了不同观测者如何通过不同的时空坐标系对真空和粒子进行定义，特别是关于“粒子”的定义在加速参考系中的模糊性。 2. 霍金辐射的严格推导： 本部分详细重现了史蒂芬·霍金关于黑洞蒸发效应的半经典推导过程，解释了真空涨落如何导致事件视界附近产生粒子对，并最终得出黑洞具有温度和熵的结论。这为后续讨论信息悖论奠定了关键的物理基础。 3. 有效场论视角下的引力： 探讨了将引力视为一种低能有效场论的可能性，并分析了其紫外发散问题，证明了该方法无法在普朗克尺度上提供完整的理论描述。 第三部分：弦理论——统一的愿景 弦理论作为目前最有希望的量子引力候选者，在本书中占据了核心地位。作者摒弃了过于科普化的叙述，专注于其数学严谨性和物理内涵： 1. 超弦理论基础： 详细介绍了玻色子弦的动力学、狄拉克对易子法的应用，以及超对称性的引入如何解决早期弦理论的负能量态（ tachyons）问题。重点阐述了I型、IIA、IIB型五种不同超弦理论之间的对偶性。 2. 对偶性与M理论： 本部分深入探讨了T对偶、S对偶和U对偶，揭示了不同弦理论在物理上是等价的。最后，引入了M理论的概念，探讨了它作为十一维时空背景下更基础理论的可能性，并讨论了其尚未完全确定的动力学方程。 3. 额外维度与紧致化： 详细分析了卡拉比-丘（Calabi-Yau）流形在额外维度紧致化中的作用，以及如何通过改变紧致化几何来“涌现”出四维物理学中的标准模型粒子谱和耦合常数。 第四部分：圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG） 作为与弦理论并驾齐驱的另一大主流候选理论，LQG在本章中进行了深入的剖析。 1. 几何的量子化： 重点讲解了阿斯泰卡尔（Ashtekar）变量的引入，如何将广义相对论的约束方程转化为类似于杨-米尔斯场论的规范理论形式。 2. 自旋网络与自旋泡沫： 详尽描述了如何利用“圈”作为基础的量子激发态来构造时空的基本量子单元（自旋网络），以及如何通过演化这些网络来描述量子时空的动力学（自旋泡沫模型）。 3. LQG在宇宙学中的应用： 探讨了圈量子宇宙学（LQC）如何通过引入最小面积和体积量子化，成功地解决了大爆炸奇点问题，取而代之的是“大反弹”（Big Bounce）的图景。 第五部分：黑洞信息悖论的深入探究 这是全书最引人入胜的部分。作者系统梳理了信息悖论的物理基础，并评估了当前主要的解决方案： 1. 信息丢失的论证： 重新审视了纯态演化到混合态的转变过程，从量子信息论的角度论证了黑洞蒸发如果导致信息完全丢失，将违反幺正性原理。 2. 火墙（Firewall）悖论： 详细介绍了AMPS（Almheiri, Marolf, Polchinski, Sullyvan）提出的火墙假说，分析了它如何直接挑战了事件视界处的等效原理，并导致了“三个不可能”的矛盾（幺正性、局部量子场论、等效原理）。 3. 软毛与视界边缘修正： 探讨了萨斯金德（Susskind）等人提出的“黑洞软毛”理论，即黑洞视界并非光滑，而是携带了关于落入物质的量子信息。本书也分析了利用AdS/CFT对偶来理解信息回收的可能性。 第六部分：AdS/CFT对偶与全息原理 本书将全息原理视为连接量子引力和量子场论的强大工具，并专门用一章来讨论其细节： 1. 对偶性的建立： 详细介绍反德西特空间（AdS）与共形场论（CFT）之间的对应关系，解释了如何将一个（d+1）维的引力问题映射到一个d维的量子场论问题。 2. 信息恢复的视角： 利用AdS/CFT对偶，从CFT一侧（信息论）的角度分析黑洞热力学，特别是通过纠缠熵（Ryu-Takayanagi公式）来阐释信息在引力几何中的体现。 第七部分：信息论在引力中的角色 本部分将视角从物理模型转向数学工具，强调了量子信息论在解决引力问题中的核心作用： 1. 量子纠缠与时空几何： 讨论了“纠缠生成时空”（ER=EPR）猜想，分析了虫洞、爱因斯坦-罗森桥与量子纠缠之间的深刻联系。 2. 量子纠错码与信息回收： 探讨了量子纠错码（QEC）的概念如何被应用于理解信息如何在黑洞中被编码和恢复，并讨论了黑洞视界如何被视为一个信息存储介质。 总结与展望 本书最后一部分对前述所有理论进行了批判性的回顾和比较，评估了它们各自在解决信息悖论和实现量子引力统一方面的优势与不足。作者提出了对未来研究方向的个人见解，特别是强调了高能加速器实验和引力波天文学数据（如对极端质量比旋进源的观测）在检验和排除不同量子引力模型方面的决定性作用。 本书的写作风格严谨、逻辑清晰，数学推导详尽且完整，是理论物理研究领域不可或缺的参考巨著。 ---

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