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出版者:上海科学普及出版社

作者:沈钧

出品人:

页数:220

译者:

出版时间:2004-7-1

价格:12.50

装帧:平装

isbn号码:9787542724724

丛书系列:

图书标签:

• 养鱼
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书名：《宇宙的边缘与未知的回响》 内容简介： 本书是一部深入探索宇宙学前沿理论与人类认知极限的宏大叙事。它并非聚焦于寻常的日常观察，而是将读者的目光引向那些横亘在现有科学框架之外的深邃谜题。我们将从我们所能观测到的最遥远、最古老的星系团开始，追溯宇宙大爆炸的最初瞬间，探究奇点内部可能存在的物理法则，以及时间本身在宇宙演化中的本质。 第一部分：时空的几何学与弦论的低语 本书首先对爱因斯坦的广义相对论进行了一次深刻的回顾，但重点将放在其理论在极端条件下的局限性，特别是黑洞视界与宇宙学奇点。我们不会停留于教科书上对时空弯曲的描述，而是深入解析高维空间在现代物理学中的角色。 我们详尽地介绍了超弦理论（Superstring Theory）的五种主要形式，并探讨了M理论如何试图将它们统一于一个更为基础的框架之中。书中将详细拆解“膜”（Branes）的概念，解释这些高维结构如何在我们的四维时空中产生引力效应，并论证它们可能如何解释暗物质和暗能量的起源。读者将跟随笔者的思绪，穿梭于紧致化的高维空间，理解卷曲的额外维度如何影响我们所观测到的基本粒子性质。我们不会回避其中复杂的数学模型，而是用清晰的比喻和逻辑推演，勾勒出这些抽象概念的物理图像。例如，我们会探讨卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds）的复杂拓扑结构，如何决定了宇宙中基本常数的值。 第二部分：暗物质的幽灵与暗能量的驱动力 本书的第二篇章致力于剖析宇宙中最为神秘的两个组成部分：暗物质与暗能量，它们占据了宇宙总质能的约95%，却是我们目前认知最薄弱的领域。 关于暗物质，我们不仅罗列了WIMP（弱相互作用重粒子）、轴子（Axions）等主流候选者及其探测实验的最新进展，更将目光投向了更具颠覆性的理论——例如，MOND（修正牛顿动力学）的理论基础，以及引力作为一种涌现现象的可能性。我们将审视那些在矮星系晕中观测到的异常运动模式，并讨论这些“幽灵”物质如何塑造了可见物质的宏观结构。 随后，我们将转向暗能量，这一推动宇宙加速膨胀的神秘力量。爱丁顿在二十世纪初提出的宇宙学常数（Λ）被重新放置于聚光灯下，但我们更关注其背后的挑战：为什么观测值与量子场论预测的真空能量密度相差了惊人的$10^{120}$倍？本书将详细介绍“幻影能量”（Phantom Energy）和“昆虫纲宇宙学”（Cardassian Cosmology）等更为激进的模型，探讨它们对宇宙终极命运——无论是“大撕裂”（Big Rip）还是“热寂”（Heat Death）——的预示。 第三部分：量子引力之战与信息悖论 在本书的核心部分，我们将步入量子力学与广义相对论的“战场”——量子引力理论。我们深入比较了圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）与弦论在解决这一矛盾上的不同路径。 LQG的视角将带领我们进入“时空原子”的概念，探讨普朗克尺度下的时空不再是连续的，而是由离散的“量子回路”编织而成。我们将考察LQG如何可能解释宇宙大爆炸的“反弹”（Big Bounce），从而避免奇点的出现。 同时，对霍金辐射和黑洞信息悖论的探讨将是本卷的重头戏。我们不仅回顾了信息似乎在黑洞蒸发过程中丢失的经典论证，更详细分析了“火墙”（Firewall）假说与“互补性原理”（Complementarity）之间的激烈辩论。本书将呈现最新的理论尝试，例如“虫洞桥接”（ER=EPR）猜想，它试图用量子纠缠来解释时空几何的构建，暗示了信息从未丢失，而是以一种我们尚未完全理解的方式被编码。 第四部分：多重宇宙的哲学与存在论意义 最后，本书将从物理学转向形而上学的边界，探讨“多重宇宙”这一宏大概念。我们将系统性地梳理不同层级的多重宇宙理论：从永恒暴胀理论（Eternal Inflation）产生的“泡泡宇宙”（Level I & II），到基于不同物理常数的平行世界（Level III），以及数学结构本身定义所有可能现实的“终极集合论”（Level IV）。 我们不会将这些视为纯粹的猜想，而是追溯支撑它们的逻辑链条：例如，如果我们的宇宙常数是随机的，那么观测到我们这样的宇宙就需要在统计学上要求一个包含所有可能常数的集合。本书将探讨这种无限性对人类在宇宙中定位的冲击。如果存在无限多的“你”在不同的宇宙中做出了所有可能的选择，那么“自由意志”的含义将如何被重新定义？ 本书旨在为那些对宇宙终极奥秘怀有强烈好奇心的读者提供一张详尽而富有挑战性的地图。它要求读者暂时放下对日常经验的依赖，准备好与人类智力所能触及的最深远的概念共舞。我们探索的不是已知的，而是那些等待被发现的、或可能永远只能被理论所暗示的宇宙真相的回响。

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