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出版者:Prentice Hall College Div

作者:David Krogh

出品人:

页数:678

译者:

出版时间:1999-09-13

价格:USD 87.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780023668913

丛书系列:

图书标签:

生物学
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具体描述

This book serves as the most successful introduction to biology published in the last 10 years, and remains the only one written and illustrated from the ground up. The biological literacy approach continues to be paramountfrom the journalistic writing style and original, Krogh specific illustrations to the seamless integration of media A seven-part organization covers essential parts: atoms, molecules, and cells; energy and its transformation; how life goes on: genetics; life's organizing principle: evolution and the diversity of life; a bounty that feeds us all: plants; what makes the organism tick? animal anatomy and physiology; and the living world as a whole: ecology and behavior. For the promotion of biological literacyto make individuals aware that they need it to participate in the workforce, make everyday decisions, and make informed choices at the ballot box.

《星际航行与量子纠缠》：探索宇宙的边界与物质的本质一部横跨天文学、粒子物理学与哲学思辨的宏伟著作作者：亚历山大·凡·德·海姆 --- 第一章：引言——宇宙的低语与人类的雄心本书并非探讨地球上生命的起源与演化，而是将目光投向那无垠的黑暗，探寻宇宙结构的最深层奥秘，以及人类文明在其中所能达到的物理极限。我们生活在一个看似静止的宇宙图景中，但粒子级别的波动与星系尺度的膨胀无时无刻不在重塑着我们对“真实”的认知。亚历山大·凡·德·海姆，这位在理论物理学界享有盛誉的学者，以其非凡的洞察力，首次将宏观的宇宙学观测与微观的量子力学挑战并置于同一框架下进行审视。他摒弃了传统学科壁垒的束缚，旨在构建一个能解释超光速通信可能性、暗物质本质以及时间流逝非对称性的统一理论框架。本书的开篇，是对人类当前认知局限性的深刻反思。我们对引力的理解停留在爱因斯坦的广义相对论，但它在黑洞奇点和宇宙大爆炸之初的表现却显得力不从心。同时，量子世界中那些“幽灵般的超距作用”——即量子纠缠——为我们提供了一把钥匙，可能通往超越经典信息论的全新领域。作者认为，生命科学的规律，无论多么精妙，都不过是更基础的、支配时空与物质的物理定律在特定环境下的涌现现象，它们无法独立解释宇宙的基本构造。 --- 第二章：时空曲率的拓扑学：非欧几何在星际航行中的应用本书的核心篇章之一，致力于解构“旅行”的物理学意义。在经典物理框架下，光速是不可逾越的鸿沟。然而，凡·德·海姆教授提出了一种基于拓扑学变换的“捷径”理论——“沃德-霍金路径”。此理论不依赖于传统意义上的“曲速驱动”，而是通过对局部时空结构的“折叠”与“展开”，利用宇宙背景辐射的负能量密度波动，在不违反局域光速限制的前提下，实现对遥远目标点的瞬时连接。作者详细推导了所需的负能量场强度，并基于卡西米尔效应的理论延伸，模拟了维持这种“拓扑桥梁”所需的极高能量密度模型。书中包含了大量关于黎曼几何与微分几何在空间导航中的应用案例。特别是对“高维膜理论”中额外维度的尺度估计，以及这些维度如何被利用来“绕过”三维空间限制的数学描述，占据了本书近四百页的篇幅。这些分析的焦点完全集中在引力、空间结构、能量转换与推进技术，而非生物体的代谢或适应性。 --- 第三章：量子纠缠的非局域性与信息传递的极限如果说第二章描绘了如何“到达”目的地，那么第三章则探讨了信息如何在宇宙中即时同步。量子纠缠，这种爱因斯坦深感不安的现象，被作者视为理解宇宙“实时性”的关键。凡·德·海姆教授挑战了“无通讯定理”（No-Communication Theorem）的普适性。他认为，在极端的引力梯度或高维耦合的背景下，纠缠粒子的波函数塌缩并非完全随机，而是存在一种极其微弱但可被检测的“偏置信号”。通过构建基于超导量子比特阵列的“纠缠相干接收器”（ECR），理论上可以编码并解析出这些偏置信息。书中详细论证了如何利用纠缠对的状态演化速率来反推宇宙背景的膨胀率，这提供了一种完全独立于电磁波观测的新型宇宙学测量方法。此部分内容高度依赖于量子场论、超导物理与信息熵理论，其核心在于物质波函数的统计行为与时空本身的内在关联，与任何生物学过程无关。 --- 第四章：暗物质与暗能量的物理实在：超对称性的再审视现代天体物理学的两大谜团——暗物质（占宇宙物质密度的约85%）和暗能量（占宇宙总能量密度的约70%）——在本书中被赋予了新的物理身份。作者不再将它们视为未知粒子或纯粹的宇宙学常数，而是将其视为自旋为零或半整数的、与标准模型粒子存在弱耦合的“时空粘合剂”。本书引入了超对称理论（Supersymmetry）的一个修正版本，即“非最小化超对称”（NMS）。NMS 假定暗物质粒子（WIMPs 或轴子）并非在低能级下稳定存在，而是在高能宇宙初期形成了稳定的拓扑缺陷，这些缺陷构成了宇宙的“骨架”。暗能量，则被解释为这些拓扑缺陷在低能量密度下产生的负压效应，即空间本身的内在张力。书中通过对引力透镜数据的反向工程，精确计算了暗物质晕的密度梯度，并将其与NMS模型的预测值进行了对比。这些复杂的计算和模型拟合，完全是基于粒子物理学、宇宙学观测与几何学，旨在揭示物质与能量的终极形态。 --- 第五章：结论——超越经验的物理边界《星际航行与量子纠缠》是一部对人类现有物理学极限发起挑战的宣言。它以严谨的数学推导和大胆的理论假设，将我们从熟悉的宏观世界拉入到前沿科学的深渊。本书提供的图景是：宇宙的运行并非如日常经验所示那般线性或局域化，而是通过复杂的拓扑结构和非局域的量子关联进行着深刻的互联。凡·德·海姆教授并未给出可立即投入实践的工程蓝图，但他为未来的物理学家和工程师指明了方向：要实现真正的星际飞跃和信息突破，必须深入理解时空本身的量子特性，并掌握操控物质与能量在极高密度和极低温度下行为的原理。这趟旅程，是纯粹的物理探索，是对宇宙最基本运作逻辑的求索。它要求我们完全抛弃基于生物适应性或生命体感知所建立的经验范式，转而拥抱纯粹的、支配万物的物理法则。