Black Holes, Information and the String Theory Revolution pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:World Scientific

作者:Leonard Susskind

出品人:

页数:200

译者:

出版时间:2004-12-23

价格:$19.00

装帧:Paperback

isbn号码:9789812561312

丛书系列:

图书标签:

天文
黑洞
信息悖论
弦理论
量子引力
热力学
宇宙学
广义相对论
量子力学
时空结构
霍金辐射

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具体描述

An Introduction To Black Holes, Information And The String Theory Revolution: The Holographic Universe 对黑洞，信息与弦理论革命简介：全息宇宙

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中文参考译名:《对黑洞，信息与弦理论革命简介：全息宇宙》

Authors:Leonard Susskind, James Lindesay

Publisher: World Scientific Publishing Company

Keywords: revolution, holographic, universe, theory, string, black, holes, information, introduction

Number of Pages: 200

Published: 2004-12-23

List price: $19.00

ISBN-10: 9812561315

ISBN-13: 9789812561312

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书籍介绍(英文)

Over the last decade the physics of black holes has been revolutionized by developments that grew out of Jacob Bekenstein s realization that black holes have entropy. Stephen Hawking raised profound issues concerning the loss of information in black hole evaporation and the consistency of quantum mechanics in a world with gravity. For two decades these questions puzzled theoretical physicists and eventually led to a revolution in the way we think about space, time, matter and information. This revolution has culminated in a remarkable principle called The Holographic Principle , which is now a major focus of attention in gravitational research, quantum field theory and elementary particle physics. Leonard Susskind, one of the co-inventors of the Holographic Principle as well as one of the founders of String theory, develops and explains these concepts.

在过去的十年中，黑洞物理事态发展，已成长了雅各柏肯斯坦革命性的实现ASEAN黑洞具有熵。斯蒂芬霍金提出了与世界的深刻问题的严重性关于在黑洞蒸发的信息损失和量子力学的一致性。 20年来这些问题困扰的理论物理学家，并最终导致了革命的道路，我们认为关于空间，时间，物质和信息。这场革命已经在显着所谓的全息原理原则，这是现在在重力研究讨论的焦点，最终，量子场论和基本粒子物理学。伦纳德萨斯坎德，在共同发明的全息原理，以及对弦理论的奠基人之一，一发展，并解释了这些概念。

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相关书籍

* The Black Hole War: My Battle with Stephen Hawking to Make the World Safe for Quantum Mechanics

* The Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Intelligent Design

* Three Roads to Quantum Gravity

* The Trouble With Physics: The Rise of String Theory, The Fall of a Science, and What Comes Next

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资料仅供参考（豆瓣id：yukoluna） http://www.douban.com/people/yukoluna/

黑洞、信息与弦理论的革命一本揭示宇宙最深层奥秘的探索之旅在浩瀚的宇宙图景中，有一些现象以其极致的神秘和深邃的吸引力，挑战着人类的认知边界。黑洞，这些引力强大到连光都无法逃脱的宇宙巨兽，便是其中最为引人入胜的存在。它们不仅是时空的扭曲点，更是物理学理论的试金石。而当我们将目光投向微观世界，量子力学揭示了物质与能量的奇妙规律，信息在此扮演着至关重要的角色。将这两大宏大理论——描述宏观宇宙的广义相对论与支配微观世界的量子力学——结合起来，是现代物理学面临的最为艰巨的挑战之一。《黑洞、信息与弦理论的革命》一书，并非仅仅罗列这些前沿概念，而是以一种引人入胜、层层递进的方式，带领读者踏上一场穿越理论物理前沿的壮丽旅程。它旨在揭示，在理解黑洞本质的过程中，信息扮演着怎样一个意想不到的关键角色，以及弦理论——这个试图统一所有基本粒子和基本力的革命性框架——如何为解决黑洞信息佯谬提供了令人振奋的解决方案。本书的宏大叙事始于对黑洞的经典理解。我们将一同回顾爱因斯坦的广义相对论，理解黑洞是如何作为时空弯曲的极端表现而出现的。通过对事件视界、奇点的概念进行深入浅出的阐释，读者将体会到黑洞那令人敬畏的吞噬一切的力量，以及它在宇宙演化中可能扮演的角色。然而，正是这种“一切皆被吞噬”的特性，在与量子力学的结合时，引出了一个深刻的矛盾——著名的“黑洞信息佯谬”。黑洞信息佯谬，简而言之，是指根据量子力学原理，信息在任何过程中都不应丢失，但黑洞似乎能将落入其中的信息彻底抹去，这与量子力学的基本假设相悖。书中将详细探讨这一佯谬的起源，从霍金辐射的发现讲起。霍金辐射，这一量子效应揭示了黑洞并非完全“黑”，而是会缓慢地蒸发，并向外辐射粒子。然而，这些辐射粒子似乎并不携带落入黑洞的物质的原始信息，这意味着信息很可能在黑洞蒸发的过程中被永久地丢失了。这不仅是对信息守恒定律的挑战，也对我们理解因果关系和宇宙的整体规律提出了严峻考验。正是为了解决这一核心难题，一种更为宏大、更为精巧的理论应运而生——弦理论。本书将细致地介绍弦理论的诞生背景及其核心思想。弦理论认为，构成宇宙基本粒子的并非点状粒子，而是微小的、一维的“弦”。这些弦以不同的方式振动，就形成了我们观测到的各种粒子，如电子、光子、夸克等。更令人着迷的是，弦理论可以自然地包含引力，并且在更高维度下展现出惊人的统一性，有望调和量子力学与广义相对论之间的鸿沟。《黑洞、信息与弦理论的革命》将重点阐述弦理论是如何为解决黑洞信息佯谬提供崭新视角的。书中将介绍“全息原理”等关键概念，解释在一个具有引力的空间（例如黑洞的内部）中的物理定律，可能等价于一个低一维、无引力的边界上的物理定律。这意味着，落入黑洞的信息，或许并没有真正消失，而是以某种我们尚未完全理解的方式，被编码在黑洞的表面，或者以某种形式“逃逸”出去。弦理论框架下的 AdS/CFT 对偶（反德西特空间/共形场论对偶）等具体模型，将是本书论述的重中之重。通过对这些前沿模型的解读，读者将看到物理学家们如何利用数学的工具，在理论层面构建起信息在黑洞过程中得以保存的可能图景。本书不仅仅局限于理论的介绍，更将带领读者深入探讨这些理论背后的哲学意涵和科学方法论。它将展现科学家们是如何在面对看似无法逾越的理论困境时，如何凭借非凡的想象力和严谨的逻辑推理，一步步逼近宇宙的真相。我们将看到，科学的发展并非一蹴而就，而是一个不断试错、修正、推翻旧理论、建立新理论的迭代过程。在阅读过程中，读者将有机会接触到一些最为前沿的研究方向和尚未解决的重大问题。例如，黑洞内部的真实结构是怎样的？奇点是否真的存在？信息是如何从黑洞中“编码”或“辐射”出来的？弦理论的更高维度是否真实存在？这些问题都将在书中被触及，并激发起读者对宇宙更深层次的思考。《黑洞、信息与弦理论的革命》的写作风格力求清晰、流畅，即使对于非专业读者，也能在循序渐进的引导下，逐渐理解这些复杂而深刻的物理概念。书中避免使用过于晦涩的数学推导，而是通过生动形象的比喻、历史发展的脉络以及对关键人物的介绍，将抽象的理论变得触手可及。它旨在激发读者对物理学的好奇心，培养科学思维，并让读者感受到人类探索宇宙奥秘的伟大之处。最终，本书希望达成的目标是，让每一位读者都能深刻理解：黑洞并非仅仅是宇宙中的“大黑洞”，它们是检验我们物理学理论的终极实验室；信息在宇宙中的地位远比我们想象的更为核心；而弦理论，作为一种充满潜力的统一理论，正在为我们揭示宇宙更深层的统一性，并为解决信息佯谬等难题提供了光明的前景。这是一次关于人类智慧与宇宙奥秘的对话，一次对现实本质的深刻追问，一次关于宇宙未来走向的激动人心的展望。通过本书，你将获得一个更加广阔、更加深刻的宇宙视角，并对我们身处的这个奇妙世界，产生全新的认知。

作者简介

李奥纳特·苏士侃（Leonard Susskind）是美国理论物理学家，美国斯坦福大学教授，弦论的创始人之一，他和其所领导的研究小组并提出宇宙的发展需要一外在的力量（agent）来参与而非自身发展的看法。

弦理论的雏形是在1968年由Gabriele Veneziano 发现。他原本是要找能描述原子核内的强作用力的数学公式，然后在一本老旧的数学书里找到了有200年之久的欧拉公式（Euler's Function），这公式能够成功的描述他所要求解的强作用力。然而进一步将这公式理解为一小段类似橡皮筋那样可扭曲抖动的有弹性的“线段”却是在不久后由Leonard Susskind(李奥纳特·苏士侃)所发现，这在日后则发展出“弦理论”。

Modern Physics: The Theoretical Minimum:

Classical Mechanics (Fall 2007)

Quantum Mechanics (Winter 2008)

Special Relativity (Spring 2008)

Einstein's General Theory of Relativity (Fall 2008)

Cosmology (Winter 2009)

Statistical Mechanics (Spring 2009)

Particle Physics: Basic Concepts (Fall 2009)

Particle Physics: Standard Model (Winter 2010)

Particle Physics: Supersymmetry, Grand Unification, String Theory (Spring 2010)

A separate series of lectures on Quantum Mechanics:

Fall 2006

Spring 2007

http://en.wikipedia.org/wiki/Leonard_Susskind

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资料仅供参考（豆瓣id：yukoluna） http://www.douban.com/people/yukoluna/

目录信息

Contents
Preface vii
Part 1: Black Holes and Quantum Mechanics 1
1.T he Schwarzschild Black Hole 3
1.1 Schwarzschild Coordinates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Tortoise Coordinates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3 Near Horizon Coordinates (Rindler space) . .. . .. .. .. 8
1.4 Kruskal–Szekeres Coordinates .. ... .. .. ... .. .. . 10
1.5 PenroseDiagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.6 Formation of a Black Hole . .. .. . .. .. .. . .. .. .. 15
1.7 Fidos and Frefos and the Equivalence Principle .. .. .. . 21
2.S calar Wave Equation in a Schwarzschild Background 25
2.1 Near the Horizon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.Q uantum Fields in Rindler Space 31
3.1 Classical Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2 Entanglement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.3 Review of the DensityMatrix . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.4 The Unruh DensityMatrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.5 Proper Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.E ntropy of the Free Quantum Field in Rindler Space 43
4.1 Black Hole Evaporation .. .. .. . .. .. .. . .. .. .. 48
5.T hermodynamics of Black Holes 51
6.C harged Black Holes 55
7.The Stretched Horizon 61
8.T he Laws of Nature 69
8.1 Information Conservation .. .. . .. .. .. . .. .. .. 69
8.2 Entanglement Entropy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
8.3 Equivalence Principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
8.4 QuantumXerox Principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
9.T he Puzzle of Information Conservation in Black Hole
Environments 81
9.1 A BrickWall? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
9.2 Black Hole Complementarity .. . .. .. .. . .. .. .. 85
9.3 Baryon Number Violation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
10.Ho rizons and the UV/IR Connection 95
Part 2: Entropy Bounds and Holography 99
11.E ntropy Bounds 101
11.1 Maximum Entropy . .. .. .. . .. .. .. . .. .. .. 101
11.2 Entropy on Light-like Surfaces ... .. .. ... .. .. . 105
11.3 Friedman–Robertson–Walker Geometry . .. . .. .. .. 110
11.4 Bousso’s Generalization .. .. ... .. .. ... .. .. . 114
11.5 de Sitter Cosmology . .. .. .. . .. .. .. . .. .. .. 119
11.6 Anti de Sitter Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
12.T he Holographic Principle and Anti de Sitter Space 127
12.1 The Holographic Principle .. ... .. .. ... .. .. . 127
12.2 AdS Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
12.3 Holography in AdS Space .. .. . .. .. .. . .. .. .. 130
12.4 The AdS/CFT Correspondence . .. .. .. . .. .. .. 133
12.5 The Infrared Ultraviolet Connection .. .. ... .. .. . 135
12.6 Counting Degrees of Freedom ... .. .. ... .. .. . 138
13.Bl ack Holes in a Box 141
13.1 The Horizon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
13.2 Information and the AdS Black Hole .. .. . .. .. .. 144
Part 3: Black Holes and Strings 149
14.S trings 151
14.1 Light Cone Quantum Mechanics . .. .. .. . .. .. .. 153
14.2 Light Cone String Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
14.3 Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
14.4 Longitudinal Motion . .. .. ... .. .. ... .. .. . 161
15.En tropy of Strings and Black Holes 165
Conclusions 175
Bibliography 179
Index 181
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资料仅供参考（豆瓣id：yukoluna） http://www.douban.com/people/yukoluna/
· · · · · · (收起)