物理世界的本质 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国大地出版社

作者:A. S. 爱丁顿

出品人:

页数:360

译者:张建文

出版时间:2016

价格:CNY 39.80

装帧:平装

isbn号码:9787802468702

丛书系列:

图书标签:

• 物理
• 物理学
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• 物质结构

维度之舞：探索宇宙结构的深层规律 一部关于空间、时间与信息交织的深度思辨之作 卷首语：超越我们所见的结构 在日常的感知中，我们生活在一个由坚实的物质和确定的时间流构成的世界里。然而，当我们拨开感官的迷雾，深入到亚原子粒子的震颤，或是仰望星系团的宏伟结构时，我们不得不承认，我们所理解的“实在”可能只是一个多层次、多维度的复杂编织品。《维度之舞》并非一本关于如何测量距离或计算速度的教科书，它是一场深入探索宇宙基本构架的思辨之旅，旨在揭示潜藏在物理现象背后的数学美感与信息论基础。 本书的核心论点是：物理世界的“本质”并非仅仅是物质和能量的集合，而是由信息、拓扑结构和对称性原则所支配的动态关系网络。 我们将抛开传统的牛顿-经典框架，步入一个由量子场论、弦理论的几何学观感以及新兴的引力信息理论共同描绘出的崭新图景。 第一部分：几何的语言——空间的重塑 在第一部分中，我们将彻底审视我们对“空间”的传统认知。空间不再是空旷的背景，而是一个具有动态属性的参与者。 第一章：非欧几何的回响与时空纤维 我们首先回顾黎曼几何如何彻底改变了爱因斯坦对引力的理解。但随后，我们将超越四维时空，探讨更高维度的数学结构——如卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds）的内在复杂性。这些高维结构并非抽象的数学游戏，而是对统一场论中“额外维度”可能性的物理暗示。我们将深入探讨这些流形如何通过“紧致化”过程，在我们的宏观视野中“消失”，却可能决定着基本粒子的质量谱和相互作用的强度。 第二章：拓扑学的统治——不变量与形变 拓扑学关注的是那些在连续形变下保持不变的性质。在物理学中，这意味着我们关注的是某些“不变量”。本书将论述，宇宙的基本定律可能比局部物理定律更依赖于全局的拓扑结构。从黑洞视界（其拓扑性质决定了信息编码的方式）到早期宇宙的相变，拓扑缺陷（如宇宙弦或畴壁）可能留下了宇宙演化的深刻印记。我们将引入“同伦群”的概念，探讨这些群如何可能编码了真空态的稳定性和基本粒子的电荷分配。 第三章：信息作为空间的基本单元 受到霍金辐射和黑洞信息悖论的启发，本章提出一个激进的观点：空间本身可能是由离散的信息单元（比特）构建的。我们探讨“It from Bit”的哲学思想在数学上的具体表现，例如AdS/CFT对偶性（反德西特空间/共形场论对偶），这暗示了引力理论（关于时空几何）可以通过一个不包含引力的、更基础的量子场论来描述。这强力支持了空间并非连续的，而是涌现于更深层次的量子纠缠结构之上的概念。 第二部分：时间的本质——不可逆性与涌现 时间是我们最熟悉却也最难以捉摸的维度。本书将探讨时间为何具有方向性，以及“现在”的意义在量子层面上如何被消解。 第四章：热力学之箭与时间流逝的幻象 我们将详细分析熵增原理如何为时间建立起一个明确的方向性——热力学之箭。然而，我们必须直面一个核心矛盾：微观世界的动力学方程（如薛定谔方程）在时间反演下依然成立。本书认为，我们所感知的“时间流逝”并非宇宙的根本属性，而是系统演化过程中，从低熵态向高熵态过渡所产生的一种宏观统计学效应，即时间的涌现性。 第五章：量子退相干与“过去”的锁定 量子力学中的叠加态是我们对“实在”理解的最大挑战。本章着重探讨量子退相干（Decoherence）过程。正是这种与环境的持续、不可逆的相互作用，使得我们宏观世界中的客观性得以建立，并“冻结”了一个我们称之为“过去”的特定历史。时间的方向性，可以被理解为信息在多重可能路径中，选择并固化一条路径的复杂过程。 第六章：循环时间与宇宙的循环模型 除了线性的时间观，我们也考察了周期性时间模型，如某些循环宇宙学理论（Conformal Cyclic Cosmology）。如果宇宙在膨胀到最大后以某种形式“重置”，那么时间是否会形成一个无限循环？本章将讨论在这些模型中，信息和因果关系是如何在两次宇宙周期之间传递或湮灭的。 第三部分：对称性、规范与万物互联 物理学的核心驱动力是寻找对称性，以及它们如何“破缺”以产生我们观察到的多样性。 第七章：规范场论的优雅与基础力的起源 本章深入解析标准模型背后的数学骨架——规范对称性。电磁力、弱核力和强核力如何通过特定的规范群（U(1), SU(2), SU(3)）的局域对称性而必然地出现？我们将论述，规范不变性不仅仅是一种选择，它是自然界自我描述的一种内在要求。对称性的破缺，如希格斯机制，是解释质量如何从无到有产生的关键。 第八章：超对称的承诺与暗物质的几何投影 超对称（Supersymmetry, SUSY）提出了一个优雅的方案：每一种费米子（物质粒子）都对应一个规范玻色子（力粒子），反之亦然。虽然实验上尚未直接观测到超对称粒子，但这种对称性在理论上解决了许多量子修正带来的无穷大问题。我们探讨如果SUSY是真实的，那么超对称伴侣（Sparticles）如何通过其特定的拓扑或质量谱，解释宇宙中大量存在的暗物质的性质。 第九章：量子纠缠与非定域性：宇宙的深度联系 量子纠缠是本书论证“信息为本”观点的决定性证据。两个粒子可以相隔光年之遥，但其状态却是瞬时关联的。我们将分析纠缠的“非定域性”如何挑战了经典因果律，并探讨它与时空结构的关系——纠缠是否是时空本身的“胶水”？爱因斯坦的“幽灵般的超距作用”在现代量子信息理论中被重新定位为一种信息关联，而不是信息传输，这对理解宇宙的整体性至关重要。 结语：通往下一个层次的视界 《维度之舞》的探索之旅终将引导我们认识到，我们当前的物理学定律可能只是一个更深层、更普适的“元理论”在低能级下的一个特殊投影。我们所见的物质、能量、时空和时间，都是在这个更宏大的信息-拓扑结构中，通过特定的对称性破缺和信息耗散过程所涌现出来的现象。理解物理世界的本质，意味着学会用几何的、信息的、以及动态拓扑的语言去阅读宇宙的这部宏伟的乐章。 本书适合对基础物理学、数学哲学、信息论在自然界中的应用有浓厚兴趣的读者，它提供了一个超越日常经验，直面宇宙深层秩序的视角。

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这本书给我带来的惊喜，远不止于理论的深度。作者的语言风格非常独特，他能够将极其抽象的物理概念，用生动形象的比喻和富有诗意的语言表达出来，让原本枯燥的知识变得鲜活有趣。例如，他将宇宙的膨胀比作一个不断被吹大的气球，将黑洞的引力描绘成宇宙画布上的一个无底洞，这些意象化的表达，极大地降低了阅读门槛，也让这些概念在我的脑海中留下了深刻的印象。最让我着迷的是，他并没有将科学与哲学完全割裂，而是巧妙地将两者融合，在探讨物理规律的同时，也引发了对生命意义、意识本质等哲学问题的思考。他提出的“信息即现实”的观点，让我醍醐灌顶，原来我们所经历的一切，所感知的一切，都可以归结为信息的流动和转换。这种观点，不仅在物理学领域具有革命性，也对我们理解人工智能、虚拟现实等新兴科技产生了深远的影响。书中对“因果律”的讨论也相当精辟，他质疑了传统的线性因果关系，提出了更加复杂和动态的互动模式，这让我意识到，我们所看到的世界，并非一成不变的图景，而是时刻处于变化和演化之中。这种动态的视角，让我对未来充满了期待，也让我更加珍惜当下。

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这本书的写作风格，可以说是“知性”与“感性”的完美结合。作者的知识储备毋庸置疑，他对物理学各个分支的掌握可谓是游刃有余，但他并没有将这些知识冷冰冰地呈现出来，而是用一种极具感染力的方式，将它们注入了生命。他对于“宇宙弦理论”的解释，虽然我个人对此知之甚少，但通过他的描述，我仿佛看到了无数细微的弦在宇宙中振动，奏响了宇宙万物的交响乐。这种想象力，简直令人拍案叫绝。书中对“黑洞”的描绘，更是充满了神秘感和吸引力，他将黑洞描述成宇宙的“终极谜题”，是连接已知与未知的桥梁，这种神秘的魅力，足以勾起人们无限的探索欲。我特别欣赏他对于“普适性”的强调，他试图在看似纷繁复杂的物理现象中，找到那些贯穿始终的普适性规律，这让我看到了宇宙的内在统一性和和谐之美。

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对于我这样一个对物理学抱有极大兴趣，但又非专业出身的读者来说，这本书简直是一份宝藏。作者拥有非凡的解读能力，他能够将那些通常只有专业人士才能理解的复杂理论，用一种清晰易懂、引人入胜的方式呈现出来。他关于“量子纠缠”的描述，让我看到了粒子之间超越时空的奇妙联系，那简直就像是宇宙最深处的秘密被揭示出来一样，让人叹为观止。他并没有回避那些让人困惑的概念，而是用类比和想象，带领我们去触碰那些我们难以直接感知的现实。书中的“宇宙大爆炸”理论部分，更是让我对我们起源有了更宏观的认识，他细致地描绘了宇宙从一个极小的奇点膨胀到如今浩瀚无垠的过程，那种尺度和时间跨度，足以让人类意识到自身的渺小，同时也激发了对探索未知的无限渴望。我尤其欣赏他对待未知的那种开放和谦逊的态度，他并没有声称自己已经掌握了所有答案，而是不断提出新的问题，鼓励读者一同思考，一同探索。

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这本书的封面设计就极具吸引力，暗蓝色的背景，星辰点点，中央是淡淡的金色光晕，仿佛宇宙的起源，又像是某个未知的能量核心。翻开第一页，扑面而来的是一种深邃而宁静的哲学气息，作者似乎并不急于抛出所谓的“答案”，而是用一种引人入胜的叙事方式，带领读者一步步进入他所构建的“物理世界”。我尤其喜欢他对于“存在”本身的探讨，从最基本的粒子到宏大的星系，一切似乎都遵循着某种深层的秩序，而这种秩序的揭示，远比直接的科学公式来得更加震撼。他提出的“观察者效应”并非仅仅停留在量子力学的层面，而是将其延伸到了我们对现实的感知和理解上，这一点让我思考了很久，原来我们所认为的“客观现实”，在很大程度上，是我们主动参与构建的结果。这种视角，让我重新审视了自己与周遭世界的联系，也为我理解很多看似不可思议的现象提供了新的角度。书中对“时间”的描绘也十分精彩，不再是线性向前，而是充满了各种可能性和分支，仿佛一本多维度的故事书，每一个选择都会导向截然不同的结局。我常常在夜深人静的时候，一边翻阅，一边想象，如果我当初选择了另一条路，现在的我会是什么样子？这种沉浸式的阅读体验，让我感觉自己不再是旁观者，而是身处其中，感受着物理世界的脉搏。

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这本书带来的最深刻的体验，是一种“世界观”的重塑。作者以一种非常宏大的视角，审视了整个物理世界，从微观的粒子世界，到宏观的宇宙尺度，无一不包含在他的探究之中。他关于“多重宇宙”的设想，让我彻底颠覆了以往对宇宙的单一认知，原来我们所处的宇宙，可能只是无数个平行宇宙中的一个，而每一个宇宙都拥有自己独特的物理定律和演化历史。这种想象力，足以让人惊叹！他对于“暗物质”和“暗能量”的讨论，也让我意识到，我们目前对宇宙的认知，可能仅仅是冰山一角，还有太多的未知等待着我们去揭示。书中的一些观点，虽然在科学界可能还存在争议，但作者以其严谨的逻辑和丰富的想象力，为我们打开了新的思考空间。我最喜欢的一段，是关于“意识”与“物理现实”之间关系的探讨，他提出了很多发人深省的观点，让我开始思考，我们的大脑，我们所谓的“意识”，是否也遵循着某种物理规律，又或者，它是否能够影响物理现实？

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这本书给我最大的感受，是一种“思想解放”。作者以一种极其大胆和前瞻性的方式，挑战了许多我们习以为常的观念。他对于“时间”的本质的探讨，让我意识到，我们对时间的理解可能过于片面，时间可能并非是单向流动的，而是具有更加复杂的维度。他提出的“时间之河”的比喻，让我对过去、现在、未来的关系有了新的认识。书中对于“空间”的描述，也同样令人惊叹，他将空间描述成一种可塑的、可弯曲的结构，而不仅仅是空无一物的容器。这种观点，让我对宇宙的结构和运行有了更深刻的理解。我尤其喜欢他对“可能性”的强调，他认为宇宙并非是一个注定的命运，而是充满了各种可能性，而我们的选择，我们的观察，都可能影响着这些可能性的实现。这种观点，极大地激发了我对未来的探索欲和创造力。

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我必须承认，一开始翻开这本书，我有些畏惧。标题中的“本质”二字，似乎预示着一场艰深晦涩的理论海洋。然而，作者的叙述方式却出乎我的意料。他并没有直接抛出那些令人望而生畏的公式和定理，而是选择了一个更加温和、更加循序渐进的切入点。他从我们日常生活中最熟悉的现象入手，比如光线的折射，比如物体的运动，然后层层剥开，引导读者去探究这些现象背后更深层次的物理规律。他关于“对称性”的论述尤其让我印象深刻，他将数学中的对称概念与物理世界的运行规律巧妙地联系起来，让我看到了隐藏在万物背后的和谐与秩序。那种“美”的感觉，不仅仅是视觉上的，更是思维上的，是规律本身所蕴含的内在逻辑。书中对“能量守恒”的阐释，也摆脱了教科书式的死板，他用各种生动的例子，比如水力发电，比如光合作用，向我们展示了能量如何在不同形态之间转化，而总的来说，它始终是恒定的。这种对基本定律的深入浅出地讲解，让我对物理世界有了全新的认识，也让我开始用一种更加敬畏的眼光去看待我们所处的宇宙。

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在我阅读过的所有关于物理世界的书籍中，这本书无疑是最具哲学思辨色彩的一本。作者并没有仅仅停留在描述现象和定律，而是不断追问“为什么”。他对于“熵增定律”的解读，不仅仅是关于无序度的增加，更是将其上升到了生命存在的哲学层面，让我们思考，在这个不断走向无序的宇宙中，生命为何能够存在，又为何能够发展出如此复杂的秩序。这种由表及里、由现象到本质的探究方式，让我对物理学产生了前所未有的敬畏感。书中对“时间旅行”的讨论，也充满了奇思妙想，虽然作者也承认其理论上的巨大挑战，但他对时间本质的深入剖析，让我对过去、现在、未来的关系有了全新的理解。他将时间描述成一种流动的河流，而我们只是这河流中的一滴水，被裹挟着向前。这种比喻，简单却深刻，让人回味无穷。我常常在阅读过程中，被作者的某个观点所震撼，然后停下来，反复思考，那种思考的乐趣，是其他许多书籍所无法比拟的。

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我必须承认，在阅读这本书之前，我对“物理世界”的理解，还停留在相对基础的阶段。然而，这本书彻底刷新了我的认知。作者以一种极其宏大的视角，对物理世界进行了全景式的扫描，从最基本的粒子构成，到整个宇宙的演化，都进行了深入浅出的讲解。他对于“量子力学”的讲解，让我看到了一个颠覆常识的微观世界，在这个世界里，粒子可以同时处于多种状态，可以瞬息万变，这完全超出了我日常经验的范畴。他用精妙的比喻，将这些抽象的概念形象化，让我能够窥见那个奇妙的微观领域。最让我着迷的是，他对“信息”在物理世界中的作用的强调，他认为信息不仅仅是物质的属性，更是构成现实的基础。这种观点，让我对我们所感知到的世界，有了全新的理解。书中对于“因果关系”的探讨，也让我认识到，现实的运行并非简单的线性逻辑，而是充满了复杂的相互作用和反馈。

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这本书的阅读体验，是一种“智识的冒险”。作者仿佛一位经验丰富的向导，带领我在浩瀚的物理世界中进行一场惊心动魄的探险。他并没有给我现成的答案，而是引导我一同去探索，去思考。他关于“物质的本质”的论述，让我看到了组成我们身体、构成我们世界的那些微小粒子的奇妙世界，它们遵循着我们难以想象的规律，却又构成了我们熟悉的一切。他对于“能量的转化”的讲解，让我看到了这个宇宙中生生不息的动力，能量以各种形式存在，不断转化，驱动着宇宙的演化。我尤其欣赏他对待“未知”的态度，他并没有回避那些我们尚未理解的领域，而是将其作为探索的起点，鼓励我们保持好奇心，不断追问。书中对“宇宙的终极命运”的推测，也充满了哲学的深度，让我思考，在这个宏大的宇宙进程中，我们人类的意义又在哪里？

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1928年前后的物理学……我说怎么还有以太……

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一般。

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