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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Potter, Frank/ Jargodzki, Christopher P.

出品人:

页数:312

译者:

出版时间:2004-12

价格:123.00元

装帧:Pap

isbn号码:9780471448556

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 现代物理学
• 量子力学
• 相对论
• 粒子物理学
• 科学普及
• 科普读物
• 物理学史
• 科学
• 教育

寰宇之歌：探寻宇宙的宏大叙事 一本关于时间、空间、物质与存在的深度哲学之旅 作者：[此处可填入一位富有洞察力的物理学家或跨界思想家] ISBN：[此处可填入一个虚构的ISBN] 出版社：[此处可填入一家专注于深度学术或科普读物的出版社名称] --- 导言：在无垠中追问“何为实在？” 我们身处的宇宙，远比日常经验所能触及的要深邃和诡谲。从普朗克尺度的量子涨落，到星系团的宏伟结构，再到时间箭头的单向性，我们不断地被基本问题所困扰：物质的终极形态是什么？时间和空间是容器还是参与者？意识与物理定律之间是否存在内在的联系？ 《寰宇之歌》并非一本关于最新实验数据的汇编，也不是对狭义或广义相对论的教科书式阐述。相反，它是一次对当代物理学核心概念进行哲学性审视的史诗级旅程。本书旨在超越纯粹的数学框架，深入挖掘这些理论在概念层面上对人类世界观的颠覆性影响。它邀请读者——无论是资深的物理爱好者、哲学家，还是对宇宙终极奥秘抱有敬畏之心的普通读者——共同参与这场关于“实在”的深刻对话。 全书结构围绕着人类理解宇宙的三大支柱展开：基础的结构、动力学的演化与认知的边界。 --- 第一部分：时空的几何与实在的基石 (The Geometry of Spacetime and the Foundation of Reality) 本部分聚焦于我们对时空本质的理解如何从牛顿的绝对框架跃迁至爱因斯坦的动态场论，并进一步探讨其在量子世界中的挑战。 第一章：超越直觉的维度：时空的织锦 我们将从精妙的几何视角重新审视时空。时间不再是均匀流逝的背景，而是与空间紧密交织的动态实体。本章细致剖析了弯曲时空的概念如何解释引力的本质——这是一种局部的几何响应，而非远距离的作用力。我们探讨了黑洞视界的物理意义，它们不仅是引力坍缩的终点，更是信息和因果律的边界。重点分析了“奇点”作为经典理论失效点的哲学含义：当我们的数学描述达到极限时，我们对物理现实的把握还剩下什么？ 第二章：物质的幽灵：场论与量子化的召唤 本章深入探讨了将粒子视为场激发态的观点。我们不再将电子或光子视为微小的弹珠，而是能量在特定场中传播的波纹。这引出了量子场论（QFT）的核心魅力与困境。我们详述了狄拉克方程如何优雅地统一了量子力学与狭义相对论，并预言了反物质的存在——一个对“对称性与守恒”的深刻洞察。 第三章：不确定性的藩篱：概率与实在的本质 海森堡的测不准原理绝非测量技术的缺陷，而是自然界固有的属性。本部分将耗费大量篇幅，梳理哥本哈根诠释、多世界诠释（MWI）及隐变量理论之间的核心分歧。我们并非试图证明哪种诠释是“正确”的，而是剖析每一种选择如何重塑我们对“客体性”的理解。如果一个粒子在被观测前没有确定的位置或动量，那么“客观实在”的定义在哪里？本章将这些形而上学的争论置于最前沿的实验证据的背景下进行考察。 --- 第二部分：动力学的篇章：从宇宙的诞生到热寂 (The Dynamics: From Cosmic Genesis to Thermal Death) 这部分将视角放大，审视宇宙作为一个整体的演化过程，以及驱动这些巨变的根本力量。 第四章：大爆炸的回响：时间的开端与暴胀的迷思 我们将追溯宇宙学的标准模型——Lambda-CDM模型。但重点不在于参数的精确值，而在于其背后的物理逻辑。本章深入探讨了暴胀理论（Inflation）试图解决的早期宇宙难题（视界问题、平坦性问题），并分析了暴胀理论作为一种“形而上学推断”的必要性与争议性。我们考察了量子引力效应可能在普朗克时期留下的“化石证据”，以及它们对“时间有无开端”这一哲学难题的潜在冲击。 第五章：暗物质与暗能量：我们世界的“隐形骨架” 现代宇宙学面临最大的挑战：我们只能观测到约5%的物质和能量。本章细致梳理了暗物质的动态证据（旋转曲线、引力透镜）和暗能量的本质——一种渗透在空间中的负压力的实体，驱动着宇宙的加速膨胀。我们将讨论各种候选理论，从WIMPs到修正引力（MOND），并探讨这些“缺失的组分”如何迫使我们承认现有物理学的模型存在巨大的知识缺口。它们提醒我们，我们所理解的自然法则，可能只是一个更宏大体系的低能有效理论。 第六章：熵与信息：宇宙的不可逆转性 热力学第二定律——熵增原理——被誉为物理学中最坚不可摧的定律之一。本章将其置于宇宙演化的宏大背景下考察。我们讨论了玻尔兹曼的统计力学解释，即高熵态的概率性，并追问：如果宇宙在宏观上是时间对称的，那么我们为何会感受到一个清晰的“时间箭头”？信息论与物理学的交汇点——例如黑洞信息悖论——揭示了熵在定义因果结构中的核心作用。宇宙最终的命运，无论是热寂还是大撕裂，都是信息耗散的最终体现。 --- 第三部分：认知的边界与未来的展望 (Cognitive Frontiers and Future Horizons) 最后一部分将目光转向物理学内部最前沿、也最具争议性的领域，探讨统一理论的哲学意涵以及人类认知对物理描述的限制。 第七章：弦的低语与多重宇宙的疆域 弦理论（String Theory）及M理论试图成为一个“万有理论”（Theory of Everything）。本章将梳理其基本构想——将基本粒子替换为振动的微小弦或膜——以及它对维度（Extra Dimensions）的预测。我们深入探讨了“景观”（Landscape）问题：如果存在$10^{500}$个可能的真空解，那么我们的物理定律为什么是现在的样子？这引出了“人择原理”（Anthropic Principle）的深刻讨论：我们的宇宙是唯一的、还是多重宇宙（Multiverse）中的一个特例？这种可能性对科学可证伪性的定义构成了严峻的挑战。 第八章：引力与量子的鸿沟：寻找量子引力 相对论和量子力学之间的不兼容性是当代物理学的核心矛盾。本章剖析了圈量子引力（Loop Quantum Gravity）和弦理论在解决这一矛盾上的不同策略。我们探讨了如何在一个量子化的时空中理解时间本身。如果时空本身也是由离散的、量化的单元构成的，那么“连续性”这一概念是否只是一个宏观的幻象？对量子引力的探索，本质上是对“实在的最小单位”的终极追问。 结论：物理学家的谦逊与探索的永恒 《寰宇之歌》的终点并非给出确定的答案，而是强调探索过程本身的价值。我们站在一个知识的巨大悬崖边上，我们最成功的理论（相对论与量子力学）在某些极端条件下互相矛盾，这恰恰说明了我们对宇宙的理解仍处于一个过渡阶段。真正的物理之美，在于它不断地揭示我们认识的局限性，并激励我们构建更具包容性和深刻性的新概念。本书的最终目的，是培养一种面对宇宙的宏大与复杂时，所应有的科学的敬畏感与哲学的审慎。 --- 本书特点： 概念驱动而非公式堆砌： 理论的物理直觉和哲学后果被置于核心地位。 跨学科的对话： 深度融合了物理学、形而上学、信息论和逻辑学的最新思考。 历史与未来的交织： 考察了爱因斯坦、玻尔等巨匠的思维遗产，并展望了下一代物理学的潜在范式转移。 适合读者： 任何渴望理解现代物理学核心思想如何重塑我们对存在、时间与物质的认知的深度思考者。

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