Physics of the Impossible pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:Allen Lane

作者:Michio Kaku

出品人:

页数:352

译者:

出版时间:2008-4-3

价格:GBP 22.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780713999921

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 科幻
• 未来科技
• 理论物理
• 可能性
• 科学普及
• 技术预言
• 创新
• 前沿科学
• 畅销书

跨越已知与未知的边界：现代物理学在奇想与现实间的探索 书名：《时空涟漪与量子迷宫：一部探索宇宙终极奥秘的导览》 作者：[请在此处插入作者姓名，例如：艾略特·凡斯] 出版社：[请在此处插入出版社名称，例如：星辰社] ISBN：[请在此处插入ISBN] --- 内容简介： 《时空涟漪与量子迷宫》并非一本聚焦于科幻想象或理论推测的著作，而是一部深度植根于当代实验物理学和严格数学框架之内的严肃科普读物。本书旨在为那些对宇宙的深层结构、物质的本质以及时间与空间的根本属性抱有强烈求知欲的读者，提供一幅清晰而详尽的现代物理学全景图。它巧妙地避开了那些尚未被证实或完全属于理论推测的“不可能”话题，转而将焦点锁定在那些已被实验验证或正处于前沿实验验证阶段的、但对普通人而言仍旧充满神秘感的物理学概念上。 本书共分为五个宏大的部分，逻辑严密地引导读者从宏观宇宙的结构，深入到微观粒子的奇异世界，最终触及物理学定律的边界与哲学含义。 第一部分：时空织物的精妙结构 本部分伊始，我们摒弃了牛顿式的绝对时空观，转而深入爱因斯坦的广义相对论的核心。我们不会探讨时间旅行的可能，而是详细解析引力如何塑造时空几何。 引力波的探测与意义：我们详述LIGO和Virgo等合作组织如何成功地从时空中捕获到遥远黑洞合并产生的“涟漪”。这不仅仅是一个工程学的奇迹，更是对爱因斯坦方程的直接、动态验证。书中会配有详细的数学概念解释（但不涉及复杂的张量演算，而是侧重于直观的几何类比），说明曲率如何转化为可测量的时空形变。 黑洞的物理实在：不同于着眼于奇点边缘的推测，本书聚焦于事件视界的物理特性、霍金辐射的理论基础（作为量子场论在弯曲时空中的应用），以及我们如何通过观测X射线双星系统和星系中心超大质量黑洞的吸积盘来确定它们的质量和旋转参数。黑洞不再是想象中的吞噬一切的怪兽，而是对极端引力场的精确物理模型。 宇宙的膨胀与暗能量的测量：我们将详细剖析宇宙学标准模型（Lambda-CDM模型）的基石——超新星观测、宇宙微波背景（CMB）的各向异性数据，以及重子声学振荡（BAO）。重点在于如何通过精确测量这些数据来量化暗能量的密度参数 $Omega_{Lambda}$，以及它在推动宇宙加速膨胀中所扮演的实际角色，而非对其本质做形而上的猜测。 第二部分：量子的奇异国度与实在的概率性 这一部分是本书的精髓之一，它着力于解释量子力学的非直观性，但所有讨论都严格基于哥本哈根诠释或多世界诠释（MWI）的数学结构，避免引入任何“心灵感应”或“心灵影响物质”的伪科学成分。 叠加态与波函数坍缩的哲学困境：本书深入探讨了薛定谔方程的物理含义，解释了量子退相干（Decoherence）机制如何将微观世界的叠加态转化为我们宏观世界中看似确定的结果。我们详细分析了贝尔不等式实验（如Aspect的实验），明确展示了量子纠缠的“非定域性”是实在的属性，而不是信息传输的手段。 量子场论（QFT）的构建：我们引导读者理解，粒子并非孤立的点，而是量子场在时空中的激发态。本书会介绍费米子和玻色子的区别，以及标准模型中规范对称性的重要性。重点在于阐述夸克和轻子如何通过交换规范玻色子（如光子、W和Z玻色子）来相互作用，从而构成我们所知的物质世界。 标准模型的胜利与局限：我们详尽介绍了希格斯机制如何赋予基本粒子质量，并回顾了LHC上发现希格斯玻色子的关键实验证据。同时，我们也诚实地指出了标准模型的局限——它无法解释引力、暗物质和暗能量，从而为下一阶段的探索埋下伏笔。 第三部分：物质的深度结构与新粒子狩猎 本部分聚焦于实验高能物理学的前沿，介绍科学家们如何利用粒子加速器来“拆解”物质的最深层结构。 寻找超对称性（SUSY）的痕迹：虽然SUSY粒子尚未被直接观测到，但其作为解决层级问题（Hierarchy Problem）的有力候选理论，在理论界占据重要地位。本书将详细解释为什么我们需要一个超对称的伙伴粒子（如光微子、中微子等），以及LHC对特定质量范围的排除，如何不断压缩理论家的窗口，并解释暗物质可能是最轻的超对称粒子的这一重要猜想的物理基础。 强相互作用的复杂性——从夸克到核子：我们探究量子色动力学（QCD）的特性，特别是渐近自由（在短距离内夸克几乎不受约束）和夸克禁闭（在长距离下夸克被牢牢束缚）。本书会通过介绍格子QCD的计算方法，展示物理学家如何从第一性原理推导出质子和中子的精确质量，而不是简单地将它们视为基本粒子。 第四部分：通往未知领域的桥梁：新兴理论框架 本部分谨慎地探讨了那些仍在发展中，但已展现出强大数学一致性的理论，它们试图将广义相对论与量子力学统一起来。 弦论的几何基础：我们将介绍弦论的基本概念——基本粒子是不同振动模式的能量弦。重点在于其对额外维度（Compactified Dimensions）的需求，并解释卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds）在稳定这些额外维度中的作用，强调这不是“魔法”，而是为保证量子理论在数学上自洽的几何要求。 圈量子引力（LQG）的离散时空观：作为弦论的主要竞争者，LQG提出了时空本身是量子化的、由相互连接的“环”或“自旋网络”构成的。本书将解释LQG如何自然地避免黑洞奇点和宇宙大爆炸奇点，提供一个在普朗克尺度下对时空结构的最严格的数学描述。 结语：科学的谦逊与未来的工程 本书的最后，作者将笔锋转向科学方法的本质。我们讨论了费米子与玻色子的统计力学差异，以及它们如何决定了宇宙物质的最终形态（如简并压力在白矮星和中子星中的作用）。 总结部分强调，真正的物理学进步来源于对现有实验数据的精准拟合和对数学框架的严格检验。我们审视了可观测性的界限——什么是我们被物理定律限制而永远无法直接观测到的？——并强调科学的进步不在于宣称“一切皆有可能”，而在于精确地界定“什么在当前理论框架下是可能的，以及如何设计实验去证实它。” 《时空涟漪与量子迷宫》是一次严谨的智力旅程，它带领读者领略了现代物理学在解释宇宙复杂性方面所达成的辉煌成就，并清晰地指明了通往下一个重大突破的、基于硬核科学的明确路径。

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非常非常喜欢。。。 个人觉得，美国的高校就是不一样。这位日裔的美国科学家也非常让我叹为观止，仿佛是一名有趣的魔术师。让我神驰暇往于他的物理世界。 初次见到这个系列是在quantum mechanics的课程上，大爱这个系列的啦。 希望学习物理或者对物理世界感兴趣的都要看看。 这...  

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