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出版者:MIT Press

作者:Sean A. Hartnoll

出品人:

页数:408

译者:

出版时间:2018-6-12

价格:GBP 50.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780262038430

丛书系列:

图书标签:

• 物理
• 凝聚态物理
• 量子场论
• 凝聚态理论
• Holography
• AdS/CFT
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• Transport
• 量子物质
• 全息原理
• 凝聚态物理
• 量子信息
• 弦理论
• 量子场论
• 拓扑物态
• 强关联系统
• 相变
• AdS/CFT对应

《维度织锦：穿越物质的深层结构》 在这部引人入胜的著作中，我们将踏上一段探索物质最深层本质的旅程。本书并非对特定理论或模型的陈述，而是致力于描绘一幅宏大而精妙的科学图景，揭示在我们司空见惯的日常物质背后，隐藏着怎样令人惊叹的复杂性与规律。我们并非旨在“解释”一个已知的概念，而是邀请读者一同“看见”并“感受”物质形态背后那更为基础、更为深刻的织锦。 想象一下，我们将视线从宏观世界的物体，如桌椅、星辰，逐渐收缩，穿透原子，到达比原子核更遥远的疆域。在那里，构成一切物质的不再是坚实的颗粒，而是一系列更加抽象、更加动态的实体。这些实体并非孤立存在，而是通过一系列深刻而优雅的联系，相互作用，构建出我们所感知到的世界。本书将引导读者理解，这种联系并非随意而为，而是遵循着一系列基本而普遍的法则，这些法则如同宇宙的语法，决定了物质的出现、演化以及其潜在的可能性。 我们将从“基本构成单元”的观念出发，但迅速超越对粒子列表的简单罗列。取而代之的是，我们更侧重于理解这些单元的“性质”以及它们之间“关系”的本质。它们并非静止的积木，而是具有内在“模式”和“活力”的动态系统。理解这些模式，意味着我们开始触及物质“涌现”出丰富性质的根源。例如，为何某些材料具有导电性，而另一些则绝缘？为何有些物质在低温下展现出超导特性，仿佛失去了所有的电阻？这些现象并非凭空出现，而是源于构成材料的微观实体之间特殊的排列方式和相互作用模式。本书将深入探讨这些模式如何决定宏观世界的物理特性，从相变到集体行为，从自旋序到电荷序，一切都将在微观的相互作用中找到其深刻的根源。 本书的核心在于“结构”与“动力学”的辩证统一。物质的结构并非静态的骨架，而是承载着内在动力学过程的载体。而这些动力学过程，又反过来塑造和维持着物质的结构。我们将探讨如何用数学的语言来精确地描述这种动态的结构，理解能量如何在这些系统中传递和转化，以及信息如何在其中流动和编码。这涉及到对量子力学基本原理的深入理解，以及如何将这些原理应用于理解复杂多体的系统。我们并非停留于对基本方程的演算，而是力求展现这些方程背后所蕴含的物理图像，以及它们如何指引我们认识物质的深度。 “对称性”将是贯穿本书的一个核心主题。我们看到，宇宙中存在着许多优美的对称性，从晶体结构中的几何对称，到基本粒子相互作用中的规范对称。这些对称性并非偶然，它们深刻地影响着物质的性质和行为。理解对称性及其破缺，将为我们揭示物质世界的内在秩序和演化规律提供一把关键的钥匙。我们将看到，对称性的存在如何约束物质的可能状态，而对称性的破缺又如何引发新奇的相变和现象，例如畴壁的形成，或者拓扑缺陷的出现。 本书还将触及“拓扑”的概念，它为我们理解物质的深层结构提供了全新的视角。与我们熟悉的欧式几何不同，拓扑学关注的是在连续变形下保持不变的性质。在物质科学中，这意味着我们可以超越具体的粒子位置和动量，而关注更本质的、不随微小扰动而改变的“拓扑不变量”。这些拓扑性质，往往与物质的宏观行为，特别是其边缘态和鲁棒性（即对噪声和缺陷的免疫力）紧密相关。我们将探索，为何某些物质的表面可以导电，而体内绝缘，这种奇特的性质如何与非平凡的拓扑结构相关联，以及这种鲁棒性在未来的量子技术中可能扮演的角色。 “集体行为”是理解复杂物质系统的另一个关键。单个粒子遵循量子力学的规则，但当大量的粒子聚集在一起时，它们会表现出我们称之为“涌现”的新奇现象。这些现象无法简单地通过叠加单个粒子的行为来理解。本书将深入研究这些集体行为的起源，例如相干性、有序性、以及超越了简单随机性的复杂模式。我们将探讨，如何在统计力学和量子场论的框架下，理解这些宏观行为是如何从微观相互作用中“涌现”出来的，例如玻色-爱因斯坦凝聚、超流性以及自旋玻璃等。 此外，本书还将适当地引入“量子纠缠”的概念，并非作为独立的主题，而是作为理解物质深刻相互作用的一个重要方面。纠缠并非仅仅是两个粒子之间的奇特关联，它更是构成复杂量子物质体系的内在“信息网络”。我们将探讨，纠缠如何在量子相中扮演关键角色，以及它如何赋予某些物质系统非局域性和鲁棒性。理解纠缠的分布和性质，有助于我们更深入地洞察物质的量子本质。 本书的写作风格将力求清晰、直观，并避免过度依赖晦涩的专业术语，除非其含义得到了充分的解释。我们希望通过精心设计的类比、形象化的描述以及对实验现象的生动呈现，让读者能够“触摸”到那些抽象的科学概念。我们并非提供一个“终极答案”，而是旨在开启一扇门，让读者能够以全新的视角去审视周遭的世界，去感受那隐藏在平凡之下的非凡。 本书的每一章节都将是循序渐进的，但又相互关联，共同构建起对物质深层结构的整体认知。我们将从基础的相互作用原则出发，逐步深入到复杂的集体现象和前沿的研究方向。我们相信，通过这种深入浅出的探索，读者不仅能够获得关于物质科学的知识，更能培养一种对科学探索本身的热情和好奇心，去思考那些尚未解答的问题，去想象那些可能存在的未来。 这是一场智识的探险，一次对物质本质的深刻洞察。我们诚邀您加入这场旅程，共同揭开维度织锦的奥秘。

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这本书给我留下最深刻印象的，是它对于“不确定性”这一哲学命题的探讨，这已经超出了纯粹的物理范畴，上升到了对认识论的反思。作者花了相当大的篇幅去讨论，当我们深入到物质的最底层时，我们所依赖的经典逻辑和直觉是如何彻底失效的。这种探讨不是空泛的哲学思辨，而是紧密地植根于量子力学的实际观测结果之中。阅读过程中，我仿佛经历了一场心智的重塑，过去那些坚信不疑的因果律和确定性，在作者的笔下变得摇摇欲坠。这种对世界观的冲击感，让人感到既兴奋又略带不安。这种书籍的价值就在于，它不仅传授知识，更重要的是，它挑战我们既有的思维框架，迫使我们以一种全新的、更加谦卑和开放的态度去面对未知。它让我意识到，科学探索的终极意义，或许并不在于找到所有问题的答案，而在于学会提出更深刻、更具洞察力的问题。

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这本书的结构安排得相当巧妙，它没有按照传统的物理学教科书那样，从基础粒子一直讲到宏观现象，而是采取了一种主题驱动的叙事方式。每一章都像是一个独立的微型探索任务，围绕着一个核心的“谜团”展开，然后作者会带领我们深入挖掘，揭示支撑这个谜团背后的理论基础。这种非线性的叙事反而增强了故事的吸引力。比如，作者在讨论相变现象时，并没有急着给出热力学定义，而是先描述了某种奇异金属在极低温下表现出的诡谲行为，那种近乎“生命体”般的反应，极大地激发了我的好奇心，促使我去主动寻求背后的科学解释。这种“先抛出奇观，再解释原理”的手法，无疑抓住了读者的注意力。此外，书中引用的那些历史文献和科学家的个人轶事，也让原本冰冷的科学变得有血有肉，仿佛我正在参与一场跨越世纪的科学对话，而不是仅仅阅读一篇报告。

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这本书的封面设计真是让人眼前一亮，那种深邃的蓝色调配上跳跃的银色线条，仿佛能触摸到宇宙中最深层的秘密。我拿起它时，心里充满了期待，毕竟书名听起来就充满了未来感和探索欲。我原以为会是一本关于量子物理的纯粹学术著作，充满了复杂的公式和晦涩的理论。然而，翻开第一页，我发现作者的叙述方式异常生动，他没有直接抛出那些令人望而生畏的概念，而是从一个非常接地气的历史片段切入，讲述了人类认识物质本质的漫长旅程。这种循序渐进的引导方式，让我这个非专业人士也能轻松跟上作者的思路。他用了大量的类比和生动的比喻，把那些抽象的量子现象描绘得栩栩如生，仿佛我真的站在了那个奇特的量子世界前，亲眼目睹了粒子的叠加态和纠缠现象。特别是关于光子的行为，作者的描述简直如同诗歌，充满了哲学的韵味，让我不禁思考，我们眼中的“实在”究竟是多么脆弱和多变。这本书的魅力在于，它成功地架起了一座沟通科学与大众的桥梁，让人在享受阅读乐趣的同时，也能对我们所处的物质世界产生更深层次的敬畏。

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这本书的阅读体验，怎么说呢，就像是进行了一次长时间的、极其烧脑的攀登。我不得不承认，有几个章节的内容对我来说实在有些超负荷了。作者似乎非常热衷于探讨某些极其细微的实验细节和理论模型的演变过程，虽然这对于专业人士来说或许是珍宝，但对于我这种抱着“科普”期待的读者而言，读起来颇有吃力感。我记得有一次，读到关于某种新型拓扑绝缘体的讨论时，我不得不停下来，拿出纸笔，试图梳理作者描绘的能带结构图景。那种感觉就像是试图用一把尺子去测量一个无限扭曲的维度空间，充满了挫败感，但也夹杂着一种突破障碍后的微小喜悦。这种高强度的智力投入，使得这本书的阅读速度非常慢，我常常需要反复阅读同一段落三四遍才能勉强抓住核心论点。不过，一旦那些复杂的概念终于在脑海中“连接”起来，所带来的那种豁然开朗的感觉，是其他轻松读物无法比拟的。这本书无疑是一块磨砺心智的磨刀石，它要求你付出，但也承诺给予你相应的回报。

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说实话，这本书在某些部分的处理上显得有些过于学术化，少了一点“大众友好”的润色。尽管我欣赏作者追求精确性的努力，但有些篇幅感觉像是直接从会议论文集里摘录出来的，缺乏必要的过渡和背景铺垫。特别是当涉及到复杂的数学推导和实验误差的讨论时，语言变得非常书面化和冗长，这让阅读的流畅性大打折扣。我感觉作者似乎忘记了，他的读者群体中，并非所有人都对费曼图或者群论有深入的了解。如果能用更简洁、更具概括性的语言来替代那些过于细枝末节的数学推导，只保留其核心思想的阐述，这本书的整体可读性会得到极大的提升。有时候，为了理解一句话，我不得不查阅好几个额外的在线词条来补充背景知识，这无疑打断了阅读的沉浸感。这更像是一本面向研究生或资深研究者的进阶读物，而非面向广大学生或爱好者的一般性科普佳作。

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封面萌萌的，ArXiv：1612.07324

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封面萌萌的，ArXiv：1612.07324

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封面萌萌的，ArXiv：1612.07324

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封面萌萌的，ArXiv：1612.07324

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封面萌萌的，ArXiv：1612.07324