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出版者:Springer

作者:Nielson, Hanne Riis 编

出品人:

页数:467

译者:

出版时间:2007-09-14

价格:USD 95.00

装帧:Paperback

isbn号码:9783540740605

丛书系列:

图书标签:

• 静态分析
• 程序分析
• 编译原理
• 软件测试
• 代码质量
• 形式化方法
• 安全分析
• 漏洞检测
• 程序验证
• 软件工程

书籍简介： 《量子纠缠与时空几何的奥秘》 作者： 艾莉森·里德 (Alison Reed) 出版社： 环球科学出版社 装帧： 精装，共 680 页，附有大量彩图与详尽的数学推导 定价： 89.00 美元 --- 导言：超越牛顿的疆界 本书并非聚焦于传统的编程语言特性、编译器优化或软件验证技术。相反，它是一次对现代物理学最前沿领域——量子力学与广义相对论交汇之处的深度探索。艾莉森·里德教授，作为理论物理学界的后起之秀，以其独到的洞察力和严谨的数学功底，为读者绘制了一幅关于宇宙深层结构的宏伟图景。 本书的受众是具备扎实高等数学（微积分、线性代数、微分几何）和基础物理学（经典力学、电磁学）背景的读者，特别是那些对基础物理学的哲学含义和数学框架感到好奇的研究人员、高年级本科生及研究生。 第一部分：量子力学的基石与非定域性 本书的第一部分，奠定了理解后续复杂概念的基础，但它着重于量子理论的“怪异”之处，而非其工程应用。 第一章：希尔伯特空间与态矢量 我们从数学形式上重构量子力学的基本公设。重点在于抽象的希尔伯特空间结构，以及如何用算符（Operators）描述可观测量的测量。与经典概率论不同，量子态的叠加原理被深入剖析，讨论了其对物理实在的深刻含义。 第二章：自旋的本征与旋转群 详细阐述了粒子的内禀角动量——自旋。通过对 $SU(2)$ 群的细致分析，揭示了为什么自旋半整数粒子（如费米子）的行为与整数自旋粒子（如玻色子）在统计上存在根本差异。本书摒弃了对自旋的“小陀螺”式直观想象，完全基于群论的严谨推导。 第三章：贝尔不等式与非定域实在论 这是本书中最具争议也最引人入胜的章节之一。里德教授详尽回顾了 EPR 佯谬，并从实验证据（如 Aspect 实验）出发，无可辩驳地展示了量子力学的非定域性。我们将深入探讨各种“隐变量理论”的失败，并讨论“定域隐变量”概念在物理上已然破产的事实。此处的讨论完全围绕信息的传播速度限制与量子关联的本质展开，与任何形式的计算或程序分析无关。 第二部分：弯曲时空：广义相对论的几何语言 第二部分将视角转向宏观宇宙，用爱因斯坦的场方程描述引力，但着重于其背后的微分几何。 第四章：黎曼流形基础 为了理解时空的弯曲，我们必须掌握描述弯曲空间的数学工具。本章系统介绍了流形（Manifolds）、切空间（Tangent Spaces）、张量场（Tensor Fields）、度规（Metric Tensor）以及协变导数（Covariant Derivatives）。所有的概念都以几何直觉为导向，而非停留在代数运算上。 第五章：测地线与物质运动 在弯曲时空中，物体不再受“力”的驱动，而是沿着时空的“直线”——测地线（Geodesics）运动。本章详细推导了测地线方程，并讨论了惯性运动在相对论背景下的精确意义。对光锥（Light Cones）的分析，展示了信息传播的宇宙学限制。 第六章：爱因斯坦场方程的几何诠释 爱因斯坦场方程 $G_{mu u} = frac{8pi G}{c^4} T_{mu u}$ 被视为描述“物质如何告诉时空弯曲，时空如何告诉物质运动”的几何语句。本书重点分析了爱因斯坦张量 $G_{mu u}$ 的几何起源，并讨论了真空解（如史瓦西解）在描述黑洞外部结构时的纯几何特性。章节中没有涉及任何关于数值求解或近似方法的讨论。 第三部分：交汇点：量子场论与时空拓扑 本书的第三部分是理论物理学的巅峰挑战：将量子力学的原理应用于弯曲时空中，探索量子引力现象的数学轮廓。 第七章：弯曲时空中的量子场 当场本身存在于弯曲背景时，如何定义“粒子”和“真空”？本章探讨了哈密顿量在弯曲时空中的构造困难，特别是如何定义一个稳定的、与观察者无关的能量和粒子算符。我们将深入探讨霍金辐射的半经典推导，侧重于事件视界附近的真空极化效应。 第八章：黑洞热力学与信息悖论 黑洞不仅是引力坍缩的终点，也是连接信息、熵与引力的桥梁。本章详细介绍了贝肯斯坦-霍金熵的公式，并从统计力学的角度解释了黑洞的温度。随后，将对信息悖论进行深入的理论探讨，分析信息是否真的从黑洞中“丢失”，这完全是关于信息守恒在极端引力场中的哲学和数学问题。 第九章：圈量子引力与背景独立性（导论） 作为对现有规范场论局限性的回应，本书简要介绍了圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）的初步构想，强调其“背景独立性”的哲学主张——即时空结构本身是量子化的，而非外部背景。本章侧重于介绍自旋网络（Spin Networks）的几何意义，作为量子空间离散化的一种数学描述，但不会深入探讨具体的动力学演化方程。 结语：物理学的未解之谜 《量子纠缠与时空几何的奥秘》旨在为读者提供一个清晰、数学严谨的框架，理解当代物理学对实在本质的探索。本书的结论是，我们对物质和能量的描述已经达到了一个极高的成熟度，但对“时空”本身的理解，仍然处于革命的前夜。本书引导读者思考，在最基本的层面上，时间和空间是否如我们所感知的连续且经典，还是更接近于信息和概率的涌现结构。 本书不包含任何关于以下主题的内容： 软件工程中的静态分析技术、抽象解释或符号执行。 编译器设计、中间代码生成或寄存器分配算法。 程序验证、模型检测或程序逻辑形式化。 数据库结构、并发控制或分布式系统。 任何与计算机科学或信息技术直接相关的应用或案例研究。 本书是一次纯粹的理论物理之旅，其目标是揭示宇宙的基本构建块和支配它们的几何法则。

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我通常阅读技术书籍时，习惯性地会在空白处做大量的批注，但对《Static Analysis》这本书，我发现自己下笔的次数异常少。这并非因为它内容简单，恰恰相反，是因为它的逻辑链条太过严密，几乎找不到可以质疑或补充的空隙。这本书的独特视角在于，它将静态分析的视角从传统的“安全”领域，拓展到了“性能优化”和“编译时代码重构”的高度。特别是关于指针分析的章节，作者没有采用传统的基于别名集合（Alias Sets）的方法，而是转向了更现代的基于路径敏感的上下文分析模型，并详细论证了如何在保持性能可接受的前提下，处理递归和循环结构带来的巨大计算复杂度。这种跨学科的融合能力，使得这本书的受众一下子扩大了：它不仅对编译器开发者至关重要，对编写高性能底层库的工程师来说，也具有不可估量的参考价值。它像一把瑞士军刀，满足了不同领域工程师的特定需求。

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当我合上《Static Analysis》这本书时，脑海中浮现的是一种久违的“豁然开朗”感。我花了数年时间试图理解某些复杂代码分析工具的内部工作原理，却总感觉隔着一层纱。这本书就像是那层纱的终结者。它最打动我的是对“假设检验（Assumption Checking）”在自动化推理中的应用。作者用一种近乎哲学辩论的方式，探讨了如何量化分析引擎自身的可靠性，这在业界通常是一个被忽略但至关重要的环节。书中探讨了如何设计“可证明的”静态分析工具，这一点极具前瞻性。它不再满足于告诉我们“这个地方可能有问题”，而是试图构建一个系统，能够向我们保证“如果系统没有报告错误，那么代码确实是符合既定规范的”。这种对“绝对正确性”的追求，虽然在工程实践中难以完全实现，但它设定了一个极高的标杆，激励着整个行业向前迈进。这本书不是一本让你“学完就能用”的速成手册，而是一部让你“思想升维”的工具书。

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说实话，我对技术书籍的评价总是非常苛刻，因为很多号称“权威”的著作，读起来就像在听一段冗长、缺乏重点的学术报告。然而，《Static Analysis》这本书却让我愿意放下手中的咖啡，一气呵成地读完好几个章节。它最让我感到惊艳的是其对“并行化”与“分布式分析”的讨论。在如今代码库动辄TB级别的体量下，单机分析早已成为历史的眼泪。作者巧妙地将并发控制理论引入到数据流分析的收敛问题中，提出了几套极具创新性的分布式任务调度算法。我试着将书中的某个并行化框架应用于我们团队的一个遗留项目，效果立竿见影，原先需要耗费数小时的分析任务，现在缩短到了半小时以内。这种直接、量化的生产力提升，是任何空洞的赞美都无法比拟的。这本书的语言风格非常直率，没有过多华丽的辞藻，每一个句子都像一个精准的逻辑门，直击问题的核心，读起来酣畅淋漓，充满了解决问题的快感。

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我最近在整理我的技术书架，看到《Static Analysis》这本书时，那种如获至珍的喜悦感再次涌上心头。坦白说，我之前为了应付一个复杂的代码审计项目，不得不硬着头皮去啃一些非常基础的教材，结果常常是越看越迷糊，知识点像散落的珍珠，无法串联成完整的项链。这本书的独特之处在于其结构上的精妙布局。它没有急于展示高深的理论，而是从一个非常“接地气”的问题——如何高效地识别零日漏洞——切入，逐步引导读者深入到程序表示（IR）的设计哲学。作者对各种中间表示形式的优劣进行了近乎偏执的比较，让我这个长期与GCC/LLVM打交道的人，都对GCC的RTL和LLVM的IR有了更深层次的理解和敬畏。书中对于“误报处理”的论述，更是达到了出神入化的地步，它提供了一套清晰的决策框架，帮助开发者在“覆盖率”和“准确性”之间找到那个黄金平衡点。我甚至觉得，这本书更像是一本“工具设计师的修炼手册”，而不是一本单纯的教科书，它教会的不仅是“怎么做”，更是“为什么这么做”。

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这本《Static Analysis》的问世，无疑给当前软件工程领域投下了一颗重磅炸弹。我原本以为市面上关于静态分析的书籍已经够多了，大同小异，无非是些语法树的遍历、数据流的追踪，或者是一些基于抽象解释的理论推导，读起来枯燥乏味，如同在啃一块坚硬的石头。然而，这本书完全颠覆了我的预期。它的叙事方式极其流畅自然，仿佛一位经验丰富的老匠人，手把手教你如何将那些晦涩难懂的编译器理论，转化为实际生产力中锐不可当的神兵利器。特别是其中关于污点分析和控制流完整性（CFI）的章节，作者没有陷入无休止的数学公式堆砌，而是通过一系列引人入胜的真实案例，清晰地剖析了如何设计出高效且低误报率的分析引擎。我尤其欣赏它对“可扩展性”这一核心挑战的深入探讨，这不仅仅是理论上的讨论，更是融入了作者多年来在工业界摸爬滚打的宝贵经验。读完后，我感觉自己对如何构建下一代安全工具的理解，提升到了一个全新的维度，不再是停留在调包侠的层面，而是真正开始理解其底层运作的精髓所在。这本书的价值，在于它成功地架起了一座连接学术研究与工业实践的坚固桥梁。

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