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出版者:Cambridge University Press

作者:Abbott, Paul; Miyaji, Chikara; Abbott, Paul

出品人:

页数:262

译者:

出版时间:2001-02-15

价格:USD 130.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780521641722

丛书系列:

图书标签:

• mathematica
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探索星辰的轨迹：一部关于宇宙学和基础物理学的史诗 本书并非讲述《MathLink》这本书的内容，而是独立呈现一个关于宏大宇宙、深邃物理和人类求知历程的叙述。 第一章：静默的开端与膨胀的宇宙 在人类文明的星空下，我们从未停止对“起点”的叩问。本书从宇宙的黎明开始，而非任何特定文献的索引。我们凝视着太初的奇点，那个密度无穷大、温度灼热的瞬息。这不是一个简单的数学模型，而是一段跨越了 $138$ 亿年的史诗开篇。 我们深入探讨了宇宙大爆炸（Big Bang）理论的观测基础：宇宙微波背景辐射（CMB）。CMB 不仅仅是余晖，它是宇宙婴儿时期留下的最古老照片，记录了早期物质分布的微小不均匀性——这些涟漪，正是日后星系形成的种子。我们将考察这些温度涨落的统计学特征，理解它们如何与量子力学在极端条件下的运作相耦合。 随后，我们必须面对宇宙加速膨胀的现实。暗能量（Dark Energy），这个占据宇宙总能量密度近 $70%$ 的神秘实体，在过去五亿年中占据了主导地位。本书将细致描绘驱动这一加速的理论模型，从爱因斯坦的宇宙学常数 $Lambda$ 到更广阔的“第五种力”的猜想。我们审视了超新星观测（特别是 Ia 型超新星）如何无可辩驳地揭示了这种加速，并讨论了“哈勃张力”——不同测量方法在确定当前宇宙膨胀率上存在的细微矛盾，这种矛盾或许预示着我们对早期宇宙模型的理解仍有缺陷。 第二章：时空织锦的几何与引力的本质 本部分将带领读者走进爱因斯坦的广义相对论（General Relativity）的殿堂。我们不拘泥于公式的推导，而是着重于其几何学意义：引力并非一种力，而是时空曲率的表现。 我们将详细剖析黑洞的物理图像。从史瓦西半径的边界，到事件视界（Event Horizon）的不可逆性，再到克尔（Kerr）黑洞的旋转特性及其拖拽效应（Frame-Dragging）。我们探究了信息悖论（Information Paradox）的困境：当物质落入黑洞，其量子信息是否真的永远消失了？霍金辐射（Hawking Radiation）的理论框架，虽然尚未被直接观测证实，却将引力与量子场论强行拉入了同一对话之中，揭示了时空在普朗克尺度上的“泡沫”特性。 此外，我们还将讨论引力波天文学的革命。LIGO/Virgo 探测器捕捉到的双黑洞合并事件，为广义相对论提供了最直接的动力学验证。这些“时空涟漪”携带的信息，让我们得以“聆听”宇宙中最剧烈的事件，而非仅仅“观看”电磁波。我们将分析这些信号的波形模型，如何精确地映射了极端引力场下的物理过程。 第三章：微观世界的基石——粒子物理学的标准模型及其超越 当我们聚焦于极小尺度，宇宙的描述权交给了粒子物理学。标准模型（Standard Model）是人类理解基本粒子及其相互作用的最成功框架，它基于 $SU(3) imes SU(2) imes U(1)$ 的规范对称性群。 本书将详细解析基本费米子（夸克和轻子）的家族结构，以及传递相互作用的玻色子（光子、W/Z 玻色子、胶子）。我们尤其关注希格斯机制（Higgs Mechanism），那个赋予所有基本粒子静止质量的标量场。对希格斯玻色子的发现，标志着标准模型预测的圆满完成，但同时也凸显了它的局限性。 标准模型固有的不完备性是本书深入探讨的重点：它未能解释引力，无法解释暗物质和暗能量，也无法解释中微子质量的微小非零值。因此，我们转向超对称性（Supersymmetry, SUSY）的愿景，即每个费米子都有一个超对称的玻色子伴侣，以及物质-反物质不对称性（Baryogenesis）的起源——为何我们生活在一个由物质主导的宇宙中。 第四章：量子纠缠与信息流动的边界 超越粒子和场的范畴，我们进入量子力学的深层结构。本书不再将量子力学视为一个工具箱，而是深入其本体论的哲学基础。 我们将探讨非定域性（Non-locality）的核心——量子纠缠。通过 EPR 悖论到贝尔不等式的实验检验，我们确信量子世界存在着一种超越经典直觉的关联性。纠缠并非信息的快速传递，而是一种状态的共享。我们将分析量子信息论的基本概念，如量子比特（Qubit）、量子计算的潜力，以及纠缠熵在理解黑洞热力学和时空结构中的新兴作用。 此外，我们考察了退相干（Decoherence）过程，它是连接量子微观世界与经典宏观世界的桥梁。当系统与环境耦合，其量子叠加态如何“坍缩”为我们日常所见的确定状态？这不仅是一个物理问题，更是一个关于“测量”本质的深刻反思。 第五章：寻找统一的叙事——量子引力与多重宇宙的猜想 宇宙学和粒子物理学的终极目标是建立一个完整的、统一的理论——量子引力。 我们将详细介绍弦理论（String Theory）作为候选者的核心思想：所有基本粒子都是一维的振动“弦”，需要额外的空间维度才能保持数学上的一致性。这引出了卡拉比-丘（Calabi-Yau）流形的复杂几何，以及“景观”（Landscape）的概念，即理论可能存在 $10^{500}$ 种可能的真空解。 随后，我们将转向圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG），它试图在不引入额外维度的前提下，对时空本身进行量子化处理。LQG 预测了普朗克尺度的最小体积和面积，暗示着时空在极小尺度上可能并非连续光滑，而是由离散的“原子”构成。 最后，我们探讨了这些统一理论所必然导出的“多重宇宙”图景。从永恒暴胀（Eternal Inflation）产生的“泡泡宇宙”，到不同维度紧致化方式导致的平行现实，本书将客观梳理这些理论的数学基础、存在的哲学争议，以及它们对人类在宇宙中地位的根本性挑战。 这部作品旨在为读者构建一个宏大而连贯的物理学图景，它始于虚无，聚焦于物质的结构，并最终指向对现实本质的终极追问，全程独立于任何单一著作的内部框架。

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从出版质量和装帧设计来看，这本书也体现了制作者的匠心独运。拿到实体书的那一刻，我就被其厚重而沉稳的质感所吸引。纸张的选择非常考究，阅读时不会有任何反光或刺眼的感觉，即便是长时间沉浸其中，眼睛的疲劳感也比预想中要轻得多。封面设计极具艺术感，那抽象的图案和低调的色彩搭配，精准地捕捉到了故事的核心氛围，既不张扬却又引人深思。更值得称赞的是，全书的排版布局十分科学合理，行间距和字号都经过精心的调整，即便是对于视力稍弱的读者来说，阅读体验也会非常舒适。这种对阅读载体本身细节的重视，显示了出版方对内容本身的尊重，让读者从翻开书本的第一秒起，就能感受到一种被悉心对待的愉悦感，这极大地提升了整体阅读体验的价值感。

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这本书的叙事节奏掌控得非常到位，每一个章节的过渡都如同精心设计的乐章，层层递进，引人入胜。作者对人物心理的刻画细腻入微，即便是最微不足道的配角，其内心世界的波动和挣扎也能被描摹得栩栩如生。我尤其欣赏作者如何巧妙地将宏大的背景设定与个体的情感纠葛编织在一起，使得整个故事在史诗般的框架下，依然充满了人性的温度和真实的触感。阅读过程中，我常常会因为某个角色的抉择而陷入沉思，仿佛自己也身处那个充满未知与挑战的世界中，与他们一同经历风雨。书中对于场景的描绘更是达到了出神入化的地步，无论是古老城市的繁华景象，还是荒野之地的寂寥萧瑟，都通过文字跃然纸上，让我如同身临其境，感官体验极为丰富。这种对细节的极致追求，让阅读过程成为了一种沉浸式的艺术享受，每一次翻页都伴随着对未知情节的期待，实属难得的佳作。

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这本书所探讨的主题深度，远超我阅读同类作品的预期。它并没有简单地停留在表面的冲突或冒险之上，而是深入挖掘了人性中那些永恒的命题：自由与责任的悖论、信仰的崩塌与重建、个体在庞大体制下的挣扎与反抗等等。作者似乎对社会学和心理学有着深刻的理解，他将这些复杂的理论融入到情节的肌理之中，使得故事在娱乐性的外壳下，包裹着坚实的思想内核。我尤其欣赏作者处理道德灰色地带的方式——没有绝对的善恶之分，每个角色的行为都有其内在的合理性，这迫使我不断审视自己原有的价值观。读完之后，我发现自己对现实世界的许多现象有了新的思考角度，这本书不仅仅是提供了一个故事，更像是一面镜子，映照出我们自身和我们所处的时代，其带来的精神冲击久久无法散去。

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这本书的语言风格着实让人眼前一亮，它不像某些追求华丽辞藻堆砌的作品那样矫揉造作，而是透露着一种返璞归真的力量感。作者的遣词造句精准而富有韵味，许多看似简单的句子，蕴含的哲理和情感张力却足以让人回味良久。特别是对话部分，简直是教科书级别的示范，角色们之间的交流自然流畅，充满个性，没有一句废话，每一句台词都推动着情节发展，或者揭示着人物深层动机。我注意到作者在构建不同社会阶层人物的语言习惯时，也做了大量的功课，这使得角色间的差异感非常真实可信。在阅读那些描述内心独白的段落时，我甚至能清晰地“听见”角色的声音和情绪，那种共鸣感是如此强烈，以至于我常常需要停下来，深吸一口气，才能继续前行。这种对语言质感的打磨，无疑将这本书提升到了一个更高的文学层次。

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不得不提的是，这本书在结构上的大胆创新给我带来了极大的震撼。它并非采用线性叙事，而是通过多条时间线、多重视角交错推进，初读时可能会觉得有些费解，但当那些看似零散的线索如同散落的珍珠被串联起来时，那种豁然开朗的惊喜感是无与伦比的。作者仿佛是一位高明的建筑师，在铺陈故事的底层逻辑时，布下了无数精巧的伏笔和草蛇灰线，它们潜藏在字里行间，直到故事的后半段才集中爆发，形成一个令人拍案叫绝的整体画面。这种非线性的叙事策略不仅避免了情节的单调乏味，更重要的是，它强迫读者主动参与到解谜的过程中，使得阅读体验从被动接受变成了主动探索。这种需要读者调动智力去拼凑故事全貌的互动性，极大地增强了阅读的趣味性和粘性，让人欲罢不能。

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