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出版者:The MIT Press

作者:Barbara Maria Stafford

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:1996-2-28

价格:USD 27.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780262691819

丛书系列:

图书标签:

科学史
scienceAesthetics
mediaTheory
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具体描述

What has happened to the magic of learning? Playful illusions, spellbinding games, and lifelike automata were once integral to education. Artful Science reveals the exhilarating but paradoxical intertwining of enchantment with enlightenment in the early modern period. A cross-disciplinary guide to intellectual high and low life of the eighteenth century, Artful Science makes the case for the pedagogical opportunities inherent in an oral-visual culture. Barbara Stafford draws on an extraordinary range of historical sources and popular imagery, exploring from a new perspective the perceptual cognition that she so deftly analyzed in Body Criticism. Her important reinterpretation also casts many well-studied paintings as instances of an instructive art of demonstration.Artful Science opens by describing the evolution of mathematical recreations and their relationship to the middle class's increasing leisure time. Subsequent chapters focus on the problem of distinguishing legitimate science from virtuoso fraud; the public performance of experiments; and early attempts to create informative and attractive natural history exhibits. Throughout, Stafford emphasizes the concern for telling truth from fiction in a world of alluring technology. The enlighteners' relentless association of sensory evidence with deception led to the submergence of a "tricking" oral-visual culture by "serious" mass literacy drives, Stafford observes. Yet sophisticated teaching techniques and ingenious learning machines made abstractions concrete and appealing to ever-widening eighteenth-century audiences. With the modern computer graphics revolution always in view, Artful Science suggests fresh means for putting intelligence, enjoyment, and communicative power back into thinking with images.

《宇宙的低语：从量子泡沫到星系形成的新视野》简介本书是一部深邃而引人入胜的宇宙学探索之旅，旨在将当代物理学中最前沿的理论与宏大的宇宙图景编织在一起，为读者呈现一幅关于我们所处时空及其起源的全新理解。我们不再仅仅满足于牛顿的机械宇宙或爱因斯坦的引力场方程，而是深入到比普朗克尺度更微小的“量子泡沫”之中，追溯时间的源头，并探究塑造了我们所见万物的基本力量。第一部分：时空的织布机——微观世界的革命本部分聚焦于物理学的基石——量子场论与弦理论的最新进展，并探讨它们如何重塑我们对“实在”的定义。第一章：超越粒子的边界——量子场论的再审视我们将从回顾粒子物理学的标准模型开始，但很快就会将其置于一个更广阔的框架下。重点在于理解“场”如何成为宇宙的基本实体。详细阐述量子场论中场的激发如何产生我们所观测到的基本粒子，例如夸克、轻子和规范玻色子。我们将深入探讨“自发对称性破缺”机制，解释质量的起源，特别是希格斯机制，但会将其置于更具哲学意味的语境中——即真空并非空无一物，而是充满活力的基态。第二章：弦论的几何——维度与统一的渴望本书将以一种非技术性的方式，但保持理论的严谨性，介绍弦理论的核心概念。我们探讨为什么需要额外的空间维度，以及这些被“紧致化”的额外维度如何影响我们对四维时空现象的理解。重点将放在“对偶性”的概念上，即看似不同的理论（如M理论的不同极限）在更高层次上可能描述的是同一个物理实体。我们将讨论弦论在解释量子引力问题上的潜力，尽管其实验验证仍面临巨大挑战。第三章：量子引力的幽灵——信息、黑洞与火墙之谜引力与量子力学的矛盾是理论物理学的核心难题。本章将围绕黑洞物理展开讨论。我们将深入探讨霍金辐射的意义，它揭示了黑洞并非永恒的吞噬者，而是会蒸发。随后，我们将聚焦于信息悖论——落入黑洞的物质信息是否真的永远丢失了？这直接关系到量子力学的基本原则。我们将细致分析近年来提出的“火墙假说”及其引发的对虫洞、纠缠和时空几何的深刻质疑，展现理论物理学前沿的激烈辩论。第二部分：宇宙的编年史——从奇点到结构形成本部分将时间轴拉伸至宇宙的诞生与演化，重点关注暗物质和暗能量如何主导了宇宙的命运。第四章：大爆炸的余晖——暴胀理论与宇宙的初始条件我们将摒弃对大爆炸的传统描述，转而探讨“暴胀理论”——宇宙在诞生之初经历的极速指数膨胀阶段。详细论证暴胀如何解决了视界问题和平坦性问题，并最重要的是，它如何通过量子涨落为后来的星系形成播下了种子。我们将分析宇宙微波背景辐射（CMB）数据中那些微小的温度各向异性，将其解释为量子涨落被放大到宇宙尺度的“化石证据”。第五章：看不见的骨架——暗物质的物质性探寻尽管暗物质占据了宇宙物质总量的绝大部分，我们对其本质仍然知之甚少。本章将系统回顾支持暗物质存在的间接证据：星系旋转曲线、引力透镜效应以及宇宙大尺度结构形成中的作用。我们将详细分类和评估目前主要的候选粒子，如弱相互作用大质量粒子（WIMPs）以及更轻的轴子等，并介绍当前地面和空间探测实验（如直接探测实验和对撞机实验）的最新进展与困境。第六章：加速的宇宙——暗能量与精细调谐的难题暗能量是当前宇宙学中最令人困惑的谜团。本章探讨了自1998年发现宇宙加速膨胀以来，我们对它的理解如何从一个简单的宇宙学常数演变为复杂的动力学场（如“第五元素”或昆虫理论）。我们将详细分析标准宇宙学模型（Lambda-CDM）中暗能量的贡献，并讨论它与量子场论中真空能密度计算之间存在的巨大、令人尴尬的量级差异，即“宇宙学常数问题”。这个问题被认为是连接微观与宏观物理学的终极挑战之一。第三部分：结构的涌现——从基本定律到复杂系统本部分探讨了如何从基本物理定律中涌现出我们所见到的复杂结构，包括生命本身的可能性。第七章：星系的工厂——反馈机制与结构形成本章将从CMB的初始扰动出发，追踪引力如何积累物质，形成原初的气体云，并最终点燃恒星，形成我们今天观测到的星系和星系团。重点将放在“反馈机制”上，即超大质量黑洞的活动如何通过喷流和风将能量和物质返回到星系际介质中，调控星系的生长速度和形态。我们将讨论数值模拟如何帮助我们理解这种从微小涨落到宇宙网状结构的复杂演化过程。第八章：物理学的疆界——生命、信息与宇宙的终极命运在宇宙学的最后章节，我们将把目光转向生命在宇宙中的位置。我们探讨生命作为一种高度有序的耗散结构，如何可能在物理定律允许的框架内出现。我们将讨论复杂性理论如何与热力学第二定律相结合，探究生命是否是信息处理和能量耗散的必然结果。最后，我们将展望宇宙的几种可能的终极命运：热寂、大撕裂或大挤压，并评估暗能量的性质对这些命运选择的影响。结论：未完待续的叙事本书的结论部分并非给出一个确定的答案，而是强调了当前物理学前沿的开放性和挑战性。我们总结了尚待解决的重大问题——量子引力的完整理论、暗物质的身份、暗能量的本质——并展望了未来十年（如詹姆斯·韦伯太空望远镜的后续观测和下一代引力波探测器）可能带来的突破，引导读者认识到我们对宇宙的理解仍处于动态的、不断修正的旅程之中。本书适合对现代物理学、宇宙学和自然哲学有浓厚兴趣的读者。它要求读者具备对科学探索的热情，而非深奥的数学背景，旨在激发对宇宙终极奥秘的敬畏与思考。

作者简介

Barbara Stafford is the William B. Ogden Distinguished Service Professor of Art History at the University of Chicago. She is the author of Good Looking, Artful Science, Body Criticism, and Voyage into Substance (all published by MIT Press).