String Theory Research Progress pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Balogh, Ferenc N. (EDT)

出品人:

页数:233

译者:

出版时间:

价格:89

装帧:

isbn号码:9781604560756

丛书系列:

图书标签:

• 弦理论
• 理论物理
• 高能物理
• 量子引力
• 数学物理
• 粒子物理
• 宇宙学
• 黑洞
• 额外维度
• 膜理论

宇宙深处的低语：现代物理学的宏大叙事与前沿探索 一卷关于我们如何理解时空、物质与基本力的历史性回顾与未来展望 本书并非聚焦于弦理论的特定发展脉络，而是旨在为读者勾勒出一幅更为广阔的现代理论物理图景。它将带领我们穿越二十世纪以来物理学最为深刻的革命性思想，探讨那些试图统一自然界所有基本力的宏大理论框架，以及它们在实验观测和数学构建中所面临的挑战与机遇。 我们的旅程始于对经典物理学局限性的深刻反思。从爱因斯坦的狭义与广义相对论如何彻底颠覆了牛顿关于绝对时空和引力的观念，到量子力学如何以其概率性的本质揭示了微观世界的怪异结构，本书将首先确立理解现代物理学的两大支柱。我们将深入剖析量子场论（QFT）的精妙之处，它是描述电磁力、弱核力和强核力的标准模型（Standard Model）的数学骨架。标准模型无疑是人类智力最辉煌的成就之一，它以惊人的精度预测了诸如电子、夸克以及希格斯玻色子等基本粒子的存在与性质。 然而，标准模型的成功背后，隐藏着一个深刻的矛盾：它无法将引力——爱因斯坦的广义相对论——纳入量子框架。这种“不相容性”构成了当代理论物理学最大的未解之谜。本书将详尽阐述引力如何被视为时空本身的几何扭曲，以及当试图将这种几何描述微观化时所遭遇的“无穷大”难题，这正是探索“万有理论”的根本驱动力。 超越标准模型的疆界：对未知的系统性探索 本书的重点将转向那些试图弥合量子力学与广义相对论鸿沟的理论探索。我们将系统地考察当前主流的几条探索路径。 一、对对称性与维度的重新审视： 现代物理学深深根植于对称性的概念。本书将探讨规范对称性（Gauge Symmetry）在粒子物理学中的核心地位，并追溯从四维时空（三维空间加一维时间）出发所面临的困境。在这里，我们将转向对更高维度空间的探索。这些额外的、被“卷曲”起来的维度如何影响我们日常观测到的物理定律？书中将分析早期Kaluza-Klein理论的尝试，及其对现代非紧致化维度理论的启发。这些理论试图解释为什么某些力（如电磁力）在宏观上表现得比其他力（如引力）更强，一个可能的答案就隐藏在这些不可见的额外空间结构之中。 二、圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）的路径： LQG提供了一种不同于传统量子场论的方法来对引力进行量子化。它不试图将引力纳入既有的量子场论框架，而是直接对广义相对论的几何结构本身进行量子化。我们将详细解释“自旋网络”（Spin Networks）和“自旋泡沫”（Spin Foams）的概念，这些数学工具描述了时空在普朗克尺度上不再是光滑连续的，而是由离散的“量子块”构成的基本结构。本书将审视LQG在解决黑洞奇点问题上的初步成果，以及它对宇宙大爆炸早期状态的预测。 三、新兴的宇宙学工具与观测证据： 理论的进步必须与实验和观测相辅相成。本书将花费大量篇幅讨论当前宇宙学为检验基础理论提供的窗口。我们将探讨宇宙微波背景辐射（CMB）的精细结构，它携带着宇宙诞生后不久的信息，是检验早期宇宙动力学模型（包括暴胀理论的修正版本）的关键数据。此外，引力波天文学的兴起，特别是LIGO/Virgo等探测器捕捉到的黑洞和中子星合并事件，为我们提供了一个前所未有的机会，以极端引力场下的方式检验爱因斯坦方程的有效性，并可能揭示偏离广义相对论的微小迹象。 四、更宏大的统一构想：信息与全息原理： 在对统一理论的追求中，一个革命性的思想浮现出来：物理定律或许可以被编码在较低维度的边界上。本书将深入探讨全息原理（Holographic Principle），特别是AdS/CFT对偶性。这个惊人的数学猜想（将一个包含引力的时空理论等价于一个不含引力的量子场论）不仅为研究强耦合的量子场论提供了强大的计算工具，也暗示了引力本身可能是一种“涌现”的现象，如同温度或压力是从大量分子的运动中涌现出来的一样。这种视角挑战了我们对“时空是基本实在”的传统认知。 结论：科学的边界与哲学意涵 本书最终导向对物理学前沿的哲学思考。当我们深入到普朗克尺度，物理学面临着描述对象的消失——时间本身可能在量子引力中失去了明确的意义。我们所构建的理论，无论多么优雅，都必须接受实验的检验。本书将总结当前研究者们正在积极探索的实验信号，例如对超重粒子的搜寻、寻找额外维度对低能物理的微小影响，以及对真空能（暗能量）的精确测量。 通过对这些不同路径的细致梳理，本书旨在提供一个全面的、不偏不倚的视角，展示理论物理学家们如何以惊人的创造力，在人类知识的边缘地带，努力编织出一部关于宇宙终极实在的、统一而和谐的叙事。它是一份关于我们如何提问、我们如何计算，以及我们距离理解“万物之理”还有多远的诚实记录。

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