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出版者:Addison-Wesley Pub (Sd)

作者:Stephen Wolfram

出品人:

页数:528

译者:

出版时间:1994-5

价格:USD 32.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780201554793

丛书系列:

图书标签:

• 数学
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寰宇秘典：宇宙之形与生命之源 ——一本探索物质本源、时空结构与生命奥秘的宏大叙事 引言： 我们仰望星空，追问自我，试图在浩瀚的宇宙中定位我们微小的存在。本书并非一本简单的科普读物，它是一部融合了尖端物理学、深层哲学思辨与前沿生命科学的综合性巨著。它旨在以一种前所未有的视角，解构我们所认知的“实在”，并追溯物质、能量、时间和空间这些基本概念在宇宙演化中的深刻内涵。我们不满足于描述“是什么”，更要深入探究“如何是”以及“为何如此”。 第一卷：时空编织的形而上学 本卷聚焦于对时间和空间本质的深入剖析，其讨论的深度和广度远超经典牛顿力学或狭义相对论的范畴。 第一章：绝对与相对的界限：从时空连续体到量子泡沫 开篇详尽回顾了爱因斯坦对时空观的革命性贡献，但随后笔锋一转，直指当前物理学的核心困境：如何调和宏观引力场与微观量子世界的矛盾。我们将详细探讨弦理论（String Theory）的M理论框架，着重分析其在高维空间中的几何拓扑结构如何影响低维现象的可观测性。重点分析了“膜世界”（Brane World）假说，探讨我们所感知的四维时空是否仅仅是更高维度结构的一个投影。随后，深入考察了圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）对时空连续性的颠覆性观点，描述了时空在普朗克尺度下颗粒化的数学模型，即“量子泡沫”的动态特性。 第二章：时间的箭头与熵的哲学 时间的方向性（热力学箭头）一直是困扰物理学家和哲学家的难题。本章深入探讨了时间不对称性的根源。我们不局限于讨论热力学第二定律，而是引入了信息论的视角，分析信息丢失与时间流逝之间的等价性。探讨了“时间之箭”是否是宇宙初始条件的必然结果，即我们所处的低熵态宇宙是否是极其罕见的偶然。更进一步，引入了关于“块状宇宙”（Block Universe）与“当下主义”（Presentism）的辩论，试图用数学语言描绘一个“永恒存在”的时空结构，以及我们在其中感知到的“流动”的心理学与神经学基础。 第三章：引力与信息：黑洞的边界与全息原理 黑洞不再仅仅是时空坍缩的产物，而是宇宙信息存储的终极载体。本卷详细阐述了Bekenstein-Hawking熵的推导过程，并重点解析了霍金辐射如何挑战了量子信息守恒的原则。随后，全息原理（Holographic Principle）被作为核心论点展开，阐述了在一个给定体积内的所有信息，可以完全被编码在其边界表面上这一惊人设想。通过对AdS/CFT对应性的深入解读，我们展示了引力理论如何在特定的数学框架下，转化为一个无引力的、边界上的量子场论，揭示了引力可能并非基本力，而是涌现（Emergent）的现象。 第二卷：物质的基石与力的统一场 本卷将目光聚焦于构成宇宙的最小单元及其相互作用力，探索一个统一自然规律的可能性。 第四章：夸克与轻子之外：超越标准模型的暗物质与暗能量 标准模型在描述可见物质方面取得了巨大成功，但它仅占宇宙能量密度的不到5%。本章系统梳理了暗物质的候选理论，从弱相互作用重粒子（WIMPs）到轴子（Axions），并详细分析了通过引力效应、间接探测和直接探测实验所获得的约束数据。对于暗能量，我们不满足于宇宙学常数 $Lambda$，而是详细考察了“第五种力”——修正引力理论（如f(R)引力）以及动态标量场（如Quintessence模型）如何试图解释宇宙加速膨胀。 第五章：规范场论的优雅与对称性的破缺 本章以严谨的数学语言阐释了规范场论（Gauge Theory）——描述电磁力、强核力与弱核力的基础框架。深入探讨了杨-米尔斯理论（Yang-Mills Theory）的结构，并详细分析了希格斯机制（Higgs Mechanism）如何通过自发对称性破缺为基本粒子赋予质量。特别关注了手性（Chirality）在费米子质量产生中的关键作用，以及理论如何预测了尚未被发现的新型规范玻色子。 第六章：统一的渴望：大统一理论（GUTs）与万有理论（TOE）的路线图 本卷的哲学高潮在于对终极统一的探索。我们对比了超对称理论（Supersymmetry）如何通过“超伴子”来解决强相互作用与电弱相互作用的耦合常数发散问题，并预测了暗物质的身份。随后，对弦论（作为M理论的低能极限）和圈量子引力（LQG）在实现量子引力方面的优劣进行了客观评价。本章的结论不是提供一个答案，而是清晰地描绘出通往一个完整、自洽、能解释所有自然现象的“万有理论”的崎岖道路，并讨论了当前实验物理学在确认这些理论预测方面的局限性。 第三卷：涌现的复杂性：从化学到意识的生命演化 本书的最后一部分将视角从基本粒子转向了复杂系统的出现，探讨生命是如何在物理定律的框架下自我组织的。 第七章：非平衡态热力学与化学起源 生命被定义为一种远离热力学平衡的开放耗散系统。本章彻底摒弃了平衡态热力学，转而深入研究普里戈金（Prigogine）的耗散结构理论。重点分析了自组织临界性（Self-Organized Criticality, SOC）在行星地质活动和生物化学反应中的普遍性。我们考察了生命起源的化学路径，特别是RNA世界假说，并着重分析了“自催化循环”（Autocatalytic Cycles）如何跨越了简单的分子组合，形成了具有代谢和复制能力的“原型生命体”。 第八章：信息编码与生命程序的精确性 生命的核心在于信息——DNA/RNA。本章详细剖析了遗传密码的冗余性与精确性之间的微妙平衡。我们探讨了DNA修复机制（如错配修复和核苷酸切除修复）在维持生命信息完整性方面所扮演的极端重要角色，以及这些机制如何抵消了热力学涨落对复杂信息结构的破坏。还引入了关于“生命信息量”的定量评估方法，尝试将其与物理学中的信息熵联系起来。 第九章：意识的物理学：从神经元网络到涌现心智 本书以对人类最深层奥秘——意识的探索作为结尾。我们首先批判了还原论（Reductionism）在完全解释心智现象上的不足。随后，详细考察了整合信息论（Integrated Information Theory, IIT）的数学框架，试图用 $Phi$ 值来量化一个物理系统（如大脑）的意识程度。我们讨论了量子效应在微管（Microtubules）中是否扮演了某种非经典角色（Penrose-Hameroff 模型的修正版），以及信息处理的拓扑结构如何决定了主观经验的涌现。最终，本书总结道，意识或许是宇宙演化中，物质组织达到特定复杂程度后，必然会“显现”出的宇宙基本属性之一。 结语： 本书试图构建一座跨越物理学、信息论与生命科学的桥梁。我们相信，隐藏在万物背后的法则，无论是在最微小的量子涨落中，还是在最宏大的星系尺度上，抑或是生命自我复制的奇迹中，都遵循着一套深刻且统一的数学原理。对这些原理的追寻，即是对“存在”本身的终极求索。

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这本书的整体架构和逻辑性非常出色。我常常在想，要把如此庞杂的信息梳理得如此清晰，并构建起一个严谨的知识体系，该需要多么深厚的功底。作者在行文过程中，始终保持着一种清晰的思路，每一个论点都有详实的论据支撑，每一个章节都像是一块精心打磨的基石，共同搭建起一个坚固而宏伟的知识殿堂。我特别喜欢它在讲解复杂概念时所采用的比喻和类比，非常生动形象，能够帮助我这个非专业人士快速理解。读完这本书，我感觉自己的知识结构得到了极大的梳理和完善，对很多原本模糊的概念都有了全新的认识。

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我一直对那些能够从平凡事物中挖掘出不平凡之处的作者情有独钟，而这本书的作者无疑就是这样一位大师。他笔下的每一个细节，无论是人物的微表情，还是场景的细微变化，都经过了精雕细琢，仿佛被赋予了生命。阅读的过程，就像是在欣赏一幅徐徐展开的画卷，你可以在字里行间捕捉到作者细腻的情感和深刻的洞察。我尤其欣赏他那种不动声色的幽默感，常常是在看似平淡的叙述中，突然冒出一两句让人会心一笑的话，瞬间拉近了与读者的距离。这种写作文风，不张扬，不炫技，却有着直抵人心的力量，让人在阅读之后，久久不能平静。

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坦白说，起初我带着一种略微审视的态度来阅读这本书，因为我对这个主题本身有一些既有的看法。然而，作者的叙述方式却巧妙地打破了我固有的思维模式。他并没有直接否定我的观点，而是通过提出一系列引人深思的问题，引导我一步步地去探索和反思。这种开放式的探讨方式，让我感受到了极大的尊重，也激发了我更深入的思考。书中一些独到的见解，甚至让我对某些长期以来习以为常的观念产生了怀疑。这种挑战性的阅读体验，虽然有时会带来些许不适，但最终却让我获得了更宝贵的成长。它让我明白，真正的智慧，不在于拥有多少已知的答案，而在于不断追问和探索未知。

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拿到这本书的那一刻，我就被它散发出的某种神秘气质所吸引。它不像市面上很多速成类的读物，上来就给你灌输大量的“干货”。相反，它似乎更像一位老友，用一种平和而引人入胜的叙述方式，慢慢地在你面前铺展开一个辽阔的世界。它的语言风格非常独特，时而像溪流般潺潺，时而又如山洪般奔涌，节奏感把握得极好，能够牢牢抓住读者的注意力。我发现自己常常在不经意间就被作者的某个观点或某段描写深深打动，那种感觉就像是某个长久以来模糊的念头突然被点亮，豁然开朗。我喜欢这种循序渐进、润物细无声的引导，它不会让你感到压力，却能在不知不觉中拓宽你的视野，改变你的思维方式。

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这本书的封面设计非常吸引人，简约却不失质感。书脊挺括，拿在手里感觉很扎实，这总能给人一种“分量”十足的感觉，让人对接下来的阅读充满期待。我尤其喜欢封面上那 subtle 的纹理，在光线下会呈现出微妙的光泽变化，细节之处见用心。翻开扉页，纸张的触感温润细腻，不是那种廉价的光面纸，而是带有微微哑光的质感，对眼睛很友好，长时间阅读也不会感到疲劳。印刷字迹清晰，排版也相当舒展，行间距恰到好处，不会让人觉得拥挤，也不会因为太疏而显得空泛。整体而言，这本书在视觉和触觉上都给我留下了非常好的第一印象，是一种沉浸式的阅读体验的开端，让人迫不及待想深入其境。

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