Astronomy at the Frontiers of Science pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Lasota, Jean-Pierre 编

出品人:

页数:378

译者:

出版时间:2011-8-18

价格:USD 179.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9789400716575

丛书系列:

图书标签:

• 天文学
• Springer
• Astronomy
• 2011
• Astronomy
• Science
• Frontiers
• Space
• Research
• Cosmology
• Stars
• 宇宙

宏大叙事下的微观探索：当代物理学与宇宙演化的前沿图景 作者：[此处留空，暗示本书作者的专业性与独立性] 出版社：[此处留空，暗示本书的学术严谨性与出版质量] 内容简介： 本书并非对浩瀚宇宙的浪漫咏叹，亦非对传统天文学的梳理回顾。相反，它深入当代物理学最前沿的实验验证与理论构建的交汇点，旨在为读者勾勒出一幅精确、严谨且充满思辨性的“不可见世界”图景。我们聚焦于那些驱动现代科学进步的核心挑战——从量子场论的深层结构到时空几何的极端条件，从物质的起源到宇宙命运的终极抉择。 第一部分：量子引力的幽灵与时空的新定义 本书首先挑战了爱因斯坦广义相对论在微观尺度下的完备性。在超高能标或奇点附近，经典时空的概念逐渐瓦解，新的物理定律亟待建立。 第一章：弦理论的几何学与额外维度之舞。 我们将详尽解析M理论作为统一性框架的潜力与局限。重点探讨了卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds）在紧致化过程中的拓扑复杂性，以及如何通过这些高维几何结构来重现我们四维时空中的标准模型粒子谱。书中将审视AdS/CFT对应（反德西特空间/共形场论对应）如何为理解量子引力提供一个“对偶”的、非微扰的场论描述，并讨论全息原理对信息悖论的潜在解答。 第二章：圈量子引力与离散化的时空。 与弦理论的连续性假设形成鲜明对比，本书深入探讨了圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）如何通过“自旋网络”和“自旋泡沫”来对时空进行原子化的描述。我们将详细阐述史瓦西黑洞奇点如何被量子化的面积和体积取代，以及“普朗克星”（Planck Stars）作为大爆炸奇点替代模型的物理意义。这一部分的论述将非常注重数学基础，解析自旋网络如何编码了规范不变性。 第三章：非交换几何在引力理论中的应用。 探索阿兰·孔涅（Alain Connes）的非交换几何如何作为一种超越传统微分几何的数学工具，来描述量子效应下的时空结构。我们将讨论在普朗克尺度下，由于不确定性原理导致的坐标的“模糊性”，以及这种模糊性如何自然地引入非交换代数结构，并可能在引力子与费米子耦合中扮演关键角色。 第二部分：物质的终极构成与标准模型的破晓 本书将视角从宏大的时空转向构成一切的微观粒子。我们不再满足于描述“已知”的粒子，而是深入探讨了标准模型之外的必要修正与理论猜想。 第四章：希格斯机制的后继者与电弱对称性的破缺。 在确认希格斯玻色子之后，研究的重点转向了其质量的精细调节问题（Hierarchy Problem）。我们将全面梳理超对称性（Supersymmetry, SUSY）的各种情景（如MSSM, NMSSM），讨论如何利用额外的超对称伙伴粒子来稳定希格斯质量。此外，本书还会分析费米子质量的起源，特别是马约拉纳（Majorana）与狄拉克（Dirac）中微子的混合机制，以及如何通过“跷跷板机制”（Seesaw Mechanism）来解释中微子微小质量的来源。 第五章：夸克-胶子等离子体与强相互作用的极限。 抛开低能区的渐进自由，本书进入强相互作用的极端环境。详细描述了大型强子对撞机（LHC）中重离子对撞实验如何成功“熔化”质子和中子，形成夸克-胶子等离子体（QGP）。我们将分析QGP的输运系数（如粘滞系数和扩散常数），并探讨AdS/CFT如何提供了一种计算这些强耦合系统特性的强大工具。 第六章：暗物质的谱系与物质-反物质的不对称性。 本部分致力于解答宇宙中“缺失的质量”与“存在的理由”。暗物质的探索不再局限于WIMPs（弱相互作用重粒子），而是扩展到轴子（Axions）、惰性中微子（Sterile Neutrinos）乃至原初黑洞等多种候选者。书中将详细评估不同实验（如直接探测、间接探测和重子声学振荡）对这些模型的约束。同时，本书将深入探讨重子生成（Baryogenesis）的机制，特别是CP破坏在其中所扮演的关键角色，以及如何通过电弱暴胀或Leptogenesis来解释宇宙中物质远多于反物质的现状。 第三部分：宇宙学的前沿阵地：暴胀、信息与信息丢失 我们将宇宙学视为一个巨大的、时间演化的物理系统，关注那些尚未被观测直接检验的早期宇宙事件和信息守恒的根本问题。 第七章：暴胀理论的精确检验与背景的量子涨落。 详细审视早期宇宙暴胀（Inflation）模型，探讨其如何解决视界问题和磁单极子问题。本书将重点分析原初引力波的张量-标量比（r/n_s）如何作为区分不同暴胀模型的“黄金标准”，以及普朗克卫星和未来观测对原初谱的精确测量对势能模型的限制。我们还将探讨“永恒暴胀”（Eternal Inflation）与多重宇宙（Multiverse）概念的物理学根基。 第八章：黑洞信息悖论的终局。 这是理论物理学中最具挑战性的问题之一。本书将围绕霍金辐射的半经典推导、信息丢失的后果，以及信息如何“逃逸”展开深入讨论。核心内容包括信息在黑洞视界处的编码机制、防火墙（Firewall）悖论的提出与修正，以及软毛（Soft Hair）理论对信息保存的尝试性解决方案。本书将强调信息守恒定律在量子力学基础中的核心地位，以及它如何驱动我们对时空和引力的理解。 第九章：宇宙学中的信息论：熵与复杂度。 最后，本书从信息论的视角审视宇宙的演化。讨论贝肯斯坦界限（Bekenstein Bound）与黑洞熵之间的联系，以及宇宙学熵（如彭罗斯的引力熵）如何描述宇宙的演化方向。我们将探讨“复杂性”（Complexity）这一新兴概念在量子信息论和引力理论之间的桥梁作用，试图量化一个物理系统从初始状态到当前状态所经历的信息处理过程。 结语：未完待续的科学前沿。 本书以开放性的姿态收尾，指出当前物理学面临的瓶颈——例如对非局域性的最终解释，以及将量子力学和广义相对论真正统一所需的数学突破。它旨在激发读者对那些悬而未决的、定义我们知识边界的根本性问题的深刻思考。 本书特点： 深度聚焦理论物理核心难题： 完全避开传统的观测天文学或行星科学，专注于高能物理、量子场论与宇宙学模型的理论建构。 强调数学严谨性： 深入探讨所需的先进数学工具，如规范场论、拓扑场论和几何方法。 批判性分析： 对当前主流理论进行严谨的逻辑检验，明确指出其内在矛盾和实验验证的难度。 本书面向具备坚实物理学基础的本科高年级学生、研究生以及致力于跨学科探索的专业研究人员，提供一个前瞻性的、对当代物理学核心挑战的详尽解读。

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这本书的书名就足以点燃我内心深处对浩瀚宇宙的好奇。我一直对那些人类尚未完全理解的宇宙奥秘着迷，从黑洞的奇特性质到暗物质、暗能量的神秘面纱，再到宇宙大爆炸的最初瞬间，每一个概念都仿佛是一个等待被揭开的宝藏。我特别期待书中能够深入探讨那些前沿的科学理论，比如引力波的探测是如何为我们打开观测宇宙的新窗口，以及弦理论或者量子引力等试图统一物理学两大支柱的理论，是否能为我们理解宇宙的终极命运提供线索。我希望作者能够用生动形象的语言，将那些极其复杂的概念解释得通俗易懂，让像我这样没有深厚物理学背景的普通读者也能领略到天文学的魅力。我想知道，在书本的字里行间，我是否能感受到科学家们在探索未知时的激情与执着，是否能窥见他们如何一步步突破认知的边界，将人类的目光投向更遥远的未来。这本书，对于我而言，不仅仅是一本关于天文学的书，更是一次精神的远征，一次对宇宙终极问题的追问。我希望能在这本书中找到答案，或者至少，找到更多值得我继续探索的理由。

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这本书的书名《Astronomy at the Frontiers of Science》让我联想到的是一种探索未知、挑战极限的精神。我并非专业的天文学家，但我一直对那些关乎宇宙起源、演化和终极命运的宏大问题充满敬畏。我想知道，在这本书中，我是否能读到关于宇宙学最新进展的介绍，比如关于宇宙的年龄、大小，以及其未来走向的最新猜想。我特别好奇，那些看似离我们遥不可及的黑洞、中子星等极端天体，它们的研究进展是如何不断刷新我们对物理学基本定律的认知的。这本书是否会探讨我们目前还无法解释的一些天文现象，比如“快速射电暴”的来源，或者“费米异常”背后的原因？我期望这本书能够用一种既严谨又不失趣味的方式，来阐释这些前沿的科学概念，让我在阅读的过程中，能够感受到科学探索的逻辑和深度。我更希望，它能激发我对这些问题的思考，让我不仅仅是知识的接受者，更能成为一个对宇宙充满好奇的思考者。

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我对宇宙的了解，大多来自于通俗读物和纪录片，总觉得它们在描绘宏大图景的同时，似乎少了一些深入骨髓的细节和引人入胜的叙事。这次选择《Astronomy at the Frontiers of Science》这本书，正是希望能够填补这一块空白。我期待它能带领我进入天文学研究的“现场”，去感受那些科学家们如何面对宇宙中最棘手的难题。比如，对于“宇宙加速膨胀”这个令人困惑的现象，书中是否会详细介绍暗能量的各种理论模型，以及它们各自的优缺点？再比如，在寻找地外生命的过程中，有哪些最新的探测方法和理论依据？我希望作者能够不仅仅停留在罗列事实，而是能够挖掘出那些鲜为人知的故事，比如某个关键实验的曲折过程，某个重要理论诞生的时代背景，以及那些在其中默默贡献的科学家的个人经历。我对那些能够展现科学家们如何运用逻辑推理、数学工具，甚至是敏锐的直觉去解析宇宙奥秘的描写特别感兴趣。我相信，通过这样的方式，我才能真正地“走进”科学的前沿，去体会那份求知若渴的动力和探索未知的勇气。

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《Astronomy at the Frontiers of Science》这个书名，首先映入我眼帘的是“前沿”二字，这暗示着这本书将触及到目前人类对宇宙认知中最尖端、最活跃的领域。我渴望通过这本书，能够了解到天文学在理论和观测上最新的突破。例如，引力波天文学的兴起，究竟为我们揭示了哪些关于宇宙的信息？在寻找系外行星方面，最新的探测技术和理论进展，是否已经让我们离“找到另一个地球”的目标更近一步？我对于那些可能改变我们对宇宙基本认识的发现尤为关注，比如关于暗物质和暗能量的最新研究成果，它们是如何影响着宇宙的膨胀和结构的形成？我希望这本书能够提供详实的科学依据，并且用一种清晰明了的方式，将这些复杂的概念呈现出来，让我能够理解其背后的逻辑和意义。我期待这本书能够成为我了解宇宙最新进展的一扇窗口，让我感受到科学探索的魅力和不断超越自我的精神。

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作为一名对科学哲学和科学史有浓厚兴趣的读者，这本书的书名《Astronomy at the Frontiers of Science》吸引我的地方在于它所暗示的“前沿”二字。我始终认为，科学的发展并非仅仅是知识的累积，更是一个不断挑战固有认知、颠覆现有范式的过程。因此，我非常好奇这本书是如何呈现天文学在科学前沿所扮演的角色。是关于那些挑战现有物理定律的天文现象？还是关于那些正在催生全新理论的观测数据？我尤其关注那些科学家们在面对海量数据、模糊信号时，如何运用他们的智慧和创造力，去构建新的模型，去验证或证伪旧的假设。这本书是否会深入探讨观测技术（如詹姆斯·韦伯太空望远镜、未来的大型射电望远镜阵列）的飞速发展，是如何直接驱动理论革新的？我希望能看到书中对“科学方法”在天文学前沿探索中的具体体现，比如如何设计实验、如何处理不确定性、如何在不同理论之间做出判断。对我来说，了解天文学的“前沿”不仅仅是认识新的天体或现象，更是理解人类认识世界的方式是如何在不断演进和突破的。这本书，应该能让我更深刻地体会到科学的动态性和创造性。

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