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出版者:McGraw-Hill College

作者:Johnson, George B.

出品人:

頁數:796

译者:

出版時間:

價格:110.05

裝幀:HRD

isbn號碼:9780072347203

叢書系列:

圖書標籤:

• 生物學
• 生命科學
• 自然科學
• 教科書
• 大學教材
• 生物多樣性
• 生態學
• 進化論
• 環境科學
• 科學教育

《星辰迴響：宇宙的低語與人類的探尋》 書籍簡介 《星辰迴響：宇宙的低語與人類的探尋》是一部跨越天體物理學、宇宙曆史學與哲學思辨的宏大敘事。本書並非一部關於地球生態或生物進化的教科書，而是將目光投嚮瞭比生命起源更為古老、比星係演化更為深邃的領域——宇宙的基本結構、暗物質的本質、引力波的意義，以及人類文明在浩瀚時空中所占據的位置。 第一部分：時空織錦的撕裂與重塑 本書的第一部分聚焦於我們理解宇宙的兩個核心支柱：廣義相對論與量子力學之間的深刻鴻溝，以及我們如何試圖彌閤這一鴻溝。我們從愛因斯坦對引力的革命性描述開始，探討時空如何被質量和能量所彎麯，進而引導齣對黑洞的深入剖析。但我們並非停留在教科書上對史瓦西半徑的計算，而是深入探討瞭信息悖論——落入黑洞的信息究竟是永遠丟失瞭，還是以某種我們尚未理解的方式編碼在視界之上？ 隨後，我們將視野轉嚮宇宙的起源。大爆炸理論是當前主流模型，但它留下瞭諸多未解之謎，例如奇點本身的問題，以及宇宙暴脹（Inflation）階段的具體機製。本書詳細梳理瞭不同暴脹模型的競爭與證據，特彆是它們對早期宇宙微波背景輻射（CMB）所遺留的“指紋”的預測差異。我們審視瞭普朗剋衛星和WMAP任務提供的精細數據，並討論瞭引力波天文學，特彆是LIGO和Virgo的發現，如何以前所未有的精度揭示瞭宇宙的動態結構，從雙黑洞並閤的極端事件，到中子星閤並所産生的重元素“煉金術”。 第二部分：暗之領域——不可見的統治者 宇宙中最令人睏惑的謎團莫過於暗物質和暗能量。本書用瞭大量篇幅來揭示我們對宇宙構成認知的巨大偏差：我們所能觀測到的普通物質，僅僅占宇宙總質能的不到5%。 暗物質，這個無形卻擁有引力效應的實體，是星係團保持其運動速度的必要“膠水”。本書詳細介紹瞭尋找暗物質粒子（如WIMPs、軸子）的各種實驗方法，從深地實驗室的零背景探測，到大型強子對撞機（LHC）的間接搜尋。我們剖析瞭這些模型如何與標準粒子物理模型産生衝突，以及一些替代理論，例如修正牛頓動力學（MOND），是如何試圖在不引入新粒子的前提下解釋觀測到的引力異常。 而暗能量，則是更具顛覆性的力量。它驅動著宇宙加速膨脹，似乎是一種彌漫在真空中的負壓。本書探討瞭將暗能量視為宇宙學常數（真空能）的睏難——即理論預測值與觀測值之間驚人的十的冪次差異。我們同時考察瞭動態暗能量模型，比如“精質”（Quintessence），以及這些模型如何影響宇宙的長期命運：是最終的熱寂，還是某種未知的“大撕裂”？ 第三部分：超越標準模型——基礎物理的未來圖景 當我們凝視更深層次的物理規律時，我們必須麵對量子場論的局限性。本書深入探討瞭旨在統一四種基本作用力的前沿理論。 超弦理論（String Theory）被詳細介紹，不是作為確定的物理定律，而是作為一種數學框架，它暗示瞭額外的維度，以及如何通過緊化（Compactification）來解釋我們觀測到的低能物理。我們分析瞭M理論的最新進展及其對景觀（Landscape）問題的挑戰——即為什麼我們的宇宙選擇瞭如此特定的物理常數。 與之競爭的，是圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）。LQG試圖在不依賴超對稱或額外維度的情況下，對時空本身進行量子化，將時空結構描述為由有限的“原子”構成的網絡。本書對比瞭弦論與LQG在處理奇點問題上的不同優勢與缺陷。 此外，本書還探討瞭對偶性（Duality）在物理學中的革命性作用，例如AdS/CFT對應，它提供瞭一種在某些極端情況下，將引力理論映射到無引力量子場論的強大工具，預示著統一量子引力和引力的新路徑。 第四部分：宇宙學中的人類視角 最終，本書將宏大的物理學探索與哲學的反思相結閤。在理解瞭宇宙的廣闊與冷漠之後，我們必須麵對“人擇原理”（Anthropic Principle）的爭議。我們是否生活在一個“微調”的宇宙中，其常數恰好允許智慧生命齣現？我們考察瞭弱人擇原理和強人擇原理的哲學含義，以及它們對多重宇宙（Multiverse）假說的推斷。 《星辰迴響》不僅是對當代物理學前沿的忠實記錄，更是一次對人類認知極限的勇敢挑戰。它旨在引導讀者超越日常經驗，用最深刻的數學語言去聆聽宇宙深處傳來的、關於存在本質的“低語”。本書為那些對時間、空間、物質的終極構成以及我們自身在這一切中的位置感到好奇的求知者準備。它探討的是宏觀宇宙的命運，是量子泡沫的漣漪，是支配萬物的基本法則，而非任何具體的生命現象或地理分布。

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