The Heart Of Mathematics pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Burger, Edward B./ Starbird, Michael

出品人:

頁數:1200

译者:

出版時間:

價格:438.15元

裝幀:Pap

isbn號碼:9781931914505

叢書系列:

圖書標籤:

• 數學
• 數學史
• 數學哲學
• 數學普及
• 數學思維
• 數學文化
• 數學教育
• 邏輯
• 證明
• 抽象思維

揭秘宇宙的織錦：現代物理學的宏偉敘事 書名： 《奇點之外：探索時間、空間與實在的邊界》 內容簡介： 人類對宇宙本質的追問，從未止息。從柏拉圖洞穴的陰影到量子糾纏的幽微，我們不斷拓展著對“實在”的理解。然而，當我們深入到最極端的領域——黑洞的視界、宇宙的創生之初，以及物質的最基本單元時，我們傳統的物理學框架開始瓦解，新的、令人震撼的圖景正在浮現。《奇點之外：探索時間、空間與實在的邊界》便是一部深入剖析這些前沿領域，並試圖勾勒齣未來物理學藍圖的恢弘著作。 第一部分：時空的終結與開端 本書的開篇，將帶領讀者進行一次穿越引力極限的旅行。我們首先聚焦於廣義相對論的偉大成就，並隨即深入其最嚴峻的挑戰——奇點問題。 黑洞的內在幾何： 史瓦西半徑並非終點，而是通往未知之門的序麯。我們將詳盡探討信息悖論的拉鋸戰，解析霍金輻射如何挑戰瞭量子力學對信息守恒的絕對承諾。作者將梳理弦理論、圈量子引力等理論如何試圖“平滑”奇點，用更精細的量子結構取代無限密度的點。我們不僅描述黑洞的物理特性，更深入探究它們如何成為檢驗時空本質的終極實驗室。例如，關於“火牆”的爭論，實際上是對時空連續性假設的根本性動搖。 宇宙的黎明與時間的箭頭： 膨脹的宇宙模型為我們描繪瞭一幅宏大的曆史畫捲，但大爆炸的起點，一個比普朗剋尺度更微小的“開端”，依然籠罩在迷霧之中。本書將詳細闡述暴脹理論（Inflationary Theory）如何解決瞭視界和平坦性問題，以及它對“多重宇宙”概念的自然推導。我們探討時間之箭的起源——熵的增加是宇宙的基本屬性，還是早期條件的偶然設定？通過分析宇宙微波背景輻射（CMB）中的微小擾動，我們試圖重構那個“零時刻”的物理狀態，解析暗物質和暗能量如何塑造瞭今日宇宙的宏偉結構。 第二部分：微觀世界的量子迷宮 當我們把視角從宇宙尺度收縮到最小的尺度時，經典直覺徹底失效，概率和不確定性成為新的法則。《奇點之外》花費大量篇幅，深入解析量子力學的核心難題，並追蹤其與引力如何試圖融閤。 量子場論的基石： 我們將不再僅僅停留在波粒二象性層麵，而是深入到量子場論（QFT）的精妙框架。從狄拉剋方程的相對論性電子描述，到標準模型對基本粒子（誇剋、輕子、規範玻色子）的成功分類，這是一部粒子物理學的史詩。重點在於理解為什麼某些力需要“載體”粒子，以及規範對稱性（Gauge Symmetry）如何成為我們描述自然規律的幾何語言。 糾纏與非定域性： 愛因斯坦稱之為“鬼魅般的超距作用”的量子糾纏，是現代物理學中最具哲學意味的現象之一。本書將詳細解釋貝爾不等式及其實驗驗證（如Aspect實驗），闡明局域實在論是如何被徹底顛覆的。我們探討糾纏在量子計算中的潛力，並討論它對我們理解空間連接性的深層啓示——難道空間本身就是由量子信息構成的嗎？ 實在的本質：多世界還是信息？ 量子力學的哥本哈根詮釋與多世界詮釋（Many-Worlds Interpretation, MWI）之間的爭論從未停歇。本書將公平地介紹這兩種主要的“實在觀”，並引入“量子信息論”的視角。一些物理學傢認為，信息（比特）纔是宇宙最基本的實體，而物質和能量隻是信息的不同錶現形式。我們將考察這一激進觀點的哲學含義和潛在的實驗驗證路徑。 第三部分：萬有理論的追求與未來圖景 真正的挑戰在於如何將支配宏觀的廣義相對論與支配微觀的量子力學統一起來，完成愛因斯坦未竟的事業——建立一個“萬有理論”（Theory of Everything, TOE）。 弦的舞蹈與額外維度： 弦理論（String Theory）是最具雄心的嘗試之一。我們詳細介紹基本粒子如何被視為一維的“弦”的不同振動模式，以及為瞭數學上的一緻性，為何必須引入額外的、捲麯起來的空間維度（Calabi-Yau流形）。我們將審視M理論的統一性，以及它如何提供瞭一個框架來包容之前所有五種不同的超弦理論。雖然實驗證據尚缺，但其在數學結構上的優美性，使其在理論物理界占有重要地位。 圈量子引力（LQG）的另闢蹊徑： 與弦理論將時空視為背景的觀點不同，LQG試圖“量子化”時空本身。本書將解釋“自鏇網絡”和“自鏇泡沫”如何描述時空在普朗剋尺度下呈現的離散、顆粒狀結構，以及時間如何在這樣的框架下被重新定義——它不再是一個連續的參數，而是事件的序列。 超越標準模型： 粒子物理學的標準模型雖然取得瞭巨大的成功，但它未能解釋引力、中微子的質量以及暗物質的身份。我們將探討超越標準模型（BSM）的理論，如超對稱性（Supersymmetry, SUSY）及其在大型強子對撞機（LHC）上尋找超伴侶粒子的努力，以及對更大統一理論（GUT）的探索。 結語：科學的謙遜與前瞻 《奇點之外》的終點並非給齣確切的答案，而是展現瞭科學探索的壯麗圖景。它強調，真正的進步往往源於對現有知識邊界的質疑。當我們站在物理學的十字路口，麵對時間、空間、物質這些最根本的概念，本書旨在激發讀者對宇宙更深層次的敬畏與思考，認識到我們對實在的理解仍處於不斷演化的動態過程中。這是一部為所有對宇宙終極奧秘心存好奇的求知者準備的指南。

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