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出版者:Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG

作者:Offermanns, Stefan (EDT)/ Rosenthal, Walter (EDT)

出品人:

頁數:1532

译者:

出版時間:

價格:6939.00 元

裝幀:

isbn號碼:9783540389163

叢書系列:

圖書標籤:

• 分子藥理學
• 藥物研發
• 藥物作用機製
• 藥物靶點
• 生物化學
• 藥理學
• 醫學百科
• 分子生物學
• 藥物化學
• 生命科學

好的，這是一份關於一本名為《宇宙的織錦：從量子場論到復雜係統》的圖書的詳細簡介，該書內容與《Encyclopedia of Molecular Pharmacology》完全無關。 --- 宇宙的織錦：從量子場論到復雜係統 一部橫跨物理學、數學與信息科學的宏大敘事 作者： 阿德裏安·凡·德·瓦爾 (Adrian van der Waal) 齣版社： 普羅米修斯科學齣版社 (Prometheus Scientific Press) 齣版年份： 2024年 頁數： 988頁 開本： 16開（精裝） --- 導言：尋找統一的語言 在人類對自然界的探索曆程中，我們從未停止追問：支配微觀粒子行為的基本規律，與塑造宏觀宇宙結構和生命湧現的復雜動力學之間，是否存在著深層的、數學上可錶達的聯係？《宇宙的織錦：從量子場論到復雜係統》正是這樣一部雄心勃勃的著作，它試圖跨越傳統學科的藩籬，從最基本的物理原理齣發，構建一座通往復雜性科學的橋梁。 本書並非對特定領域知識的簡單匯編，而是一次深刻的哲學與數學探索。它假設，宇宙的本質可以被視為一個信息處理係統，信息流的演化規律，無論是描述基本粒子的相互作用，還是描述天氣模式的混沌行為，都根植於一套共享的數學結構之中。 本書的獨特之處在於其結構設計：它從理論物理學的基石——量子場論 (Quantum Field Theory, QFT) 開始，將其作為描述所有相互作用力的通用語言；隨後，它逐步引入非平衡統計力學和拓撲學的概念，最終聚焦於復雜係統中湧現的自組織現象。 --- 第一部分：基礎的結構——量子場論的幾何化 (第1章至第4章) 本部分深入探討瞭描述基本物質和力的現代物理學的核心工具——量子場論。但作者並未采用標準的微擾理論方法，而是著重於場論的幾何化和規範不變性的內在邏輯。 第1章：連續譜的離散基礎 本章迴顧瞭經典場論（如電磁學和廣袤的拉格朗日力學）如何自然地導嚮量子化。重點探討瞭狄拉剋方程和相對論性量子力學的基礎，並引入瞭“規範場”作為描述相互作用的內在幾何結構。 第2章：重整化群與尺度不變性 這是理解從微觀到宏觀過渡的關鍵。重整化群（Renormalization Group, RG）不再被視為處理無窮大的技術手段，而是被闡述為描述物理係統在不同尺度上行為變化的動力學框架。本章詳細分析瞭固定點（Fixed Points）在相變理論中的角色，強調瞭尺度不變性在構建普適性定律中的核心地位。 第3章：拓撲場論與不變量 超越瞭局部相互作用，本章引入瞭拓撲學的視角。通過對特定場論（如Chern-Simons理論）的考察，展示瞭某些物理量（如某些拓撲荷）如何對係統的幾何形變保持拓撲不變量性。這為理解諸如霍爾效應中的分數霍爾效應提供瞭深刻的幾何基礎。 第4章：規範/引力對偶性（AdS/CFT）的解讀 本章探討瞭量子場論與廣義相對論在更高維度（如反德西特空間/共形場論對偶）上的深刻聯係。作者將其解釋為信息在“邊界”與“體積”之間重構的範例，為理解引力如何從量子信息中“湧現”奠定瞭概念基礎。 --- 第二部分：從平衡到演化——統計力學與不可逆性 (第5章至第8章) 拋棄瞭對平衡態的依賴，本書的第二部分將目光投嚮瞭不可逆過程和耗散係統。復雜性的湧現，本質上是遠離熱力學平衡的結果。 第5章：非平衡態的熱力學與漲落定理 詳細闡述瞭Onsager倒易關係和更現代的漲落定理（如Jarzynski等式和Crooks理論）。核心論點是：即使在小尺度上，描述能量和熵流動的基本方程也必須尊重時間反演下的概率平衡，這種“微觀可逆性”如何約束瞭“宏觀不可逆性”的齣現。 第6章：隨機過程與朗之萬動力學 本章將隨機性（噪聲）視為復雜係統演化的核心驅動力。通過詳細分析朗之萬方程，以及其與福剋-普朗剋方程的關係，闡明瞭如何將微觀的隨機碰撞轉化為宏觀的確定性擴散或漂移。 第7章：信息論與熵的度量 將信息論工具（如香農熵、互信息和剋拉默-拉奧下界）係統地引入物理學。熵不再僅僅是無序的度量，而是對係統缺失信息的量化。本章討論瞭如何在動力學過程中追蹤信息流的産生、存儲和耗散。 第8章：相變與臨界現象的動力學描述 利用第二部分的概念，重新審視第一部分中的臨界現象。重點分析瞭動力學重整化群，即係統如何通過非平衡過程進入臨界狀態，以及在臨界點附近時間尺度如何被“凍結”。 --- 第三部分：湧現與模式——復雜係統的數學框架 (第9章至第12章) 本書的最高潮部分，是將前述的物理學和數學工具應用於描述自然界和人工係統中自組織模式的湧現。 第9章：元胞自動機與計算的極限 從離散係統齣發，考察最簡單的規則集如何産生極其復雜的、不可預測的行為（如康托集、圖靈完備性）。重點在於分析“計算”的物理學基礎，即信息處理的物質實現的效率與復雜性。 第10章：網絡科學與圖論的拓撲結構 將係統視為由節點和邊構成的網絡。詳細分析瞭無標度網絡（Scale-Free Networks）、小世界效應（Small-World Effect）的拓撲特徵。更重要的是，探討瞭網絡動力學（如擴散過程、同步現象）如何依賴於其底層拓撲結構。 第11章：混沌、分岔與洛倫茲吸引子 深度剖析瞭經典動力學中的混沌理論。通過分岔圖和李雅普諾夫指數，解釋瞭係統對初始條件的極端敏感性。洛倫茲吸引子的幾何結構被用來類比和解釋其他復雜係統（如氣候、生物節律）中的準周期運動。 第12章：一緻性與自組織臨界性 (SOC) 本章提齣並論證瞭“自組織臨界性”作為一種普遍的湧現機製。係統無需精細調諧參數（如沙堆實驗），通過持續的內部耗散和能量積纍，自然地演化到臨界狀態，從而産生冪律分布的事件序列（如地震、森林火災）。作者認為，SOC是連接微觀能量耗散與宏觀冪律現象的關鍵橋梁。 --- 結論：編織統一的圖景 《宇宙的織錦》最終將目光投嚮未來。本書雄辯地論證，量子場論提供的對稱性與不變性原則，與復雜係統科學所揭示的湧現與自組織原則，並非孤立的知識體係。它們共同指嚮一個更深層次的數學真理：信息、結構和演化，是同一個物理實在在不同尺度和復雜性層次上的不同錶達。 本書是對尋求“萬有理論”的一種現代詮釋——一個不以還原論為終點，而是以理解“湧現之美”為目標的理論框架。它為物理學傢、數學傢、計算機科學傢以及任何對自然界深層規律感興趣的讀者，提供瞭一套跨學科的、嚴謹而富有啓發性的思維工具。 --- 目標讀者： 理論物理研究生、復雜性科學研究人員、高級數學和計算科學專業學生。 推薦理由： 本書以其跨越數十個學科的廣度和對基本數學原理的深刻洞察力，重新定義瞭對“係統”的理解。它摒棄瞭學科壁壘，提供瞭一張清晰的藍圖，展示瞭宇宙如何從最簡單的場論規則中“編織”齣我們所見的復雜結構。

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