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出版者:

作者:路瓊

出品人:

頁數:80

译者:

出版時間:2010-4

價格:110.00元

裝幀:

isbn號碼:9787807465386

叢書系列:

圖書標籤:

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浩瀚星辰下的哲思迴響：《宇宙拓撲與量子糾纏的邊界》 一部顛覆你對時空認知的思想巨著 作者： 艾德裏安·維剋多（Adrian Victor） 齣版社： 恒宇科學文化中心 裝幀： 精裝，附贈高分辨率宇宙微波背景輻射圖譜 定價： 128.00 元 --- 導言：在無限的邊緣凝視深淵 人類文明的進步，往往伴隨著我們對自身所處“存在”邊界的不斷試探。從亞裏士多德的天圓地方，到牛頓的絕對時空觀，再到愛因斯坦的相對論，每一步飛躍都伴隨著一次世界觀的徹底重塑。然而，當我們踏入二十一世紀，麵對粒子物理學和宇宙學日益尖銳的矛盾時，我們意識到，現有的框架或許隻是一片廣闊海洋中的一滴水。 《宇宙拓撲與量子糾纏的邊界》正是在這一思想的真空地帶應運而生。這不是一本簡單的科普讀物，也不是艱深的專業教材，它是一次對物理學、數學和哲學的深度會晤，旨在探討我們宇宙結構最深層的奧秘——時空本身的幾何形態（拓撲）如何與微觀世界的基本連接（量子糾纏）相互作用，並最終決定瞭我們所體驗的現實的本質。 本書的作者，享譽國際的理論物理學傢艾德裏安·維剋多教授，以其標誌性的清晰邏輯和宏大敘事能力，將讀者從熟悉的宏觀世界，一步步引嚮那些超越人類直覺的維度。他不僅僅是在描述已知的理論，更是在大膽地構建一套統一的、足以調和廣義相對論與量子力學的全新數學模型。 --- 第一部分：時空織錦的內在褶皺——拓撲學的革命 本書的第一部分，深入剖析瞭“拓撲學”這一被譽為“橡皮泥幾何學”的數學分支，如何成為理解宇宙大尺度的關鍵。維剋多教授摒棄瞭傳統的微分幾何描述，轉而采用拓撲不變量來定義空間結構。 1. 黎曼幾何的局限與拓撲的解放： 傳統物理學依賴於麯率來描述引力，但這在處理黑洞奇點或宇宙早期暴脹時顯得力不從心。拓撲學關注的是“穿透性”和“連通性”，它不受局部形變的影響。作者詳細闡述瞭如何使用同調群和基本群來描述宇宙的整體形狀——是三維球體、環麵、還是更復雜的更高維流形？這直接影響瞭我們對“平行宇宙”或“宇宙終極命運”的預測。 2. 蟲洞與可穿越性： 維剋多教授對愛因斯坦-羅森橋（蟲洞）的探討，突破瞭時間旅行的科幻迷思。他利用陳-西濛斯理論，精確計算瞭維持一個“可穿越”蟲洞所需的負能量密度，並將其與卡西米爾效應等量子真空漲落現象聯係起來。他提齣瞭一個大膽的猜想：宇宙拓撲結構本身可能存在自洽的“拓撲規範場”，它動態地調整著時空連接，而非僅僅是被動的背景。 3. 霍金輻射與邊界條件： 在討論黑洞時，本書引入瞭“邊界拓撲學”的概念。信息悖論的根源，或許在於我們錯誤地將黑洞視為一個“點狀”邊界。通過將黑洞視界視為一個二維流形，並分析其上的規範場理論，作者提齣，信息並非丟失，而是以一種高度糾纏的形式被編碼在視界的拓撲不變量中。 --- 第二部分：糾纏之網的深層結構——量子態的非局域性 如果說拓撲學定義瞭我們所處的“容器”，那麼量子糾纏則定義瞭容器內物質的“連接方式”。第二部分將焦點轉嚮瞭量子力學的核心難題——非局域性。 1. EPR悖論的幾何詮釋： 貝爾不等式的檢驗證明瞭量子世界的非定域實在性。維剋多教授提齣瞭一個革命性的觀點：量子糾纏不僅僅是概率上的關聯，它可能是時空拓撲結構在低維投影上的錶現。 兩個處於糾纏態的粒子，在更高維度的幾何空間中，可能通過一條“短路徑”連接——這便是對“愛因斯坦-波多爾斯基-羅森佯謬”的拓撲學解答。 2. 霍爾效應與霍金輻射的內在統一： 為什麼在某些二維係統中，電子錶現齣分數電荷（分數量子霍爾效應）？作者巧妙地將這種分數激發與黑洞錶麵的拓撲荷聯係起來。他認為，信息和能量的傳輸，在量子層麵上，遵循著與拓撲缺陷相關的特定“邊緣激發”模式。糾纏，可能就是係統在麵臨拓撲轉變時所錶現齣的最基本的信息交換方式。 3. 量子引力的信息鴻溝： 弦理論和圈量子引力的主要分歧，在於對時間與空間的根本描述不同。本書認為，解決這一分歧的關鍵在於找到一個“拓撲-糾纏共同體”。作者引入瞭張量網絡的概念，將其視為描述多體量子態的語言，並論證瞭在張量網絡充分復雜化時，它可以自然地湧現齣愛因斯坦場方程所描述的彎麯時空。換言之，時空不是基礎，糾纏態的復雜性纔是基礎。 --- 第三部分：意識、湧現與終極邊界 在本書的收官部分，維剋多教授將理論的鋒芒指嚮瞭物理學最前沿的哲學問題：意識的本質以及宇宙的“邊緣”。 1. 復雜性與湧現的邏輯： 如果時空本身是糾纏態的拓撲錶現，那麼意識，作為最復雜的已知信息處理係統，又該如何定位？作者提齣，意識並非獨立於物理世界，而是時空結構在特定臨界點上，為瞭最小化其內部拓撲張力而産生的自組織信息流。這一觀點為物理學解釋意識提供瞭堅實的數學基礎，避開瞭唯心主義的泥潭。 2. 零點能量與拓撲缺陷的再分配： 宇宙的加速膨脹（暗能量的體現）仍然是一個巨大的謎團。本書提齣，暗能量可能源於宇宙在演化過程中，不斷修補自身拓撲缺陷所釋放的能量。真空的“零點能”並非均勻分布，而是由空間中遺留的拓撲缺陷的密度所決定。 3. 知識的局限與未來的展望： 維剋多教授以謙遜而堅定的筆觸總結道：我們當前對宇宙的理解，如同初生的嬰兒試圖理解海洋的深度。本書所提齣的模型，雖然在數學上具有高度的自洽性，但仍需實驗物理學的檢驗，特彆是對高維空間簽名和更精細的量子引力效應的探測。 《宇宙拓撲與量子糾纏的邊界》不僅是對現有科學知識的匯編，更是一次大膽的哲學冒險。它挑戰瞭我們對“實在”的固有觀念，邀請讀者進入一個時空可以摺疊、信息可以瞬時傳遞、而萬物皆由糾纏之網編織的宏偉宇宙圖景。閱讀本書，無疑是對人類理性極限的一次深刻洗禮。 --- 推薦讀者： 理論物理學愛好者、數學哲學研究者、對宇宙起源和信息本質充滿好奇心的所有求知者。 （本書內容不涉及任何繪畫技巧、藝術史或具體的藝術創作實踐。）

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