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出版者:Random House Inc

作者:Lloyd, Seth

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2006-3

价格:205.00元

装帧:HRD

isbn号码:9781400040926

丛书系列:

图书标签:

物理
计算机
Physics
CS
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计算
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具体描述

Is the universe actually a giant quantum computer? According to Seth Lloyd—Professor of Quantum-Mechanical Engineering at MIT and originator of the first technologically feasible design for a working quantum computer—the answer is yes. This wonderfully accessible book illuminates the professional and personal paths that led him to this remarkable conclusion.

All interactions between particles in the universe, Lloyd explains, convey not only energy but also information—in other words, particles not only collide, they compute. And what is the entire universe computing, ultimately? “Its own dynamical evolution,” he says. “As the computation proceeds, reality unfolds.”

To elucidate his theory, Lloyd examines the history of the cosmos, posing questions that in other hands might seem unfathomably complex: How much information is there in the universe? What information existed at the moment of the Big Bang and what happened to it? How do quantum mechanics and chaos theory interact to create our world? Could we attempt to re-create it on a giant quantum computer?

Programming the Universe presents an original and compelling vision of reality, revealing our world in an entirely new light.

《时空涟漪：宇宙的结构与演化》书籍简介作者：艾德里安·范德堡（Adrian Van Der Beek）译者：王思远出版社：天穹文理出版社出版年份： 2023年 --- 前言：在无垠中寻求秩序自人类仰望星空的那一刻起，对宇宙的好奇心便从未止息。我们渴望理解构成万物的基本法则，探寻时间与空间的本质，并试图描绘出这浩瀚结构从何而来，将向何而去。《时空涟漪：宇宙的结构与演化》并非一本单纯的科普读物，而是一次深刻的哲学与物理学对话，它带领读者穿越宏观与微观的边界，审视我们已知宇宙的底层逻辑与尚未破解的谜团。本书作者艾德里安·范德堡，当代理论物理学界的前沿思想家，以其独特的跨学科视野，将广义相对论、量子场论、弦理论的最新进展，以及宇宙学观测数据融为一炉。他试图回答一个核心问题：宇宙的“编程语言”究竟是什么？如果存在一套支配一切的基本指令集，我们如何才能破译它？第一部分：时空的几何学与物质的交响本书伊始，范德堡首先对爱因斯坦的广义相对论进行了深入的阐释，但着墨于其更深层的几何学含义。他认为，引力并非传统意义上的“力”，而是时空曲率自身的体现。在这一部分，读者将了解到：黎曼几何的宇宙图景：如何用微分几何的语言精确描述黑洞视界、虫洞的理论可能，以及引力波如何成为时空“震动”的直接证据。范德堡细致分析了LIGO和VIRGO探测到的事件，并将其置于更宏大的宇宙动力学背景下进行解读。奇点之谜的再审视：围绕着黑洞中心和宇宙大爆炸原点的奇点问题，作者挑战了经典物理学的边界，引入了“圈量子引力”的一些初步概念，探讨在普朗克尺度下，时空是否可能具有离散的结构，从而避免了无限密度的出现。暗物质的“场论”假设：传统的粒子物理模型难以解释宇宙中观测到的超额引力效应。本书抛弃了仅将其视为某种未知粒子的传统观点，转而探讨暗物质是否是某种尚未被标准模型识别的拓扑缺陷场或引力场的低能激发态，它可能在早期宇宙中扮演了“结构支架”的角色。第二部分：量子的织布机与信息守恒宇宙的宏大叙事必须与微观的量子世界对接。《时空涟漪》的第二部分是本书最具挑战性也最富洞察力的部分，它聚焦于信息、熵与量子实在性的关系。熵与时间之箭：范德堡提出了一个关于时间不可逆性的全新观点。他认为，时间之箭的根本驱动力并非热力学第二定律本身，而是宇宙在演化过程中对“有效信息量”进行压缩和重构的能力。每一次相互作用，都是对信息进行编码和存储的过程。全息原理的深化应用：借鉴了AdS/CFT对偶的成果，作者提出了一个“宇宙密度矩阵”的概念。他推测，我们所感知的四维时空，其全部信息可能编码在一个低维的边界上。这里的重点不再是“信息在哪里”，而是“信息是如何被高效投影到三维空间中的”。量子纠缠的宇宙尺度连接：探讨了宇宙早期极速暴胀阶段（Inflation）的量子涨落如何成为今天我们观测到的星系团分布的“种子”。量子纠缠，这种非定域性的关联，被认为是连接宇宙遥远区域的“隐形丝线”，它决定了宇宙结构形成的初始条件。第三部分：超越标准模型：统一的框架与多重宇宙的边境当代物理学的最大困境在于如何将引力与量子力学统一起来。范德堡将这一部分的重心放在了超对称性（Supersymmetry, SUSY）的框架下，并将其扩展到更高维度的可能性。弦的振动与基本力：详细介绍了M理论（M-theory）和F理论的最新进展，重点解释了“膜”（Branes）的概念。这些高维膜如何通过自身的不同振动模式，生成了我们观察到的夸克、轻子和规范玻色子。他着重讨论了“紧致化”过程——高维空间如何卷曲成微小的形状（如卡拉比-丘流形），并决定了我们宇宙中的物理常数。真空的能级与景观（The Landscape）：如果M理论的解空间是如此庞大（据估算有$10^{500}$种不同的真空态），那么我们如何解释我们恰好处于一个允许生命存在的真空态？本书深入探讨了人择原理的局限性，并分析了“永恒暴胀”模型如何自然地产生一个多重宇宙（Multiverse）的“景观”，我们的宇宙仅仅是其中一个特定的“泡泡”。信息损失与宇宙的终极命运：最后，范德堡转向了对未来宇宙学的预测。他评估了“大撕裂”（Big Rip）、“热寂”（Heat Death）和“大反弹”（Big Bounce）这三种主要情景的可能性。他倾向于一种信息最终可能被“存档”的场景，即宇宙的终结并非是万物的消失，而是一种信息形态的回归，一个为下一次“涟漪”做准备的静默阶段。结语：我们与宇宙的共谋《时空涟漪》的价值不在于提供最终的答案，而在于它提供了一套严谨的思维工具，让读者能够以物理学家的视角去重新审视现实。范德堡强调，对宇宙结构和演化的理解，本质上是对“存在”本身的探索。我们身处这个复杂的时空网络中，我们的每一个观察和思考，都在以某种微小但不可磨灭的方式，参与到宇宙的持续“演化”之中。本书适合高等物理专业学生、严肃的科学爱好者，以及所有对宇宙终极奥秘抱有无限求知欲的读者。它要求读者具备一定的数学和物理学基础，但作者的叙事功力，确保了复杂的概念也能以清晰、富有诗意的方式被传达。阅读它，就像是拿到了一张关于宇宙运行规则的深层蓝图，虽然细节仍待描绘，但骨架已然清晰可见。