Biochemical Oscillations and Cellular Rhythms pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Cambridge University Press

作者:Albert Goldbeter

出品人:

页数:629

译者:

出版时间:1996-01-26

价格:USD 130.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780521403078

丛书系列:

图书标签:

• 生物化学
• 细胞生物学
• 生物节律
• 振荡
• 数学建模
• 非线性动力学
• 系统生物学
• 细胞信号传导
• 生物钟
• 建模

《量子纠缠与时空几何：探索宇宙深层结构的统一理论》 本书导言： 在二十一世纪的物理学前沿，我们正站在一个令人心潮澎湃的十字路口。一方面，量子力学的微观世界以其反直觉的概率性与叠加态，构成了我们理解物质基本构成的基石；另一方面，广义相对论则以其宏大而优雅的几何语言，精确描述了引力如何塑造时空，定义了恒星、星系乃至整个宇宙的演化。然而，这两大理论支柱在描述极端条件，例如黑洞奇点或宇宙大爆炸的瞬间时，却表现出惊人的不兼容性。这种“量子引力”的缺失，构成了现代物理学的最大挑战。《量子纠缠与时空几何》正是在这一背景下应运而生，它并非试图修补既有框架的细枝末节，而是深入探索一种全新的范式——一个将量子信息论的核心概念，特别是量子纠缠，作为构建时空结构基本单元的理论框架。 第一部分：纠缠的拓扑学基础与信息熵 本书的开篇，将从信息论的视角切入，重新审视量子纠缠的本质。我们不再将纠缠仅仅视为一种关联现象，而是将其提升为时空几何的“原子”或基本“砖块”。 第一章：量子信息的度量与非局域性 本章详细探讨了冯·诺依依曼熵（Von Neumann Entropy）在描述多体系统纠缠程度中的作用。重点分析了纠缠熵与系统自由度的关系，并引入了“纠缠纲领”（Entanglement Program）的核心思想：引力与时空几何并非先验存在，而是从大量微观量子比特的集体纠缠模式中“涌现”出来的现象。我们将深入研究张量网络（Tensor Networks），特别是MERA（多重指数重整化群算法）结构，如何编码具有分形特征的量子态，并暗示了时空维度在不同尺度下的涌现机制。 第二章：从纠缠到面积定律 爱因斯坦的引力理论通过黎曼几何描述了曲率，而量子场论则通过边界（或表面）的面积来计算纠缠熵，这便是著名的“面积定律”（Area Law）。本章致力于阐明面积定律背后的物理含义，探讨其与熵的不可逆性之间的微妙联系。我们将考察平直时空中的CFT（共形场论）与AdS（反德西特空间）背景下重力理论的对应关系——著名的AdS/CFT对偶。我们提出了一种观点：AdS空间的几何结构，特别是其边界的共形场论，其物理内容完全被编码在边界上的最大纠缠态中。这里的关键在于理解，如何用纯粹的量子信息量度来重构时空的度规张量。 第三部分：几何的涌现：ER=EPR猜想的深入剖析 本书的核心论点集中于连接量子纠缠与时空连通性的桥梁——ER=EPR猜想。该猜想提出，爱因斯坦-罗森桥（Einstein-Rosen Bridge，即虫洞）与爱因斯坦对（EPR）对描述的量子纠缠在本质上是等价的。 第三章：虫洞作为信息捷径 本章将详细解析虫洞的拓扑结构。通过类比两个遥远量子系统之间的纠缠，我们构建了一个数学模型，展示了如何利用量子信息传递的视角来理解虫洞的“捷径”特性。重点讨论了在弯曲时空中传播的量子场论如何受到背景几何的调制，并探讨了关于虫洞稳定性和可穿越性的最新进展。我们将引入“量子信息几何”的概念，用费希尔信息度量来描述纠缠态空间中的距离，并试图将其与时空中的测地线概念联系起来。 第四章：量子引力的半经典限制与信息守恒 当系统被视为一个整体时，信息是如何在宏观和微观层面上传递和保存的？本书将探讨黑洞信息悖论在纠缠框架下的新解读。如果时空是由纠缠构成的，那么信息的丢失就意味着时空结构本身的“退相干”或“断裂”。我们分析了信息在黑洞视界附近通过霍金辐射泄漏的过程，并提出了“体-边对应”框架下的信息恢复机制，即通过对外部纠缠熵的精确测量，理论上可以完全重构落入黑洞内部的量子态信息。 第三部分：时空结构的动力学与修正引力 仅仅描述静态的几何结构是不够的，本书的后半部分将致力于将量子纠缠引入到时空的动力学演化中。 第五章：纠缠驱动的引力动力学 我们探索了将纠缠变化率（即纠缠熵的时间导数）与爱因斯坦场方程的动力学项相耦合的可能性。这是一种尝试，旨在构建一个“纠缠引力方程”，其中时空的演化不再仅仅由能量动量张量决定，而是由系统内部的量子关联强度所驱动。我们引入了“有效作用量”的概念，其中包含了与纠缠相关的修正项，特别是在早期宇宙和奇点附近，这些修正项可能有效地避免了经典引力的无限性。 第六章：量子纠缠与时空重整化群流 重整化群（RG）流是描述物理系统在不同尺度下行为的关键工具。我们将RG流的概念应用于时空几何。在RG的“流动”过程中，高能（短距离）的细节被平滑掉，低能（长距离）的有效理论浮现出来。我们论证了这种“平滑”过程，在数学上与对量子纠缠态进行逐步“退耦”或“消除”的过程高度相似。因此，我们提出了一个将时空演化视为一个由量子信息驱动的重整化群流的模型，这提供了一种全新的、自洽的路径来理解宇宙的宏观结构如何从微观量子泡沫中“凝结”出来。 总结与展望： 《量子纠缠与时空几何》提供了一个连贯的、跨学科的视角，旨在解决物理学中最深刻的谜题——统一量子世界与引力世界。本书的结论是，时空并非一个被动的背景，而是宇宙中无数量子纠缠单元的动态、涌现的几何表现。通过精确量化和操纵纠缠，我们不仅能够理解宇宙的过去和未来，更有可能从根本上重写我们对物质、空间和时间的认知。本书适合于理论物理学家、宇宙学家、以及对量子信息与基础物理交叉领域感兴趣的高级研究人员和研究生阅读。它要求读者对量子力学、广义相对论和信息论有扎实的背景知识，并准备好接受一次对现实本质的深刻哲学和数学探索。

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