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出版者:

作者:Thompson, Denisse R./ Kersaint, Gladis/ Richards, Janet C./ Hunsader, Patricia D./ Rubenstein, Rheta

出品人:

页数:195

译者:

出版时间:2008-1

价格:$ 33.90

装帧:

isbn号码:9780325011233

丛书系列:

图书标签:

数学素养
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具体描述

探索未知的边界：一部关于现代物理与宇宙学的深度导览书名：《时空织锦：量子引力与多重宇宙的探秘》图书简介：在人类认知的版图上，物理学始终是那片最为深邃、最富挑战性的疆域。本书《时空织锦：量子引力与多重宇宙的探秘》，并非对基础代数或初级微积分的机械性复述，而是一次深入现代物理学最前沿阵地的史诗级远征。它旨在引导那些已具备扎实科学素养的读者，跨越经典物理学的藩篱，直面那些定义我们宇宙本质的宏大谜题。本书的核心，聚焦于两大理论支柱——量子力学的奇特微观世界与广义相对论所描绘的宏大宇宙结构——在极端的条件下如何交汇、矛盾，以及我们如何试图构建一个统一的理论框架——量子引力。我们从对时空概念的重塑开始。爱因斯坦的几何化引力观，将引力从一种力还原为时空自身的弯曲。然而，当我们将目光投向普朗克尺度，或者黑洞的奇点内部，这种平滑的几何描述便彻底崩溃。本书将详尽剖析弦理论（String Theory）和圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）这两种最具影响力的候选理论。对于弦理论，我们将不仅仅停留在“万物皆由振动的弦构成”这一表层概念，而是深入探讨其背后的数学结构，包括紧致化（Compactification）、卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds）在额外维度中的作用，以及M理论如何尝试将五种超弦理论统一起来，揭示其对超对称性的依赖。对于LQG，我们将探讨自旋网络（Spin Networks）和自旋泡沫（Spin Foams）如何将连续的时空离散化，构建出原子化的时空结构，并分析其在解决宇宙大爆炸奇点问题上的潜力。随后，我们转向黑洞物理学的深度剖析。这不是一本教科书式的介绍，而是对信息悖论（Information Paradox）的全面审视。从霍金辐射的半经典推导，到防火墙（Firewall）悖论的出现，再到ER=EPR猜想如何尝试将量子纠缠与虫洞联系起来，本书将带领读者穿梭于这些前沿概念的辩论之中，探讨信息在黑洞事件视界附近究竟是如何被“编码”和保存的。本书的另一半篇幅，致力于探索我们宇宙的宏大图景——多重宇宙论（Multiverse Hypothesis）。我们首先考察了暴胀理论（Inflationary Cosmology）的数学模型，特别是在永恒暴胀（Eternal Inflation）的框架下，如何自然而然地导向泡沫宇宙（Bubble Universes）的产生。接着，我们将详细阐述景观理论（The Landscape）——弦理论在不同真空态下的巨大解空间，以及这种“解之多”如何与我们宇宙精细调节的物理常数产生关联，从而引发出“人择原理”的哲学争议。我们还将探讨循环宇宙（Cyclic Models）和膜宇宙（Brane Worlds）的设想，以及如果多重宇宙真实存在，我们如何（或是否可能）通过间接的物理证据来探测其“指纹”。在理论探讨之余，本书始终强调数学语言在构建这些理论中的核心地位。我们不会回避对微分几何（Differential Geometry）在描述时空曲率中的应用，以及规范场论（Gauge Theory）在粒子物理标准模型中的不可或缺性。但我们的目标不是让读者去解方程，而是理解这些数学工具如何如同精密的蓝图，刻画出我们所能想象的最精妙的自然法则。本书适合于物理学、数学或相关工程领域的在读研究生、青年研究人员，以及对前沿宇宙学和理论物理抱有强烈求知欲的专业人士。它要求读者已经熟悉狭义相对论、基本的量子场论概念，并对高等数学有一定的驾驭能力。我们相信，只有敢于直面这些最深层的概念，才能真正理解我们身处的这个宇宙，以及我们所能探索的更广阔的“织锦”的纹理。这是一场智力的挑战，更是一次对人类认知极限的勇敢探索。