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出版者:

作者:孙德文

出品人:

页数:486

译者:

出版时间:2010-7

价格:42.00元

装帧:

isbn号码:9787040295764

丛书系列:

图书标签:

• 计算机科学
• CS
• 微型计算机
• 计算机技术
• 电子技术
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• 单片机
• 数字电路
• 计算机原理
• 技术教程

好的，这是一本图书的详细简介，内容涵盖了现代通信技术、量子物理学、生物工程学、天文学以及古典哲学思想等多个领域，完全不涉及“微型计算机技术”： --- 书名：《时空涟漪与生命奥秘：跨学科前沿探索》 内容简介 本书是一部宏大而精密的跨学科著作，旨在深入剖析当代科学探索的两大核心领域：物质世界的极限规律以及生命结构的深层意义。全书结构严谨，论述深入浅出，是献给所有对宇宙本质、信息传递的终极形态以及生命演化路径抱有强烈好奇心的求知者的指南。 第一部分：宇宙的低语——量子纠缠与时空结构 本部分聚焦于理论物理学的最前沿，探究我们所处时空的内在机制。我们从对经典物理学的局限性回顾开始，引导读者进入量子世界的奇特景观。 第一章：量子场的拓扑结构与非定域性 详细阐述了量子场论（QFT）的基本框架，重点解析了薛定因方程在弯曲时空中的处理方式。核心讨论集中在“真空”的概念不再是空无一物，而是充满了不断产生和湮灭的虚拟粒子对。我们通过对卡西米尔效应的深入分析，直观地展示了量子涨落对宏观世界的影响。本章特别引入了拓扑量子场论（TQFT）的初步概念，解释了某些物理量（如霍普夫不变量）如何与时空的几何性质保持不变。对于“非定域性”这一核心难题，本书不回避其反直觉性，而是通过贝尔不等式的实验验证历史脉络，阐明了量子纠缠如何在不传递经典信息的前提下，将相隔遥远的粒子状态联系起来，挑战了我们对“实在性”和“局域性”的传统认知。 第二章：引力子的追寻与修正引力理论 本章转向对引力本质的探讨。我们首先回顾爱因斯坦广义相对论的成功之处——对水星近日点进动、引力红移和引力波的精确预言。随后，重点剖析了当前尝试统一广义相对论与量子力学的努力。我们将详尽介绍弦理论（String Theory）的基本假设，包括额外的维度如何被紧化（Compactification）以符合我们的四维感知。此外，我们还探讨了圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）作为一种背景独立理论的优势，描述了“时空原子”的概念，即时空本身在普朗克尺度上是离散的、不可再分的结构。讨论还包括对暗物质和暗能量的最新观测证据，以及它们如何迫使我们修正牛顿和爱因斯坦的引力方程（如MOND理论的尝试）。 第三章：信息熵与黑洞的边界 黑洞作为时空极端构造的典范，在本章占据核心地位。我们深入研究了史瓦西半径、事件视界以及奇点。关键在于对霍金辐射的推导过程的细致阐述，它揭示了黑洞并非完全“黑”的，而是具有温度和熵的物理实体。我们详尽讨论了“信息悖论”——即信息落入黑洞后是否真的被永久销毁，这直接关系到量子力学基本原则的存亡。本书将比对防火墙悖论与软毛发（Soft Hair）理论的观点差异，力求为读者勾勒出当前物理学界对此问题的全景式理解。 第二部分：生命的原型与编码——生物工程学的伦理与前沿 从宇宙的宏大尺度转向微观的生命构造，本部分探讨了生命体如何利用化学信息实现自我复制、适应与进化。 第四章：基因组的精确编辑与表观遗传的调控 本章聚焦于分子生物学和生物工程学的革命性进展。我们摒弃了简单地描述DNA结构的叙述，转而深入探讨了基因组编辑技术的底层原理，特别是CRISPR-Cas系统的生化机制，它如何通过向导RNA精确识别靶标序列，并由Cas酶执行切割，实现对基因组的定点修改。此外，本书用大量篇幅解析了表观遗传学（Epigenetics）的复杂性，即不改变DNA序列本身，而是通过DNA甲基化、组蛋白修饰等方式对基因表达进行动态调控的机制。我们探讨了环境因素如何通过这些修饰影响下一代乃至数代个体的性状，挑战了“基因决定论”。 第五章：合成生物学与功能性蛋白质的设计 合成生物学被视为工程学原理在生物系统中的应用。本章详细介绍了如何设计和构建新的生物部件、装置和系统，或重新设计已有的生物系统。重点分析了代谢通路工程（Metabolic Pathway Engineering）如何用于提高工业原料（如生物燃料或高价值药物分子）的产出率。我们还讨论了蛋白质设计（Protein Design）的挑战，特别是如何利用深度学习工具预测和优化具有特定催化活性或结构稳定性的新型酶。本章的末尾，对“人工生命”的哲学边界进行了审慎的探讨。 第六章：神经网络的涌现性与意识的计算模型 探讨生命的最高级功能——意识。本部分从神经科学的视角出发，描述了数以万亿计的突触连接如何在大脑皮层中形成复杂的动态网络。我们详细对比了主流的意识理论模型，例如整合信息理论（Integrated Information Theory, IIT），它试图通过计算“$Phi$”（Phi）值来量化一个系统整合信息的能力。本书也审视了全局工作空间理论（Global Workspace Theory），并讨论了机器智能在模拟生物神经元网络时所面临的根本性障碍，特别是关于“感受质”（Qualia）的难题，即主观体验如何从纯粹的物理过程或信息处理中“涌现”出来。 第三部分：智慧的回响——古代哲学与科学的交汇 在探索了现代科学的前沿之后，本书的最后一部分回溯人类思想史，探寻驱动科学进步的底层智慧。 第七章：亚里士多德的四因说与现代因果律的演变 本章回到古希腊，剖析亚里士多德的“四因说”（质料因、形式因、动力因、目的因）在认识论上的深远影响。我们将其置于现代科学的框架下进行审视：质料因对应物质基础，形式因对应数学结构，动力因对应物理作用力，而目的因（Teleology）在生物学中仍有争议，但在物理学中已被彻底排除。我们探讨了休谟对因果关系的怀疑，以及康德如何将其视为先验的认知结构。对比古今，揭示了人类理解“为什么”和“如何”的思维定式是如何随着观测手段的进步而不断精炼的。 第八章：柏拉图的理念世界与数学的实在性 柏拉图的“理念世界”被视为西方哲学中对抽象、永恒真理的最高向往。本章探讨了数学在物理学中扮演的不可或缺的角色——为什么宇宙的基本定律总是可以用优美的数学公式来精确描述？我们对比了数学的“发明论”（人类心智的构造）和“发现论”（数学结构独立于人类存在于客观实在中）。本书倾向于认为，数学语言是人类探索自然规律的最高效的“心智工具”，它与宇宙深层的逻辑结构存在着深刻的共鸣，如同理念世界在经验世界中的投影。 结语：未竟的探索 本书最后总结，无论是在黑洞的视界边缘，还是在基因编辑的伦理困境中，人类的探索永无止境。科学的进步不是简单地填补知识的空白，而是不断地拓宽我们对“未知”的定义。本书所涵盖的领域，正代表着人类理解自身与宇宙的两种并行而互补的努力。 ---

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