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时间,时间,究竟什么是时间?

关注量子科学

探究宇宙奥秘

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《时间简史》——科普界畅销书之王
  本书是关于探索时间本质和宇宙*前沿的通俗读物,是一本当代有关宇宙科学思想*重要的经典著作,它改变了人类对宇宙的观念。本书一出版即在全世界引起巨大反响。《时间简史》对我们这些喜用言语表达甚于方程表达的读者而言是一本里程碑式的佳作。它出自于一个对人类思想有杰出贡献者之手,这是   一本对知识无限追求之作,是对时空本质之谜进行不懈探讨之作。
史蒂芬·霍金的《时间简史》自1988年首版以来的岁月里,已成为**科学著作的里程碑。它被翻译成40种文字,销售了近1000万册,成为国际出版**的奇观。
  为了把许多观测揭示的新知识,以及他*新的研究纳入该书。霍金教授为这一增订版准备了新的前言,全面更新了原书的内容,而且还新增加了一章,有关虫洞和时间旅行的激动人心的课题。
  尽管霍金教授的著述极为清晰而机智,有些读者仍然觉得难以掌握复杂的概念。为了使读者加深理解,本版还增加了240多幅彩色插图,包括卫星图像和照片。这些都应归功于诸如哈勃空间望远镜和电脑三维和四维实体成像等技术进步之赐。详细的插图说明使读者能体验到星系际太空的广漠、黑洞的奇妙性质以及物质和反物质碰撞的粒子物理的微观世界。
  作为一本飨以读者宇宙学的*新理解的经典著作,《时间简史》插图本是探索时间和空间核心秘密的引人入胜的故事。

《大设计》——霍金近10年间的首部经典巨著
  宇宙何时并如何起始?我们为何在此?为何是有非无?何为实在本性?为何自然定律被这么精细地调谐至让我们这样的生命存在?以及*后,我们宇宙的表观“大设计”能否证实使事物运行的仁慈的造物主?科学能否提供另一种解释?
  有关宇宙起源以及生命本身的*基本的问题,曾经为哲学的范围,现在占据着科学家、哲学家和神学家相遇但却自说自话的领地。在霍金和蒙洛迪诺的新书中,他们以精彩简朴的非专业语言表述有关宇宙奥秘的*新的科学思考。
  他们在《大设计》中解释,根据量子论,宇宙不仅具有单独的存在或历史,而且同时存在每种可能的历史。把这种思想应用于宇宙整体,就对因果概念本身提出疑问。然而,霍金和蒙洛迪诺描述的“从顶到底”的宇宙学方法会说,过去没有采取确定的形式这一事实意味着,我们因观察历史而创造历史,而非历史创造我们。作者进一步解释,我们自身是宇宙极早期的量子涨落的产物,并且展现量子论如何预言“多宇宙”——该思想是说,我们的宇宙只不过是自发地从无中出现的许多宇宙中的一个,每个宇宙具有不同的自然定律。
  霍金和蒙洛迪诺在这过程中诘问实在的传统概念,提出“依赖模型”的实在论,这是我们能够希望找到的*佳答案。他们以对M理论的精彩评价来结束全书,M理论解释了制约我们和我们宇宙的定律,它还是完备的“万物理论”的目前可行的仅有候选者。他们写道,如果被证实的话,它将是爱因斯坦寻求的统一理论,也是人类理性的终极胜利。
  这是一部简洁的惊人的附有大量插图的指南,导向正在改变我们的宇宙观并危及我们*神圣的信仰系统的一些发现。没有任何一本书像《大设计》这样信息丰富,这样刺激。

《果壳中的宇宙》——懂与不懂都是收获
  霍金教授以他独特的热情,邀请我们一道作非凡的时空遨游。这个旅程借大量色彩缤纷的插图之助而变幻成超现实的奇境。在这个奇境里,粒子、膜和弦作十一维运动,黑洞蒸发并且和它携带的秘密同归于尽,我们宇宙创生的种子只不过是一个微小的坚果。相对论和量子论是20世纪*伟大的科学成就。尤其是前者,他完全是人类智慧的伟大构筑。所以在《果壳中的宇宙》的**章相对论简史中主要是关于爱因斯坦的生平。量子论则是实验观测的被动产物,它的含义迄今还解释不清。在广义相对论中,时空不再是一个被动的背景,而是宇宙演化的主动参与者。物质分布使时空弯曲。现在再去侈谈宇宙之外的空间和时间,对这些概念进行所谓的思辨,只能是倒退到圣奥古斯丁之前。牛顿的时空观是一个虚幻,而虚幻的*一功能是对软弱者的安慰。
  爱因斯坦的引力论是将万有引力归结为时空的曲率。那么时空能否被弯曲得这么厉害,以至于人们可以返回到过去改变历史呢?严格的科学计算指出,这是不可能的。
  那么关于预言将来的能力呢?现在看来它至少在三个层次上受到限制。**,是动力学系统的混沌行为,使得拉普拉斯意义上的决定性在实际上是不可能实现的。第二,在量子力学中状态是由波函数描述的,海森堡的不确定……



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  这是一本很独特的科普书,读来犹如小说。书中作者讲故事一般叙述了他少年时期的叛逆,对科学兴趣的由来,如何开始探索量子力学和弦理论的,到“圈量子引力论”的诞生,以及对时间和空间的定义的质疑……科学的进步来源于人类的不断质疑,科学的本质就是批判的眼光看待世界。假如时间不存在呢?……想象中深奥难懂的知识却在作者的娓娓叙述中轻松理解。


1叛逆与梦想
2量子引力学:一个非同寻常的问题
 基础物理学的可悲处境
 空间?粒子和场
 广义相对论
 量子力学
 量子引力学
3圈理论
 伦敦和锡拉丘兹
 耶鲁
 学术上的诚信
 罗马
4科学,不断探索看待世界的新方式
 科学与哲学的对话
 科学,不断探索
 究竟什么是科学?
 空间的历史:阿纳克西曼德
 空间的历史:空间是一种关系还是一种实体?
 我们究竟知道什么?
5空间粒子?自旋网?原始宇宙学以及黑洞的热量
 自旋网
 约翰?惠勒
 要验证理论吗?
 原始宇宙学
6时间不存在
 时间的相对性
 时间的消失
 阿兰?孔涅
 重返欧洲
7圈?弦及其他
 今天的圈理论
 弦及其他
 已确立的理论和假说理论
 支持基础科学研究
8世间的科学
 民主
 教育
 维纳?海森堡:科学能够为我们带来什么?
 欧洲
 致 谢



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  “空间”和“时间”究竟是什么?

  物质的本原不是点,而是弦?
  黑洞、高维度空间应该如何解释?
  “超弦理论”是继牛顿力学、爱因斯坦相对论之后,时空概念的“第三次革命”。“超弦理论”统一了引力理论与量子力学的矛盾,超越了“弦理论”的局限,解释“标准模型”中“费米子”与包括“上帝粒子”的“玻色子”的振动形态。本书中,大栗教授以通俗、风趣的语言讲解了量子物理基础、“弦理论”到“超弦理论”的最新发展、“超弦理论”的理论原理及证明,并在“超弦理论”下重新思考与探究
了时空概念。


目录

序言一
序言二
前言
第一章 为什么不是“点”?
1、“点”是没有部分的
2、物质是由什么组成的
3、标准模型之问题一:暗物质与暗能量
4、标准模型之问题二:法解释引力
5、解释场力不可思议的“场”
6、点粒子引起的“穷大”问题
7、不放弃“点”的想法

第二章 微观世界的“穷途末路”与“柳暗花明”
1、解决穷大的两种可能
2、光既是“波”又是“粒子”
3、“反粒子”也会引起穷大
4、“重整化”的作用超出了我们的预想
5、“重整化”让“知的分类”变为可能
6、引力为“重整化”关上了一道门
7、黑洞是结构层次的终点
小专栏 思想实验
第三章 从“弦理论”到“超弦理论”
1、以根本解决方案为目标的弦理论
2、17种基本粒子都是由一种“弦”组成的
3、“开弦”是意大利干面条,“闭弦”是通心粉

4、为什么弦可以消除穷大
5、光子是“开弦”的振动
6、“闭弦”传递引力
7、弦理论与超弦理论的区别
8、什么是“超空间”
9、什么是“超对称性”
10、我们在超空间里吗?
小专栏 南部阳一郎丢失的论文
第四章 为什么是九维空间?
1、为什么这个世界是三维的
2、弦理论适用的空间为二十五维!
3、光子没有质量
4、“量子摇摆的能量”并不为0
5、“光子的质量”之探究方法

6、不可思议的公式推导出二十五维
7、为什么超弦理论的维度是九维
小专栏 所谓的“了解”
第五章 力的统一原理
1、力有共通的原理
2、电磁场与金融市场相似
3、电场与利率
4、磁场与汇率
5、金融市场中也存在“电磁感应”
6、电磁场中也存在“货币”
7、电磁场的“标尺”是旋转的圆
8、关于“高维度的货币”的杨-米尔斯理论(Yang-Mills theory)
小专栏 金本位制与希格斯玻色子
第六章 第一次超弦理论革命

1、被抛弃的超弦理论
2、不破坏宇称对称性的Ⅱ型超弦理论
3、“疾病”缠身的Ⅰ型超弦理论
4、标准模型的异常被抵消
5、“三十二维的旋转对称性”
6、超弦理论与弦理论的“联姻”——杂交弦理论
7、用“卡拉比-丘成桐空间”简化九维
8、“卡拉比-丘成桐空间”的欧拉数决定“世代数”!
9、对人择原理的抵抗
小专栏 学术的多样性
第七章 拓扑弦理论
1、法忘记第一次超弦理论革命给我带来的感动
2、在距离都法测量的空间内能干什么?
3、发现了计算方法

4、拓扑四人组
5、加利福尼亚州的第二次超弦理论革命
第八章 第二次超弦理论革命
1、威腾的不满
2、一种理论的五种化身
3、结合两种Ⅱ型理论的“T对偶性”
4、异端之美——十维的超引力理论
5、从一维的弦到二维的膜
6、可以从十维的理论导出九维的理论吗?
7、“强度”改变维度!
8、“对偶网”与M理论
9、维度是什么?空间是什么?
小专栏 宇宙数学
第九章 空间是幻想

1、出现在十维空间内的五维物体
2、“主角”不再是弦
3、“开弦”缠着D膜
4、弦的复活
5、“开弦”是“黑洞的分子”!
6、视界线是电影的银幕
7、引力的全息术(holography)
8、空间是幻想
9、被证实的预言
10、空间是由什么组成的?
第十章 时间是“幻想”吗
1、空间是什么
2、时间是“幻想”吗
3、为什么时间有“方向”

4、知晓宇宙开始的引力波和中微子
5、继续挑战超弦理论
后记
附录 欧拉的公式



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  现在被称为“黑洞”的现象早在1783年就有描述,当时那些理论被当作纯粹的空想而被人无视——看不见的星星听起来过于难以置信,所以没有被人严肃对待。直到射电天文学、相对论、扭曲空间的数学模型得到发展,那些看不见的星星的真正意义才逐渐清晰。
  正如约翰·格里宾所述,“几乎所有的天文学家都会把黑洞看做我们宇宙的构成要素”。很多人相信黑洞具有通向其他时代、其他地点的类似通道一样的功能,而且其中还蕴藏着宇宙大爆炸的奥秘。史蒂芬·霍金将其视为虫洞,连接母宇宙和婴儿宇宙。新兴宇宙、中子星和X射线、白矮星、类星体、脉冲星,相关理论细节将一一陈列在这本扣人心弦的书中。


第一章 古代历史
  让牛顿生!;站在巨人的肩膀上;三条定律和一个引力理论;测量时间;穿越太阳系;黑洞探索先驱;波动与粒子:奔向21世纪科学
第二章 扭曲的空间与时间
  从欧几里得到笛卡儿;超越欧几里得;几何学时代的来临;相对论几何学;爱因斯坦引力论窥探;几何学的相对论;史瓦西奇异解
第三章 致密的恒星
  矮伴星;简并星;白矮星极限;物质的终极密度;在中子星内部;超越中子星;脉冲星之谜;兹威基是对的:中子星揭秘
第四章 黑洞很多
  红移与相对论;射电星系;类星体;宇宙能量站;X射线星;天体能量站;最初的候选者;大量的可能性
第五章 时间边缘的黑暗
  新时空地图;旋转的黑洞;奇点规则;击败宇宙检查员;黑洞是冷的;暴涨的视域;离心困惑;单程时间机器
第六章 超空间连接
  爱因斯坦连接;突破超空间;连接各个宇宙;蓝移块;分割蓝移墙;超空间旅行;虫洞工程;制造反引力;弦驱动飞船:一个可行的建议?
第七章 建造时间机器的两种路径
  悖论和可能性;时间循环和其他扭曲;超光速时间旅行者;哥德尔的宇宙;提普勒的时间机器;虫洞和时间旅行;化解悖论
第八章 宇宙连接
  吹泡泡;爱因斯坦常数的消失;一个振荡的宇宙?;黑洞反弹
专业术语
参考文献


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