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關注量子科學 探究宇宙奧秘
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《時間簡史》——科普界暢銷書之王
本書是關于探索時間本質(zhì)和宇宙*前沿的通俗讀物，是一本當代有關宇宙科學思想*重要的經(jīng)典著作，它改變了人類對宇宙的觀念。本書一出版即在全世界引起巨大反響。《時間簡史》對我們這些喜用言語表達甚于方程表達的讀者而言是一本里程碑式的佳作。它出自于一個對人類思想有杰出貢獻者之手，這是 一本對知識無限追求之作，是對時空本質(zhì)之謎進行不懈探討之作。
史蒂芬·霍金的《時間簡史》自1988年首版以來的歲月里，已成為**科學著作的里程碑。它被翻譯成40種文字，銷售了近1000萬冊，成為國際出版**的奇觀。
為了把許多觀測揭示的新知識，以及他*新的研究納入該書。霍金教授為這一增訂版準備了新的前言，全面更新了原書的內(nèi)容，而且還新增加了一章，有關蟲洞和時間旅行的激動人心的課題。
盡管霍金教授的著述極為清晰而機智，有些讀者仍然覺得難以掌握復雜的概念。為了使讀者加深理解，本版還增加了240多幅彩色插圖，包括衛(wèi)星圖像和照片。這些都應歸功于諸如哈勃空間望遠鏡和電腦三維和四維實體成像等技術進步之賜。詳細的插圖說明使讀者能體驗到星系際太空的廣漠、黑洞的奇妙性質(zhì)以及物質(zhì)和反物質(zhì)碰撞的粒子物理的微觀世界。
作為一本饗以讀者宇宙學的*新理解的經(jīng)典著作，《時間簡史》插圖本是探索時間和空間核心秘密的引人入勝的故事。
《大設計》——霍金近10年間的首部經(jīng)典巨著
宇宙何時并如何起始？我們?yōu)楹卧诖?？為何是有非無？何為實在本性？為何自然定律被這么精細地調(diào)諧至讓我們這樣的生命存在？以及*后，我們宇宙的表觀“大設計”能否證實使事物運行的仁慈的造物主？科學能否提供另一種解釋？
有關宇宙起源以及生命本身的*基本的問題，曾經(jīng)為哲學的范圍，現(xiàn)在占據(jù)著科學家、哲學家和神學家相遇但卻自說自話的領地。在霍金和蒙洛迪諾的新書中，他們以精彩簡樸的非專業(yè)語言表述有關宇宙奧秘的*新的科學思考。
他們在《大設計》中解釋，根據(jù)量子論，宇宙不僅具有單獨的存在或歷史，而且同時存在每種可能的歷史。把這種思想應用于宇宙整體，就對因果概念本身提出疑問。然而，霍金和蒙洛迪諾描述的“從頂?shù)降住钡挠钪鎸W方法會說，過去沒有采取確定的形式這一事實意味著，我們因觀察歷史而創(chuàng)造歷史，而非歷史創(chuàng)造我們。作者進一步解釋，我們自身是宇宙極早期的量子漲落的產(chǎn)物，并且展現(xiàn)量子論如何預言“多宇宙”——該思想是說，我們的宇宙只不過是自發(fā)地從無中出現(xiàn)的許多宇宙中的一個，每個宇宙具有不同的自然定律。
霍金和蒙洛迪諾在這過程中詰問實在的傳統(tǒng)概念，提出“依賴模型”的實在論，這是我們能夠希望找到的*佳答案。他們以對M理論的精彩評價來結(jié)束全書，M理論解釋了制約我們和我們宇宙的定律，它還是完備的“萬物理論”的目前可行的僅有候選者。他們寫道，如果被證實的話，它將是愛因斯坦尋求的統(tǒng)一理論，也是人類理性的終極勝利。
這是一部簡潔的驚人的附有大量插圖的指南，導向正在改變我們的宇宙觀并危及我們*神圣的信仰系統(tǒng)的一些發(fā)現(xiàn)。沒有任何一本書像《大設計》這樣信息豐富，這樣刺激。
《果殼中的宇宙》——懂與不懂都是收獲
霍金教授以他獨特的熱情，邀請我們一道作非凡的時空遨游。這個旅程借大量色彩繽紛的插圖之助而變幻成超現(xiàn)實的奇境。在這個奇境里，粒子、膜和弦作十一維運動，黑洞蒸發(fā)并且和它攜帶的秘密同歸于盡，我們宇宙創(chuàng)生的種子只不過是一個微小的堅果。相對論和量子論是20世紀*偉大的科學成就。尤其是前者，他完全是人類智慧的偉大構(gòu)筑。所以在《果殼中的宇宙》的**章相對論簡史中主要是關于愛因斯坦的生平。量子論則是實驗觀測的被動產(chǎn)物，它的含義迄今還解釋不清。在廣義相對論中，時空不再是一個被動的背景，而是宇宙演化的主動參與者。物質(zhì)分布使時空彎曲。現(xiàn)在再去侈談宇宙之外的空間和時間，對這些概念進行所謂的思辨，只能是倒退到圣奧古斯丁之前。牛頓的時空觀是一個虛幻，而虛幻的*一功能是對軟弱者的安慰。
愛因斯坦的引力論是將萬有引力歸結(jié)為時空的曲率。那么時空能否被彎曲得這么厲害，以至于人們可以返回到過去改變歷史呢？嚴格的科學計算指出，這是不可能的。
那么關于預言將來的能力呢？現(xiàn)在看來它至少在三個層次上受到限制。**，是動力學系統(tǒng)的混沌行為，使得拉普拉斯意義上的決定性在實際上是不可能實現(xiàn)的。第二，在量子力學中狀態(tài)是由波函數(shù)描述的，海森堡的不確定…… 
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這是一本很獨特的科普書，讀來猶如小說。書中作者講故事一般敘述了他少年時期的叛逆，對科學興趣的由來，如何開始探索量子力學和弦理論的，到“圈量子引力論”的誕生，以及對時間和空間的定義的質(zhì)疑……科學的進步來源于人類的不斷質(zhì)疑，科學的本質(zhì)就是批判的眼光看待世界。假如時間不存在呢？……想象中深奧難懂的知識卻在作者的娓娓敘述中輕松理解。
1叛逆與夢想
2量子引力學：一個非同尋常的問題
基礎物理學的可悲處境
空間?粒子和場
廣義相對論
量子力學
量子引力學
3圈理論
倫敦和錫拉丘茲
耶魯
學術上的誠信
羅馬
4科學，不斷探索看待世界的新方式
科學與哲學的對話
科學，不斷探索
究竟什么是科學？
空間的歷史：阿納克西曼德
空間的歷史：空間是一種關系還是一種實體？
我們究竟知道什么？
5空間粒子?自旋網(wǎng)?原始宇宙學以及黑洞的熱量
自旋網(wǎng)
約翰?惠勒
要驗證理論嗎？
原始宇宙學
6時間不存在
時間的相對性
時間的消失
阿蘭?孔涅
重返歐洲
7圈?弦及其他
今天的圈理論
弦及其他
已確立的理論和假說理論
支持基礎科學研究
8世間的科學
民主
教育
維納?海森堡：科學能夠為我們帶來什么？
歐洲
致 謝
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“空間”和“時間”究竟是什么？
物質(zhì)的本原不是點，而是弦？
黑洞、高維度空間應該如何解釋？
“超弦理論”是繼牛頓力學、愛因斯坦相對論之后，時空概念的“第三次革命”。“超弦理論”統(tǒng)一了引力理論與量子力學的矛盾，超越了“弦理論”的局限，解釋“標準模型”中“費米子”與包括“上帝粒子”的“玻色子”的振動形態(tài)。本書中，大栗教授以通俗、風趣的語言講解了量子物理基礎、“弦理論”到“超弦理論”的最新發(fā)展、“超弦理論”的理論原理及證明，并在“超弦理論”下重新思考與探究了時空概念。
目錄 序言一
序言二
前言
第一章 為什么不是“點”？
1、“點”是沒有部分的
2、物質(zhì)是由什么組成的
3、標準模型之問題一：暗物質(zhì)與暗能量
4、標準模型之問題二：法解釋引力
5、解釋場力不可思議的“場”
6、點粒子引起的“窮大”問題
7、不放棄“點”的想法
第二章 微觀世界的“窮途末路”與“柳暗花明”
1、解決窮大的兩種可能
2、光既是“波”又是“粒子”
3、“反粒子”也會引起窮大
4、“重整化”的作用超出了我們的預想
5、“重整化”讓“知的分類”變?yōu)榭赡?br>6、引力為“重整化”關上了一道門
7、黑洞是結(jié)構(gòu)層次的終點
小專欄 思想實驗
第三章 從“弦理論”到“超弦理論”
1、以根本解決方案為目標的弦理論
2、17種基本粒子都是由一種“弦”組成的
3、“開弦”是意大利干面條，“閉弦”是通心粉
4、為什么弦可以消除窮大
5、光子是“開弦”的振動
6、“閉弦”傳遞引力
7、弦理論與超弦理論的區(qū)別
8、什么是“超空間”
9、什么是“超對稱性”
10、我們在超空間里嗎？
小專欄 南部陽一郎丟失的論文
第四章 為什么是九維空間？
1、為什么這個世界是三維的
2、弦理論適用的空間為二十五維！
3、光子沒有質(zhì)量
4、“量子搖擺的能量”并不為0
5、“光子的質(zhì)量”之探究方法
6、不可思議的公式推導出二十五維
7、為什么超弦理論的維度是九維
小專欄 所謂的“了解”
第五章 力的統(tǒng)一原理
1、力有共通的原理
2、電磁場與金融市場相似
3、電場與利率
4、磁場與匯率
5、金融市場中也存在“電磁感應”
6、電磁場中也存在“貨幣”
7、電磁場的“標尺”是旋轉(zhuǎn)的圓
8、關于“高維度的貨幣”的楊-米爾斯理論（Yang-Mills theory）
小專欄 金本位制與希格斯玻色子
第六章 第一次超弦理論革命
1、被拋棄的超弦理論
2、不破壞宇稱對稱性的Ⅱ型超弦理論
3、“疾病”纏身的Ⅰ型超弦理論
4、標準模型的異常被抵消
5、“三十二維的旋轉(zhuǎn)對稱性”
6、超弦理論與弦理論的“聯(lián)姻”——雜交弦理論
7、用“卡拉比-丘成桐空間”簡化九維
8、“卡拉比-丘成桐空間”的歐拉數(shù)決定“世代數(shù)”！
9、對人擇原理的抵抗
小專欄 學術的多樣性
第七章 拓撲弦理論
1、法忘記第一次超弦理論革命給我?guī)淼母袆?br>2、在距離都法測量的空間內(nèi)能干什么？
3、發(fā)現(xiàn)了計算方法
4、拓撲四人組
5、加利福尼亞州的第二次超弦理論革命
第八章 第二次超弦理論革命
1、威騰的不滿
2、一種理論的五種化身
3、結(jié)合兩種Ⅱ型理論的“T對偶性”
4、異端之美——十維的超引力理論
5、從一維的弦到二維的膜
6、可以從十維的理論導出九維的理論嗎？
7、“強度”改變維度！
8、“對偶網(wǎng)”與M理論
9、維度是什么？空間是什么？
小專欄 宇宙數(shù)學
第九章 空間是幻想
1、出現(xiàn)在十維空間內(nèi)的五維物體
2、“主角”不再是弦
3、“開弦”纏著D膜
4、弦的復活
5、“開弦”是“黑洞的分子”！
6、視界線是電影的銀幕
7、引力的全息術（holography）
8、空間是幻想
9、被證實的預言
10、空間是由什么組成的？
第十章 時間是“幻想”嗎
1、空間是什么
2、時間是“幻想”嗎
3、為什么時間有“方向”
4、知曉宇宙開始的引力波和中微子
5、繼續(xù)挑戰(zhàn)超弦理論
后記
附錄 歐拉的公式
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現(xiàn)在被稱為“黑洞”的現(xiàn)象早在1783年就有描述,當時那些理論被當作純粹的空想而被人無視——看不見的星星聽起來過于難以置信,所以沒有被人嚴肅對待。直到射電天文學、相對論、扭曲空間的數(shù)學模型得到發(fā)展，那些看不見的星星的真正意義才逐漸清晰。
正如約翰·格里賓所述，“幾乎所有的天文學家都會把黑洞看做我們宇宙的構(gòu)成要素”。很多人相信黑洞具有通向其他時代、其他地點的類似通道一樣的功能，而且其中還蘊藏著宇宙大爆炸的奧秘。史蒂芬·霍金將其視為蟲洞，連接母宇宙和嬰兒宇宙。新興宇宙、中子星和X射線、白矮星、類星體、脈沖星，相關理論細節(jié)將一一陳列在這本扣人心弦的書中。
第一章 古代歷史
讓牛頓生！；站在巨人的肩膀上；三條定律和一個引力理論；測量時間；穿越太陽系；黑洞探索先驅(qū)；波動與粒子：奔向21世紀科學
第二章 扭曲的空間與時間
從歐幾里得到笛卡兒；超越歐幾里得；幾何學時代的來臨；相對論幾何學；愛因斯坦引力論窺探；幾何學的相對論；史瓦西奇異解
第三章 致密的恒星
矮伴星；簡并星；白矮星極限；物質(zhì)的終極密度；在中子星內(nèi)部；超越中子星；脈沖星之謎；茲威基是對的：中子星揭秘
第四章 黑洞很多
紅移與相對論；射電星系；類星體；宇宙能量站；X射線星；天體能量站；最初的候選者；大量的可能性
第五章 時間邊緣的黑暗
新時空地圖；旋轉(zhuǎn)的黑洞；奇點規(guī)則；擊敗宇宙檢查員；黑洞是冷的；暴漲的視域；離心困惑；單程時間機器
第六章 超空間連接
愛因斯坦連接；突破超空間；連接各個宇宙；藍移塊；分割藍移墻；超空間旅行；蟲洞工程；制造反引力；弦驅(qū)動飛船：一個可行的建議？
第七章 建造時間機器的兩種路徑
悖論和可能性；時間循環(huán)和其他扭曲；超光速時間旅行者；哥德爾的宇宙；提普勒的時間機器；蟲洞和時間旅行；化解悖論
第八章 宇宙連接
吹泡泡；愛因斯坦常數(shù)的消失；一個振蕩的宇宙？；黑洞反彈
專業(yè)術語
參考文獻
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