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主编推荐语

《宇宙的琴弦》续篇。一次纯粹的智力探险。

内容简介

如果说布莱恩·R.格林著的《宇宙的琴弦》是在相对论和量子论的框架下具体地介绍弦理论及其物理学结果,那么《宇宙的结构(共2册)》则是从更高的角度来讨论时空和宇宙的物理学。本书第一部分从“实在性”讨论时空,特别是量子时空;第二部分讲时间的方向性,从经典与量子的角度讨论时间箭头;第三部分讲时空和宇宙学,涉及了一些新内容,如暴胀宇宙和相关的宇宙学问题;第四部分讲大统一的起源,即从弦和膜的观点来讨论字宙学问题;第五部分讲实在与幻想,谈一些新实验(比如引力波和基本粒子的新实验),也谈时空旅行和时间机器,还展望了弦理论的未来。

目录

  • 版权信息
  • 总序
  • 再版序 一个坠落苹果的两面:极端智慧与极致想象
  • 1 实在性之舞台
  • 第1章 通往实在性之路
  • 经典意义上的实在性
  • 相对论意义上的实在性
  • 量子世界中的实在性
  • 宇宙学里的实在性
  • 统一理论的实在性
  • 过去和未来的实在性
  • 空间和时间的下一个时代
  • 第2章 宇宙与桶
  • 爱因斯坦之前的相对论
  • 空间困境
  • 马赫以及空间的意义
  • 马赫、运动及群星
  • 马赫与牛顿
  • 第3章 相对与绝对
  • 真空真的是空的吗
  • 相对的空间,相对的时间
  • 狡猾但不恶毒
  • 但是桶呢
  • 雕刻空间与时间
  • 调调角度
  • 桶,狭义相对论的观点
  • 引力和古老的问题
  • 引力和加速等价
  • 蜷曲、弯曲与引力
  • 广义相对论和桶
  • 3000年的时空
  • 第4章 纠缠着的空间
  • 量子眼中的世界
  • 红和蓝
  • 产生波
  • 概率和物理学定律
  • 爱因斯坦和量子力学
  • 海森伯和不确定性
  • 爱因斯坦,不确定性和实在性问题
  • 量子回应
  • 贝尔与自旋
  • 实在性检验
  • 用角度来数天使
  • 不期而至
  • 纠缠与狭义相对论:标准观点
  • 纠缠和狭义相对论:反方观点
  • 我们将用什么来解释这一切
  • 2 时间与经验
  • 第5章 冰封之河
  • 时间与体验
  • 时间会流动吗
  • 过去、现在和未来的持续幻象
  • 体验和时间的流动
  • 第6章 偶然和箭头
  • 谜团
  • 过去、未来和基本物理定律
  • 时间反演对称性
  • 网球和破碎的鸡蛋
  • 原理和实践
  • 熵——第二定律和时间之箭
  • 熵——过去和未来
  • 跟着数学走
  • 一片沼泽地
  • 回头看看
  • 鸡蛋、鸡和大爆炸
  • 熵与引力
  • 关键输入
  • 未解之谜
  • 第7章 时间与量子
  • 量子论中的过去
  • 去往奥兹国
  • 选择
  • 修剪历史
  • 历史的不可期
  • 抹掉过去
  • 塑造过去
  • 量子力学和经验
  • 量子测量之谜
  • 实在性和量子测量问题
  • 退相干和量子实在性
  • 量子力学和时间之箭
  • 3 时空与宇宙学
  • 第8章 雪花与时空
  • 对称性与物理定律
  • 对称性与时间
  • 将结构放大再思考
  • 膨胀宇宙中的时间
  • 膨胀宇宙的奥妙
  • 宇宙学,对称性与空间的形状
  • 宇宙学与时空
  • 其他形状
  • 宇宙学与对称性
  • 第9章 蒸发真空
  • 热与对称性
  • 力,物质,希格斯场
  • 冷却宇宙中的场
  • 希格斯海与质量起源
  • 冷却宇宙中的统一
  • 大统一
  • 以太的回归
  • 熵与时间
  • 第10章 解构大爆炸
  • 爱因斯坦与排斥性的引力
  • 蹦跳的青蛙和过冷却
  • 暴胀
  • 暴胀理论体系
  • 暴胀与视界疑难
  • 暴胀与平坦性疑难
  • 进展与预言
  • 黑暗预言
  • 失控的宇宙
  • 丢失的70%
  • 谜题与进展
  • 第11章 缀满钻石的天空中的量子
  • 用量子语言写的空中文字
  • 宇宙学的黄金时代
  • 创造一个宇宙
  • 暴胀,平滑性与时间之箭
  • 熵与暴胀
  • 玻尔兹曼的回归
  • 暴胀与鸡蛋
  • 白璧微瑕
  • 4 起源与统一
  • 第12章 弦上的世界
  • 量子涨落与真空
  • 涨落与不谐
  • 这重要吗
  • 看似不可能的解决方式
  • 第一次革命
  • 弦论与统一
  • 为什么弦论会有用
  • 小尺度上的宇宙结构
  • 更小的点
  • 弦论中的粒子性质
  • 振动太多了
  • 在更高的维度中统一
  • 隐藏的维度
  • 弦论与隐藏的维度
  • 隐藏维度的形状
  • 弦物理与额外维度
  • 弦论中的宇宙结构
  • 第13章 膜上的宇宙
  • 第二次超弦革命
  • 翻译的力量
  • 11个维度
  • 膜世界
  • 黏黏的膜与振动的弦
  • 若我们的宇宙就是一张膜
  • 引力与大额外维度
  • 大额外维度与大的弦
  • 弦论遭遇实验
  • 膜世界宇宙学
  • 循环宇宙学
  • 简评
  • 时空的新图景
  • 5 真实与想象
  • 第14章 上天入地
  • 陷入困境的爱因斯坦
  • 捕获波
  • 寻找额外维度
  • 希格斯、超对称,还有弦论
  • 宇宙的起源
  • 暗物质、暗能量以及宇宙的未来
  • 空间、时间以及猜想
  • 第15章 超距传输器与时间机器
  • 量子世界的瞬间移动
  • 量子纠缠与量子传输
  • 现实中的超距传输
  • 时间旅行之惑
  • 反思谜题
  • 自由意志,多重世界,时间旅行
  • 时间旅行能回到过去吗
  • 虫洞时间机器的蓝图
  • 建造一台虫洞时间机器
  • 宇宙观光
  • 第16章 幻象的未来
  • 空间和时间是基本概念吗
  • 量子平均
  • 翻译中的几何
  • 黑洞的熵有什么用
  • 宇宙是一幅全息图吗
  • 时空的组分
  • 太空的里外
  • 注释
  • 术语表(以汉译拼音为序)
  • 推荐书目
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评分及书评

4.3
14个评分
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    4.0
    一本超越《时间简史》的科普书

    在科普著作中,最著名和传播最广的,要属霍金的《时间简史》了。不过,这本书之所以名气大,多半是因为霍金这个人,而不是书里的内容。其实,霍金并不擅长通俗写作,挑选的内容不仅深奥无比,还写得晦涩难懂,实在不是一般人看得懂的。而这本《宇宙的结构》在深度上和《时间简史》相当,作者很善于用通俗的比喻说清物理定律的意义。同时,书中的内容包含很广,从牛顿得时空观到弦理论,主流天文物理学的历程和演变关键全部涉及到了。如果你只打算读一本天文物理学的书,一定要读这一本。

      8
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      3.0
      传统物理的前沿科普

      格林是美国哥伦比亚大学的教授,因而是这份书单涉及的作者中 —— 除自己以外 —— 我唯一认识的。格林的讲课几近完美,极少因斟酌词句而停顿,表述却精准而优美。这样的口才落于文字自然是一流的作者。格林写过三本主要的科普,每本都很精彩,但其中两本偏于超弦理论,只有《宇宙的结构》着重于传统物理(这 “传统” 是相对超弦理论而言,指更有实证基础的物理,《宇宙的结构》其实也很前沿),故推荐之。

        1
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        5.0
        了解物理学的三个理由

        终于读完布莱恩・格林的《宇宙的结构》,一部关于我们身处的巨大而渺小的时空的史诗。书中有当代最艰深也最前沿的物理理论,从狭义相对论、广义相对论,到量子力学、宇宙暴涨、时间之箭,再到超弦、M 理论、十一维时空…… 一切都那样令人目眩神迷;书中也充满着最生动最有趣的语言,和《时间简史》一样,全书没有出现任何数学公式,而每当介绍到那些深奥晦涩的理论时,作者都会给出一个我们很容易理解的身边的例子,比如用一块大面包条比喻时空,又比如用充气的气球表面比喻不断膨胀的宇宙空间。在阅读过程中,我每每为理解了某个理论感到豁然开朗,又每每因陷入难以理解的深渊而心慌意乱。那么,为什么要读这么深奥的理论书籍呢?这些关于天文尺度和粒子尺度的超越理解知识,和我们的日常生活又有什么关系呢?嗯…… 我大致想到了三点理由:首先,物理学极大拓展了人类想象力的边界。在人类探索未知世界的历程中,科学理论和探测技术手段一直在你追我赶中前进。未知世界加上已有经验,是我们想象力的源泉,而在科学与技术的帮助下,如今的物理学理论和观测数据,已经能够清晰地解释我们目力所及、肉身所触的绝大部分自然现象,人类终于不再把一切不可理解的事物全部归为简单的神佛鬼怪,而是开始探求隐含在一切规律背后的至高无上的智慧。如果你是一个不满足于神怪解释的人,当然应该试着去了解那些更加复杂、困难但却更经得起推敲质疑的解释。其次,当物理学走向极致,便充满了哲学意味与浪漫诗意。对于未知的好奇心,让人类总想给一切找一个道理,而无论是哲学的思辨,还是科学的试验,本质都是人类追寻真理的方式,两者那模糊的分野,恰存在于已知与未知的交界地带。只要物理学不能解释大爆炸之前发生的事情,本体论哲学就能继续思索下去;只要物理学不能为我们清晰展现十一维时空,哲学就能继续为时空的真实与虚幻辩论下去。而每当我们将目光投向数十亿光年之外的浩瀚星辰,或是想象与永不可测的粒子相伴旅行,我们就瞬间在过去、现在和未来中迷失,那个时候,我们也许应该暂时放下严肃的哲思与科学理论,用更加浪漫的眼光体察这个诗意的世界。我们得以窥见这伟大的诗意,应当拜物理学所赐。最后,从最实用主义的角度来看,了解最前沿的物理知识,也有助于我们避免欺骗。物理学向极致的发展过程中,让理论与经验直觉之间的差距越来越大,从而留下了宽阔的模糊地带,成为伪科学骗子们生存的温床。他们只要稍稍断章取义地引用某个真实的科学理论,与我们日常的某些奇异体验挂钩,再辅以某些广泛的宗教文化认知,就能创造出足以令大多数人信服的歪理邪说。每当我看到听到有人将量子物理的种种诡异特性和佛教、道教、超自然、心灵体验、意识和潜意识等相联系时,我就会心生强烈的警惕,我想,这是阅读科普书籍带给我的强大盔甲,也让我更愿意向更多的人传递科学的思维方式,让更多人免遭别有用心的欺骗。

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        出版方

        湖南科学技术出版社

        湖南科学技术出版社,系中南传媒旗下子公司。出版社以“弘扬科学精神,推动科技发展”为出版宗旨,推出一大批高品位、高格调、重实用、讲实效的科技佳作,如《时间简史》《医学临床“三基”训练》等。