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迷人的無窮 封面

迷人的無窮

[法]厄休拉·巴斯萊 主編

263人在讀
15.6萬字總字數
¥99.9定價

內容簡介

宇宙的廣袤不斷激發人類的好奇心,令人浮想聯翩。爲了更好地認識無窮大和宇宙自誕生以來的演變歷程,我們必須轉向另一個“無窮”,即無窮小,以粒子物理學標準模型爲基礎,研究其中的夸克、輕子和玻色子,力爭在最小尺度上破解物質的結構之謎。沒有無窮小,我們就不能對宇宙大爆炸、大型恆星的結構和演化及物質的誕生展開描述。沒有兩個“無窮”,我們將無法建立解釋暗物質和暗能量的理論模型,也無法構建量子引力理論。 本書通過30個引人入勝的專題和豐富的插圖,向讀者展示了人類已知和正在探索的“無窮”世界。

讀者書評

★★★★★

從大爆炸到黑洞,宇宙的'無窮'如何推動它自我重構? 宇宙的“自我重構”並不是一次性的事件,而是一條從大爆炸到黑洞(乃至更遠未來)持續利用“無窮”概念而演進的路徑,可拆解爲四個關鍵環節: ​​1. 大爆炸奇點:無窮小觸發初始重構​​ • 宇宙起點被理論物理學家描述爲一個體積無窮小、密度無窮大的奇點。在此,經典時空概念失效,量子漲落主導一切,因而被稱爲“無窮小”。 • 由於體積無窮小,任何量子信息都被壓縮到極限,隨後在極短時間內經歷暴脹,將“無限潛能”迅速展開爲可觀測宇宙。這一步完成了第一次自我重構:從零到有、從無序到宏觀秩序。 ​​2. 無窮大空間:暴脹與結構生成​​ • 暴脹模型認爲宇宙在極早期指數級擴張,空間曲率被“拉平”,熵大幅降低,隨後粒子物理相變產生夸克-膠子漿,再冷卻成質子、中子和電子。無窮大的膨脹尺度讓微觀量子漲落被印刻成宏觀溫度起伏,成爲星系和大尺度結構的“種子”。 • 這一階段展示了“無窮大”作爲尺度與能量的上限:它允許宇宙在極短時間內生成複雜性,又通過引力不穩定性把信息重新集中到有限體積內,爲下一輪重構奠基。 ​​3. 黑洞階段:局部無窮再次啓動重組​​ • 當大質量恆星耗盡核燃料,引力坍縮突破逃逸速度形成黑洞。黑洞視界內的奇點同樣是體積無窮小、密度無窮大的狀態,可視爲“迷你大爆炸”。 • 宇宙自然選擇理論提出:每個黑洞可能孕育一個子宇宙,母宇宙通過“製造黑洞”實現自我複製,黑洞因此被比喻爲“宇宙的子宮”。 • 在量子信息論視角下,黑洞蒸發(霍金輻射)把內部信息以極低速率釋放回外界,雖然整體熵仍在增加,但局部信息循環可用,爲宇宙晚期的重組提供可能性。 ​​4. 熵增與可能的循環:無窮在熱寂邊緣的最後一次重構​​ • 熱力學第二定律指向熵持續增長,意味着宇宙最終會進入“熱寂”或“大凍結”。然而,如果宇宙是有限但無邊的,它在晚期可能經歷收縮或碰撞—重生的循環,再次把物質-能量壓縮到無窮小並開啓新大爆炸。 • 在這種循環模型裏,“無窮”既是終結也是開端,每一次重構都保留部分量子信息,使宇宙歷史呈現遞歸結構。 ​​總結​​ • ​​無窮小​​(奇點)提供每一次重構的“原始火種”——極端能量密度與量子漲落; • ​​無窮大​​(暴脹後的空間)提供演化複雜結構的舞臺,並通過引力把信息重新集中; • ​​黑洞​​把信息暫時“吞入”局部無窮小,再以霍金輻射或子宇宙方式“吐出”,維持整體信息平衡; • ​​熵增與循環​​決定了重構的總體方向,讓“無窮”在每個階段都充當尺度、能量與信息的極限邊界。 因此,從大爆炸到黑洞再到可能的下一輪大爆炸,宇宙藉助“無窮”的兩極——無窮小與無窮大——不斷撕裂舊秩序、生成新結構,完成一次又一次自我重構。

★★★★★

很全面的知識科普,有最新的科學進展

書籍信息

作者[法]厄休拉·巴斯萊 主編
譯者王雋
出版社上海科技教育出版社
出版時間2024-12-01
ISBN9787542883209
分類科學技術-自然科學
格式EPUB
完結狀態連載中
章節數40