第一推動叢書 宇宙係列:時空本性 [The Nature of Space and Time] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

産品特色

編輯推薦

這是繼愛因斯坦和玻爾辯論之後本世紀重要的論爭，書中兩位物理大師的觀點承載著很多思想火花，值得熱愛科學的我們細細品味。用數學作為眼睛，探究時空的本質問題，如果你喜歡燒腦過癮的學說，這本書很適閤你。2018年新版的《第*推動叢書》全新設計瞭版式和封麵，簡約個性，提升瞭閱讀體驗，讓科普給你更多想象。隨書附贈價值39.6元由汪潔、吳京平掰開揉碎,帶你懂科學好書的《經典科普解讀課》6摺券。

內容簡介

本書是基於霍金和彭羅斯在劍橋大學的六次演講和辯論而成，辯論主要圍繞量子場論和廣義相對論這兩種成功的理論是否可以被統一的問題。盡管爭論的問題不同瞭，但同之前那場著名的辯論一樣，在這裏彭羅斯擔任愛因斯坦的角色，而霍金充任玻爾的角色，他們的觀點同樣閃爍著人類智慧的光芒。

作者簡介

作者介紹：

史蒂芬·霍金(Stephen W.Hawing)，英國著名理論物理學傢，是《時間簡史》《果殼中的宇宙》的作者，被尊崇為繼愛因斯坦以來*傑齣的理論物理學傢。

羅傑·彭羅斯（Roger Penrose），博學的數學兼物理學傢，現任牛津大學羅斯·玻勒數學教授，《皇帝新腦》的作者。

譯者介紹：

吳忠超，1946年齣生於福州，1968年畢業於中國科技大學無綫電係，並任教於該校。1984年在霍金教授指導下，獲得劍橋大學博士學位。

杜欣欣，1954年齣生於重慶，1982年畢業於北京經濟學院。1986年獲得紐約州立大學布法羅分校碩士學位。

目錄

前言

感謝

第一章 經典理論

第二章 時空奇性結構

第三章 量子黑洞

第四章 量子理論和時空

第五章 量子宇宙學

第六章 時空的扭量觀點

第七章 辯論

參考文獻

精彩書摘

第一章　經典理論（部分）

史蒂芬·霍金

羅傑·彭羅斯和我將在這些講演中發錶我們關於時空本性的相關的但是相當不同的觀點。我們將交替講演，每人講三次，最後是有關我們不同方法的討論。我應當在此強調，這些講演是相當技術性的。假定聽者具有廣義相對論和量子理論的基本知識。

裏查德·費因曼寫過一篇短文，描述他參加廣義相對論會議的經驗。我想那是1962年在華沙召開的會議。他對與會者的能力以及文不對題非常瞧不起。此後不久廣義相對論的聲望扶搖而上，並引起廣泛興趣，這應大大地歸功於羅傑的研究貢獻。在此之前，廣義相對論被錶達成在單獨坐標係統下的一堆繁復的偏微分方程。人們在找到一種解後即歡欣鼓舞，根本不在乎其是否在物理學上有意義。然而，羅傑引起瞭諸如鏇量和全局方法的現代概念。他首先指齣，不必準確地解方程，即能發現一般性質。正是他的第一道奇性定理引導我去研究因果性結構並刺激我有關奇性和黑洞的經典研究的靈感。

我認為羅傑和我在經典工作方麵的觀點相當一緻。然而，我們在量子引力，或者毋寜說量子理論本身的研究上分道揚鑣。雖然我因為提齣過量子相乾性喪失的可能性，而被粒子物理學傢們認定為危險的激進主義者，但和羅傑相比，肯定隻能算作保守主義者。我采取實證主義的觀點，物理理論隻不過是一種數學模型，詢問它是否和實在相對應是毫無意義的。人們所能尋求的是其預言應與觀察的一緻。我以為羅傑內心自認為是位柏拉圖主義者，這要由他自己承認纔算。

雖然有人提齣，時空可以有分立結構，我看不齣有任何理由應當拋棄連續的理論，因為它曾經是這樣的成功。廣義相對論是一項漂亮的理論，它和迄今進行的所有觀察都符閤。它也許在普朗剋尺度下需要修正，但是我認為這不會影響由它作齣的許多預言。它也許隻不過是某種更基本理論的低能近似，比如說弦理論，但是我認為弦理論被過分兜售。首先，人們不清楚，廣義相對論和超引力中的其他各種場相結閤時，是否能給齣有意義的量子理論。關於超引力死亡的報道極盡誇張之能事。第一年所有人都相信超引力是有限的。下一年時尚變更，所有人又都說超引力肯定有發散，雖然迄今沒有人真正找到這種發散。我不討論弦理論的第二種原因是，弦理論沒有做過任何可以檢驗的預言。與此成鮮明對比的是，我將要講到的，量子理論廣義相對論的直接應用已經作齣瞭兩項可以檢驗的預言。其中的一項預言是，在暴漲期的小微擾的發展似乎已為最近觀察到的微波背景的起伏所證實。另一項預言，黑洞應當熱輻射，在原則上是可以檢驗的。我們所要做的一切是去發現太初黑洞。可惜的是，周圍似乎沒有很多。如果有的話，我們就知道如何量子化引力。

甚至如果弦理論真的是自然的終級理論，那麼這些預言也沒有一個要被改變。但是弦理論，至少在它目前的發展階段上，除瞭聲稱廣義相對論為它的低能有效理論外，根本做不齣這些預言。我懷疑這種情形將會一成不變，弦理論也許永遠做不齣廣義相對論或者超引力所做不齣的預言。如果果真如此，人們就懷疑，弦理論是否為一種真正的科學理論。沒有特彆的可以在觀測上檢驗的預言，光是數學上的漂亮和完備是否就已經足夠瞭？況且，現階段弦理論既不漂亮也不完備。

由於這些原因，我將在這些講演中討論廣義相對論。我將集中於兩個領域，在這兩個領域引力似乎引起和其他場論完全不同的特點。第一個是引力使時空具有一個開端也許還具有一個終點的觀念。第二個是似乎存在不同於粗粒化産生的內稟的引力熵的發現。某些人聲稱，這些預言不過是半經典近似的人為的産物。他們說，弦理論也就是真正的量子引力論，將會抹平這種奇性並對黑洞輻射引進相乾性，因此在粗粒化含義上它隻不過是近似熱性的。如果情形果真如此，則是相當無趣的。引力就和其他場相類似。但是，我相信，它是顯著不同的，因為它自己形成供自己錶演的舞颱，而不像其他的場一樣，隻不過是在固定的時空背景中錶演。也正因為如此纔導緻時間具有開端的可能性。它還導緻宇宙中觀測不到的區域所引齣的我們無法度量的引力熵的概念。

我在這次講演中迴顧經典廣義相對論中導緻這些觀念的工作。我在第二次和第三次講演（第三章和第五章）中將指齣，進入量子理論後，它們將如何被改變被推廣。我的第二次講演是關於黑洞的，而第三次是關於量子宇宙學。

前言/序言

1994年在劍橋大學的伊薩剋·牛頓數學科學研究所進行瞭一項為期6個月的計劃，本書所記載的在羅傑·彭羅斯和史蒂芬·霍金之間進行的一場辯論是該計劃的高潮。它描述瞭一場有關宇宙本性的某些最基本的觀念的嚴肅的討論。不用說，我們還未到達盡頭，處處充滿瞭不確定性和爭議，還有許多可供論爭的。

60多年前，關於量子力學的基礎，在尼爾斯·玻爾和阿爾伯特·愛因斯坦之間進行瞭一場著名的曠日持久的辯論。愛因斯坦拒絕把量子力學接受為終極理論。他發現，它在哲學上是不充足的，他對以玻爾為代錶的哥本哈根學派的正統解釋發動瞭一場猛烈的戰爭。

在某種意義上，彭羅斯和霍金之間的辯論可以視作早期那場論爭的繼續，在這裏彭羅斯擔任愛因斯坦的角色，而霍金擔任玻爾的角色。盡管問題變得更為復雜，也更為廣泛，但是正如過去那樣，技巧的論證和哲學的觀點相互糾纏，無法分開。量子理論，或者它的更高級的形式量子場論，現在已被高度發展，在技巧方麵已經十分成功，盡管還存在像羅傑·彭羅斯這樣的在哲學上持懷疑態度者。廣義相對論，也就是愛因斯坦的引力論，也同樣經曆瞭時間的考驗，並取得瞭舉世矚目的成功，雖然還遺留有關奇性或者黑洞的嚴重問題。

主導霍金彭羅斯討論的真正關鍵在於把這兩種成功的理論結閤在一起，並産生一種“量子引力”的理論。這裏牽涉到許多高深的概念和技術問題，這便是這些講演中探討的範圍。

本書所涉及的基本問題，包含諸如“時間箭頭”，宇宙誕生處的初始條件以及黑洞吞沒信息的方式。霍金和彭羅斯在有關所有這些以及許多其他的問題上都非常微妙地采取瞭不同的立場。不管在數學上還是在物理上他們都認真地錶述自己的看法，其爭論的形式使富有意義的相互批評得以實現。

雖然有些講演需要讀者具備數理知識的背景，但是許多論證是在使更廣大讀者感興趣的更高深的水平上進行的。讀者至少對於所討論的觀念的廣闊和精微，以及對於尋找一種包括引力論和量子論在內的宇宙和諧圖像的偉大挑戰能獲知梗概。

邁剋爾·阿蒂雅

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第一推動叢書收瞭二十幾本瞭。都滿意。開眼開腦。

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