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韓春好 著

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齣版社： 科學齣版社發行部

ISBN：9787030544299

商品編碼：19960906546

齣版時間：2017-10-01

基本信息

商品名稱： 時空測量原理	齣版社： 科學齣版社發行部	齣版時間：2017-10-01
作者：韓春好	譯者：	開本： 其它
定價： 89.00	頁數：205	印次： 1
ISBN號：9787030544292	商品類型：圖書	版次： 1

《宇宙弦理論的幾何基礎與時空結構演化》 內容簡介 本書旨在深入探討宇宙學前沿領域——宇宙弦理論的數學框架及其對宏觀時空結構演化的深刻影響。全書分為五大部分，係統梳理瞭從基本幾何概念到高維場論的構建過程，尤其側重於弦理論在描述早期宇宙暴脹、暗物質/暗能量起源以及量子引力統一性方麵的獨特優勢。 第一部分：基礎幾何與張量分析的現代詮釋 本部分首先迴顧瞭微分幾何在描述彎麯時空中的核心作用，但重點不再是傳統的黎曼幾何，而是轉嚮瞭更廣義的Symplectic幾何和接觸幾何在理論物理中的應用。我們詳細分析瞭現代規範場論中流形結構如何影響粒子行為，並引入瞭非對易幾何（Non-Commutative Geometry）的初步概念，探討瞭在普朗剋尺度下，時空點結構可能發生的內在模糊性。 特彆地，本章詳盡闡述瞭如何使用廣義協變形式的張量分析來處理非度規依賴的場耦閤問題。傳統上依賴於度規的場方程在這裏被重構為基於共變微分和結構常數的代數關係，為後續引入的弦的內稟張量特性奠定瞭數學基礎。我們通過一個詳盡的案例研究，對比瞭廣義相對論中度規場與弦論中背景場的根本區彆：前者是描述時空幾何的實體，後者則是承載基本動力學信息的動態自由度。 第二部分：高維空間的拓撲學與緊緻化機製 宇宙弦理論的基石之一是它要求存在額外的空間維度。本部分聚焦於如何將這些多餘的維度在宏觀尺度下“隱藏”起來——即維度緊緻化（Compactification）。我們不再僅僅討論卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds），而是將重點放在瞭更具物理現實意義的緊緻化模型上，例如F-理論中的T-對偶效應和奇異性（Singularities）的處理。 書中詳細分析瞭穩定邊界的條件，即“真空選擇問題”。我們引入瞭“景觀”（The Landscape）的概念，並使用拓撲熵和模空間（Moduli Space）的幾何性質來量化不同真空態之間的能隙。本節的亮點是對“通量緊緻化”（Flux Compactification）的深入剖析，特彆是如何利用磁通量（Fluxes）來穩定模場，從而有效地設定我們觀察到的四維時空中的精細結構常數和宇宙學常數。這部分內容高度依賴於代數拓撲和奇點理論，旨在提供一個從高維幾何到低維物理參數的明確映射路徑。 第三部分：弦的動力學與共形場論（CFT）的錶述 弦的物理行為是通過其世界麵（Worldsheet）上的量子場論來描述的。本部分拋棄瞭第一代玻色子弦理論的局限性，直接進入到超弦理論（Superstring Theory）及其對費米子自由度的處理。核心在於共形場論（Conformal Field Theory, CFT）在描述一維動力學係統時的強大能力。 我們詳細推導瞭超對稱場論中的BPS態（Bogomol'nyi-Prasad-Sommerfield states）的分類，並解釋瞭它們如何在世界麵CFT的$mathcal{N}=1$或$mathcal{N}=2$超對稱背景下保持穩定。書中特彆關注瞭張量網絡（Tensor Networks）在處理CFT邊界條件時的應用，這為理解弦的開端和閉閤提供瞭新的視角。此外，本章深入探討瞭弦振動模式與標準模型粒子譜的對應關係，尤其是對引力子、規範玻色子以及希格斯場的起源進行瞭細緻的數學建模。 第四部分：對偶性、膜（Branes）與M理論的統一框架 20世紀90年代末期，弦論的“第二革命”揭示瞭不同超弦理論之間的深層聯係——對偶性（Duality）。本部分集中於理解T對偶、S對偶和U對偶，它們錶明看似不同的理論實際上是同一基礎物理學的不同側麵描述。 重點章節是關於D-膜（Dirichlet-branes）的引入。D-膜作為弦的端點所附著的超麯麵，是連接弦論與低能有效場論的橋梁。我們詳細分析瞭D-膜上的動力學，包括其如何産生規範場，並如何通過D-膜的堆疊（Stacking）和相互作用來模擬費米子和玻色子之間的耦閤。通過對M理論的闡述，本章旨在提供一個統一的視界，說明十一維時空背景下，五種超弦理論如何通過對偶性自然地匯聚成一個單一的理論框架。這部分內容對理解強耦閤區域的物理行為至關重要。 第五部分：宇宙學應用與量子引力的界限 最後一部分將理論工具應用於描述宇宙的起源和極限情況。我們探討瞭弦理論對“大爆炸奇點”的替代方案，例如“反彈宇宙”（Bouncing Cosmology）模型，該模型通過引入高階麯率項和膜的張力來避免普朗剋尺度下的密度無限大問題。 本章的另一核心是量子引力的基本概念檢驗。我們利用AdS/CFT對應關係（反德西特空間/共形場論對應）作為一種計算工具，來研究黑洞信息悖論和引力量子化的可能路徑。書中詳細論證瞭AdS/CFT如何允許我們在一個引力理論中，通過分析其邊界上的量子場論來計算引力係統的熵和動力學信息，從而為解決圈量子引力等其他量子引力候選理論提供瞭重要的非微擾參考框架。全書的論證邏輯，始終圍繞著如何通過弦的內稟結構，實現對時空幾何的量子化描述。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直是藝術品，那種深邃的藍色調和上麵那些交織的光影，一下子就抓住瞭我的眼球。我本來是抱著隨便翻翻的心態買的，但沒想到一翻開就被裏麵的文字給吸引住瞭。它不像那種枯燥的教科書，讀起來反而像是在聽一位經驗豐富的老教授在娓娓道來，每一個概念的引入都非常自然，讓人感覺每一步都在穩步前進，而不是突然被拋入一個未知的領域。作者在解釋一些非常復雜的物理概念時，總能找到非常巧妙的比喻，比如他用沙漏來解釋時間膨脹，這個畫麵感十足，我一下子就明白瞭其中的奧妙。而且，書裏對一些曆史上的關鍵實驗的描述，簡直是身臨其境，我仿佛能感受到那些科學傢在實驗室裏緊張又興奮的心情。讀完第一部分，我就覺得自己的思維方式好像都發生瞭一些微妙的改變，看待日常現象的角度也變得更加立體瞭。這絕對是一本值得收藏和反復閱讀的好書，對於任何對宇宙運行的底層邏輯感興趣的人來說，都是一個絕佳的入門嚮導，甚至對資深愛好者來說，也能從中挖掘齣新的理解層次。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的閱讀難度不低，我可能需要每讀五頁就要迴過頭去仔細琢磨一遍，但這種挑戰性恰恰是它魅力的一部分。它不滿足於停留在錶麵的描述，而是深入到現象背後的基本假設層麵進行拷問。我尤其佩服作者在構建理論框架時的那種宏大敘事能力，他能把不同尺度、不同領域看似無關的概念，巧妙地編織成一個統一的圖景。比如，當他討論到引力如何影響時間流逝時，他會毫不費力地從黑洞邊緣的極端情況，過渡到地球錶麵微小的、日常可見的效應，這種尺度的切換讓人驚嘆。書中還穿插瞭一些對關鍵物理學傢個人生活和思想轉變的生動描述，這讓冰冷的物理定律變得有人情味起來，仿佛這些發現不是憑空齣現的，而是無數次掙紮和頓悟的結果。我甚至能感覺到作者在寫作時所傾注的熱情和對真理的敬畏之心，這遠比一本純粹的技術手冊要來得動人得多。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常獨特，夾雜著一種老派的英式幽默和嚴謹的科學態度，讀起來一點都不沉悶。作者似乎非常擅長在不經意間拋齣一個讓你拍案叫絕的觀點，比如他描述光速不變性時，用瞭個“宇宙的最高限速”的比喻，生動又貼切。我最喜歡它的一點是，它敢於觸及那些未被完全解決的前沿問題，並且不迴避理論之間的衝突和爭論，而是客觀地呈現各種主流的觀點和它們各自的優勢劣勢。這使得這本書讀起來充滿瞭活力和思辨性，而不是一本已經蓋棺定論的參考書。在某些章節，作者甚至會引用一些晦澀難懂的原始文獻中的片段，然後用現代的語言進行精彩的解讀，這讓整個閱讀過程充滿瞭“考古”的樂趣。我甚至會時不時停下來，拿起筆在旁邊空白處畫草圖，試圖用自己的方式去理解那些空間彎麯的奇妙構造。對於那些追求深度和廣度，希望瞭解科學發展脈絡的讀者來說，這絕對是不可多得的佳作。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭整整一個周末纔把這本書讀完，說實話，我感覺自己的腦容量都快被撐滿瞭，但那種充實感是無與倫比的。這本書的論述邏輯嚴密得像一颱精密的瑞士鍾錶，每個章節之間的銜接都天衣無縫，讀起來有一種酣暢淋灕的快感。最讓我印象深刻的是作者處理那些數學推導的方式，他沒有直接拋齣復雜的公式，而是先從幾何學的角度去構建直觀的圖像，然後再逐步引入代數錶達，這對於我這種數學基礎不算特彆紮實的人來說，簡直是救星。我尤其欣賞作者在討論“測量”這個核心概念時，那種近乎哲學的深入探討，他把物理學和認識論完美地結閤在瞭一起，讓我開始反思我們對“真實”的定義。書中的圖錶繪製得極其清晰精準，每一個矢量圖和時空剖麵圖都堪稱教科書級彆的範例，這在很多同類書籍中是很少見的。讀完後，我發現自己看科幻電影的視角都變瞭，那些原本覺得天方夜譚的情節，現在似乎都有瞭理論上的可能性基礎，非常引人深思。

評分☆☆☆☆☆

我是一個偏愛結構化知識體係的讀者，而這本書在這方麵做得極其齣色。它沒有像很多科普讀物那樣東拉西扯，而是圍繞著“測量”這一核心哲學和物理基石，構建瞭一個清晰的知識金字塔。每一章的開篇都會清晰地給齣本章要解決的核心問題，讀完後也總能給齣一個令人滿意的解答閉環。書中大量的案例分析都非常貼近實際觀測數據，這讓那些原本抽象的理論變得可觸可感，比如他對不同類型原子鍾精度的對比分析，讓我對我們如何定義“一秒”有瞭全新的認識。此外，作者對不同理論模型之間的適用範圍和局限性的討論非常客觀和審慎，沒有過分吹捧任何一種單一的理論，體現瞭科學的謙卑。我特彆喜歡那種‘知其然，更知其所以然’的閱讀體驗，讀完之後，我不再滿足於背誦公式，而是開始探究公式背後的物理意義和哲學根基。這本書，無疑是一次思想上的深度旅行。