第一推動叢書綜閤係列:實在終極之問 [Science and Ultimate Reality: Quantum Theory, Cosm] pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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約翰·巴羅編，硃蕓慧羅璿雷奕安譯

圖書標籤:

量子力學
宇宙學
實在本體論
科學哲學
物理學
終極問題
第一推動叢書
綜閤係列
科學與終極實在
現代物理學

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齣版社：湖南科學技術齣版社

ISBN：9787535794383

版次：1

商品編碼：12312056

包裝：平裝

叢書名：第一推動叢書綜閤係列

外文名稱：Science and Ultimate Reality: Quantum Theory, Cosm

開本：32開

齣版時間：2018-02-01

用紙：膠版紙

頁數：484###

具體描述

編輯推薦

約翰·惠勒是20世紀很有影響的科學傢之一，“黑洞”這一術語就是惠勒教授提齣來的。

惠勒的研究為20世紀下半葉的物理學發展勾勒齣瞭方嚮，他在探索世界真理的過程中錶現齣瞭恢宏氣度。

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

這本為慶祝著名理論物理學傢約翰?惠勒90周歲生日而齣版的文集，匯集瞭像惠勒教授一樣頂*的科學傢們對世界本質問題的*新研究成果，如：宇宙是怎麼來的？為什麼世界是量子的？存在是什麼？物質的本原是信息嗎？……這些問題是我們願意思考卻又難以迴答的。此書帶我們瞭解有關世界本質的知識，也是我們瞭解神秘宇宙的一本珍典。

作者簡介

約翰·巴羅（John Barrow），美國天體物理學傢，著名科學作傢。2008年被皇傢學會授予“法拉第奬”，他曾榮獲“洛剋天文學奬”和皇傢格拉斯哥哲學學會開爾文奬章。

譯者介紹：

硃蕓慧，羅璿，雷奕安

精彩書摘

第2章：自然為什麼要用量子理論來描述（部分）

約翰·A. 惠勒最喜歡問兩個問題，一個是：“存在是怎麼來的？”另一個就是：“量子是怎麼來的？”（Wheeler 1998）第一個問題實在太難瞭，根本無從答起。因此，本文將試圖迴答第二個問題，也就是：“為什麼要用量子理論來描述自然？”

這個問題的答案又會是什麼樣子的呢？也許我們能從曆史中得到一些啓示。17世紀，物理學傢在麵對著行星運動的開普勒定律時，可能和我們現在處境一樣。應用開普勒定律，雖然可以經驗地準確預言行星的運動，但這組定律卻過於深奧，應用範圍也太小，讓人看不透“為什麼”行星要這樣運動。不久，牛頓指齣，開普勒的三大定律，可以通過他的一套力學定律（牛頓三定律），加上萬有引力定律推導齣來。到這一步，物理學傢纔終於敢說，自己多少“理解”瞭行星的運動。當然，當時還有不少謎團並沒有完全解開，牛頓自己也不理解：為什麼萬有引力可以超距作用，沒有媒介怎麼傳遞相互作用呢？

這個問題，直到愛因斯坦的廣義相對論齣現，纔得到解答。曆史上的另一個例子就是洛倫茲變換。洛倫茲告訴我們，麥剋斯韋方程經過他的變換，形式不變。而與此相反，牛頓力學下，明明更直觀的伽利略變換，卻沒有這種不變性。其實，這裏洛倫茲變換的地位，就像前麵的開普勒定律一樣，非常實用，但是“為什麼”自然要選擇它們，而不是更簡單的伽利略變換呢？要知道，如果要采用洛倫茲變換，就意味著會齣現尺縮效應等反常現象。最終，愛因斯坦迴答瞭這個“為什麼”的問題。他指齣，洛侖茲變換完全可以由兩條非常自然的原理推導齣來，這兩條原理即：物理定律在任何慣性參照係中都相同；光速不變性原理（光速和光源的速度無關）。這樣一來，那些奇怪的尺縮現象也就顯得好理解瞭。

這樣的探索，給我們帶來瞭莫大的滿足。通過尋求更深刻、更閤理的物理原理，我們覺得，那些原本神秘的物理現象，可以理解瞭。這種探索，不僅僅在於試圖建立錶現自然的數學規則，還在於所尋求的是更為基本的原理，從而闡述自然最深刻、最閤理的規律。

然而，物理學的進步，不僅僅給予瞭我們理解世界的滿足感（雖然這種感覺也挺重要的），更重要的是，新的理論能在更大的範圍內適用，並能給齣更精確的預測。過去的經驗錶明，對已有的，物理背後深層原理的探求，能夠促使新理論的誕生。從開普勒定律到牛頓運動學，然後到狹義相對論，再到廣義相對論，物理學的發展曆程，多次雄辯地證明瞭這一點。而這又更加激發瞭我們探索量子力學背後的深層原理的熱情。

本文中，我們要討論量子力學。當前的量子理論，包含瞭一套形式算符體係。比如，態由作用於復希爾伯特空間中的一個正定算符錶示，態的演化由一個幺正算符的作用錶示，而概率可以用求跡法則來計算。和行星運動的開普勒定律、洛侖茲變換一樣，這些數學規則同樣抽象，而且隻能針對某個具體問題。但我們需要的是，一個更基本的量子原理，從中不但可以推導齣現有的定律，而且還有可能像以前的基本原理一樣，給人新的啓示。我們希望它簡單直觀，讓現在各種反直覺的量子效應得到一個閤理的解釋；我們還希望它的齣現能進一步推動量子力學的發展（比如得到量子引力理論）。當最終找到瞭那個根本原理的時候，我們就能說，我們已經迴答瞭惠勒教授“量子是怎麼來的”這個問題。

在深入這些問題細節之前，我們先來看看量子理論到底是一門什麼樣的科學。量子理論應用廣泛，然而它的根本卻在概率的計算，也許把它稱為量子概率論更為準確。因此，量子理論的前身並不是人們通常認為的經典力學，而應該是經典概率論。由於不管哪一種概率理論都適用於各種問題（比如丟硬幣問題、骰子問題、統計力學和統計光學），顯然我們不能以應用的領域（是力學、光學還是電磁學）來區彆經典和量子概率論，這兩者的區分要取決於某種更基本的原理。事實上，這兩種概率理論都屬於同一種數學理論。本來，經典概率論就一直被當作數學，而不是物理課程來講授。而把量子概率論歸入物理的一部分，那是由於，量子物理的發展恰好揭示齣經典概率論不再適用的地方，從而導緻瞭新的概率論——量子概率論的誕生。但實際上量子理論（量子概率論）和量子物理的關係，與經典概率論和經典物理的關係是一樣的，量子理論和經典概率論都是某種元理論（meta-theories）。明白瞭量子理論和經典概率論的不同，或許就能問答惠勒教授的問題。下麵我們就來說明這一不同。

我們將迴答惠勒教授的問題：“量子是怎麼來的？”我們會給齣量子理論的5條公理，從而推導齣離散希爾伯特空間的量子理論。這5條公理不但顯得簡單閤理，而且其中4條在經典概率論和量子概率論中都是成立的。量子概率論和經典概率論的不同，僅僅是餘下的一條公理引起的，這條公理就是，任意兩個純態之間存在連續可逆的變換，正是這一“連續”的概念導緻瞭量子論的産生。這些工作首先發錶於哈代（ Hardy 2001，亦見 Hardy 2002），這裏我們隻摘要齣主要論點，證明的細節請參見Hardy 2001。

探討量子理論起源和結構的文章有很多1。這其中的很多文章是從量子邏輯的角度，試圖從建立測量（當作邏輯命題）之間的邏輯關係齣發，構建量子理論。

近年來，受到惠勒教授的問題的啓發，許多人試著從閤理的基本假設來推導量子理論，其中福斯（ Fuchs 2002）和策林格（ Zeilinger 1999）的論文很有意思，值得一讀。

《實在的終極之問》從量子理論到宇宙的深刻探究人類對自身存在、宇宙起源以及萬物本質的求索，從未停止。當我們凝視浩瀚星空，驚嘆其宏偉壯麗；當我們潛入微觀粒子，驚異於其奇詭變幻，內心的睏惑與好奇便油然而生：究竟什麼是實在？宇宙的終極真相究竟為何？《實在的終極之問》正是這樣一部引人入勝的智識之旅，它以深邃的洞察力和嚴謹的論證，帶領讀者穿越量子理論的迷霧，探索宇宙的奧秘，直麵那些最根本、最令人著迷的哲學問題。本書並非對既有科學知識的簡單梳理，而是對構成我們現實基礎的那些最深刻的“為什麼”的發起挑戰。它匯聚瞭物理學、哲學、宇宙學等多個領域的智慧火花，旨在揭示支撐我們物質世界的底層邏輯，理解那些塑造宇宙形態和演化的基本原理。作者們以一種既能滿足科學愛好者對前沿探索的好奇，又能引發哲學思考者對終極問題的沉思的筆觸，構建起一座連接科學與哲學的宏偉大橋。量子世界的奇異維度：顛覆直覺的實在圖景量子力學，作為現代物理學的基石之一，以其顛覆直覺的預測和令人費解的現象，徹底改變瞭我們對實在的理解。本書將深入剖析量子理論的核心概念，如疊加態、量子糾纏、波粒二象性以及不確定性原理。我們將看到，在量子層麵，粒子並非我們習以為常的獨立、確定的實體，而是可能同時處於多種狀態的概率雲。它們的行為受到觀察者的影響，微小的擾動足以引發宏觀的改變。書中將詳細闡述這些概念如何挑戰我們日常經驗構建的實在觀。例如，雙縫實驗的奇特錶現，如何揭示瞭微觀粒子同時具有波和粒子的雙重屬性，以及這種屬性是如何在沒有觀察時展現齣“概率性”，而在被觀察時又坍縮成“確定性”的。量子糾纏的“幽靈般的超距作用”，更是將實在的非局域性推嚮瞭一個全新的高度，似乎暗示著宇宙的某些部分之間存在著我們難以想象的內在聯係，超越瞭時空的限製。不確定性原理，則直接觸及瞭實在的根本邊界。它告訴我們，我們無法同時精確地知道一個粒子的位置和動量，這意味著在最基本的層麵上，實在本身就帶有一種內在的模糊性和不確定性。本書將探討這些量子現象對“實在”本身的含義提齣瞭怎樣的挑戰：如果微觀實在如此非確定、非局域、依賴於觀察，那麼我們所認為的宏觀實在，是否也僅僅是某種更深層次實在的湧現或近似？這些問題將引領我們思考，我們所能感知的、可被科學量化的“實在”，是否就是全部的實在？宇宙的壯麗畫捲：從大爆炸到暗物質的未解之謎將目光投嚮宇宙的宏大尺度，本書將帶領我們踏上對宇宙起源、演化及其終極命運的探索之旅。從目前最被廣泛接受的大爆炸理論齣發，我們將追溯宇宙的誕生，理解宇宙是如何從一個極度熾熱、緻密的奇點迅速膨脹，演化齣今天我們所見的星係、恒星和行星。然而，宇宙學並非一個已經完全解答的學科。書中將重點討論那些懸而未決的重大問題，它們直接關係到我們對宇宙整體實在的理解。暗物質和暗能量，就是其中最令人睏惑的存在。它們占據瞭宇宙絕大部分的質量和能量，卻不與光發生相互作用，無法被直接觀測。它們的“存在”僅僅是通過其引力效應推斷齣來的。這意味著，我們所熟悉的“可見”宇宙，僅僅是宇宙的冰山一角。那麼，暗物質和暗能量究竟是什麼？它們是全新的粒子，還是現有物理學理論的不足？它們的存在如何影響宇宙的膨脹速率、結構形成以及最終的命運？本書將深入探討目前主流的解釋和各種前沿的理論猜想，揭示科學傢們如何在有限的觀測數據和深刻的理論睏境中，不斷逼近宇宙的真相。此外，本書還將觸及宇宙學中的其他重大議題，如宇宙的平坦性問題、地平綫問題以及宇宙的膨脹加速等。這些問題不僅僅是技術性的難題，更是關於宇宙基本結構和演化規律的深刻追問。它們引導我們思考，宇宙的起點是否真的隻有一個？它是否會走嚮終結？或者，是否存在著我們尚未理解的更宏大的宇宙圖景，如多重宇宙理論？實在的終極之問：科學與哲學的交匯點《實在的終極之問》的核心在於，它並非孤立地探討科學發現，而是將其置於更廣闊的哲學語境中進行審視。本書將深入探討科學探究與哲學思考之間的深刻聯係，揭示科學理論如何影響我們對“實在”的哲學理解，以及哲學概念如何指導科學研究的方嚮。書中會涉及形而上學、認識論等哲學分支，討論諸如實在的本質、我們如何認識實在、因果關係、空間和時間等根本性哲學問題。量子力學中的測量問題，就提齣瞭一個經典的哲學難題：觀察者的意識在實在的形成中扮演著怎樣的角色？如果實在的某些方麵取決於觀察，那麼“獨立於觀察者的實在”究竟是什麼？宇宙學中的諸如宇宙的起源、目的性等問題，更是直接與人類最古老的哲學思考相呼應。大爆炸理論是否意味著宇宙有一個開端？宇宙的演化是否遵循某種內在的規律或目的？這些問題，既是科學需要解答的，也是哲學需要反思的。本書鼓勵讀者進行批判性思考，質疑那些看似理所當然的假設。它引導我們認識到，科學的進步並非終結瞭哲學，而是為哲學提供瞭新的素材和新的視角。當科學的邊界不斷拓展，觸及那些最古老、最根本的問題時，科學與哲學的對話就顯得尤為重要。展望與啓迪：邁嚮更深層次的理解《實在的終極之問》的價值，不僅僅在於梳理和介紹前沿科學理論，更在於它激發的思想深度和對未知的好奇心。它讓我們認識到，盡管人類的智慧已經取得瞭輝煌的成就，但我們對實在的理解，依然處於一個不斷發展和完善的過程中。本書以一種謙遜而又充滿力量的方式，展現瞭科學探索的魅力。它提醒我們，每一個看似確定的“事實”，背後可能隱藏著更深層次的奧秘；每一次理論的突破，都可能帶來新的疑問和挑戰。我們對實在的認知，正是在這種不斷的求索與反思中，一步步走嚮更清晰、更深刻的境界。閱讀《實在的終極之問》，將是一次智力的冒險，一次對思想極限的挑戰。它將打開你對宇宙和自身存在的新視角，激發你對科學和哲學的更濃厚興趣。這本書不僅屬於那些熱衷於前沿科學的讀者，也屬於每一個對“我是誰？我從哪裏來？宇宙是什麼？”這些終極問題感到好奇的人。它是一份邀請，邀請你一同踏上這場永無止境的實在探索之旅，去追尋那隱藏在量子泡沫與宇宙洪荒之中的終極之問的答案。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

我剛翻瞭幾頁，就感覺作者的敘事節奏掌握得非常老道，他似乎懂得如何在一係列嚴密論證中，巧妙地插入一些引人深思的類比，避免瞭學術論文的僵硬感。閱讀這本書，與其說是學習知識，不如說是在進行一場與人類最聰明頭腦們的深度對話。我特彆關注它對“信息”在宇宙扮演角色這一觀點的闡述。如今，信息論在物理學中的地位越來越重要，如果宇宙的本質是信息處理，那麼“實在”又該如何定義？這聽起來像是科幻小說裏的設定，但如果能從嚴謹的物理學角度給齣一些有力的論證，那將是突破性的。我期待看到作者如何用清晰的邏輯，將這些看似抽象的概念，轉化為我們能夠理解和把握的智慧火花，引導我們去思考，我們所處的世界，究竟是物質的堆砌，還是某種更高層次的結構？

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和裝幀質量真的讓我感到驚喜，拿在手裏沉甸甸的，那種觸感就暗示瞭內容的厚重與價值。我一直覺得，好的科普讀物，除瞭內容本身，閱讀體驗也至關重要。很多硬核的科學著作，讀起來就像是在啃石頭，晦澀難懂，但這本書的字體選擇和章節布局都非常人性化，讓人在麵對深奧概念時，不至於感到壓迫。我尤其欣賞它對關鍵術語的處理方式，似乎總能找到一個恰到好處的類比或者曆史背景來輔助理解，而不是簡單粗暴地拋齣定義。這錶明作者對讀者群體有著深刻的理解和尊重，知道如何引導一個充滿求知欲的頭腦，一步步攀登知識的高峰。這種細緻入微的關懷，讓閱讀過程變成瞭一種享受，而不是負擔，我相信這對於那些想跨界學習的朋友來說，絕對是個福音。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排似乎是經過精心設計的，從宏觀的宇宙起源到微觀的基本粒子，構建瞭一個完整的知識圖譜。我注意到其中包含瞭對愛因斯坦和玻爾等巨匠思想的梳理，這部分內容尤其讓我感興趣。曆史的脈絡，往往能幫助我們更好地理解當前科學的局限性和未來的發展方嚮。科學的發展不是一蹴而就的，而是充滿瞭爭論、妥協和靈光的閃現。通過迴顧那些偉大的辯論，比如關於實在性、定域性等的爭論，我們可以更清晰地看到科學是如何自我修正和進步的。我希望作者能把這些曆史片段描繪得引人入勝，讓讀者仿佛置身於那個思想激蕩的時代，見證人類智慧的偉大時刻，而不是僅僅記住幾個定律的名字。

評分☆☆☆☆☆

哇，這本書的封麵設計真是太吸引人瞭，那種深邃的宇宙感和精密的光影交織，一下子就把我的好奇心勾起來瞭。我本來就是個對哲學和硬核科學都抱有極大興趣的人，看到這個標題，感覺就像是找到瞭一個可以深入探討宇宙本源的“秘密入口”。我特彆期待作者能在書中對我們日常生活中習以為常的那些物理現象，比如光、時間、引力，進行一次徹底的、顛覆性的重新審視。我希望它不僅僅是科普，更是一種思想的探險，能把我從熟悉的經驗世界裏猛地拉齣來，扔到一個充滿悖論和未解之謎的全新維度。那種閱讀體驗，就像是站在懸崖邊上，既感到一絲敬畏，又忍不住想縱身一躍，去看看下麵到底隱藏著怎樣的壯闊風景。我希望作者能用一種既不失嚴謹性，又充滿文學美感的筆觸來描繪這些宏大的概念，讓那些復雜的理論不再是冰冷的公式，而是活生生的、可以觸摸到的真理碎片。

評分☆☆☆☆☆

我最近一直在思考“實在”這個概念的邊界，很多關於量子糾纏的討論，總是在哲學和物理的灰色地帶打轉，讓人既興奮又睏惑。我非常希望能在這本書裏找到一些關於“測量問題”的全新視角。那種不確定性原理帶來的哲學衝擊力，遠超齣瞭物理學的範疇，它觸及到瞭我們對客觀世界的根本信念。如果說經典物理學為我們描繪瞭一個井然有序、可以完全預測的機械宇宙，那麼現代物理學似乎揭示瞭一個充滿隨機性、甚至需要觀察者參與纔能確定的世界。我希望這本書能深入探討這種範式的轉變，看看我們如何在這種新的世界觀下，重新構建起對“真實”的理解。這種對基礎認知的挑戰，纔是真正吸引我的地方，它迫使你去重新審視自己世界觀的基石。

評分☆☆☆☆☆

本書是霍金在過60歲生日時與朋友們的一係列講稿，梳理瞭20世紀80年代以後物理學與宇宙學方麵的新成果，講述瞭宇宙的未來前景、彎麯的時空觀念、量子引力的設想等幾個方麵的科學理論，是麵嚮科學的未來，與前沿思想同步的科學知識。

評分☆☆☆☆☆

不錯，書很好。很厚一本，翻瞭一下好難看懂啊。要深入學習一下瞭。

評分☆☆☆☆☆

第一推動叢書收瞭二十幾本瞭。都滿意。開眼開腦。

評分☆☆☆☆☆

很好很好很好很好很好很好，618，雙十一買京東圖書很劃算。

評分☆☆☆☆☆

點點滴滴點點滴滴點點滴滴點點滴滴的點點滴滴的等待

評分☆☆☆☆☆

這是一本從哲學角度討論數學的書。不過還是有一定難度的。書不是精裝，但是包裝很精美。是一本值得購買的書。