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【英】弗兰克克洛斯 Frank Close，羊奕伟 著

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出版社： 重庆大学出版社

ISBN：9787562496946

商品编码：29549184628

包装：平装-胶订

出版时间：2016-07-01

基本信息

书名：虚空：宇宙源起何处

定价：29.00元

作者：【英】弗兰克克洛斯 Frank Close,羊奕伟

出版社：重庆大学出版社

出版日期：2016-07-01

ISBN：9787562496946

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：32开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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英国科学促进协会前副会长，卢瑟福·阿普尔顿实验室（RAL）理论物理部部长，欧洲核子中心（CERN）公众推广部主任，粒子物理学家、作家，英国牛津大学物理学院弗兰克·克洛斯教授科普。

所有科学都是基于存在的研究，但是存在并非理所当然。

存在即有，有生于无，无又生于何？

科学与佛道学的契合。

我们时间和空间可能并非我们所感受的如此简单，时空概念其实更加深刻。

宇宙之前的虚空世界，是人类研究的科学领域。

由浅入深，为读者打开通往虚空世界的大门，

这可能是你一生遇到过的，对*晦涩难懂的科学领域的科普回答！

内容提要

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世间万物从何而来？时间和空间是如何从无到有的？假设我们从一个空间范围内移走了所有的物质，那么这个空间会回到*原始的“无”的状态吗？真空是真的空吗？学术界关于“无”的认识和讨论经历哪些变革呢？波、电磁场、以太、相和组织、力和希格斯真空等众多重要物理概念的出现带来哪些意义？本书将打开一扇宇宙之前的虚空之门，从浅入深带领读者进入玄妙的虚空世界。

目录

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１ 庸人自扰
对虚空的早期理解 ／５
憎恶从何而来？ ／１１
空气／１３
制作真空 ／１５
布莱斯· 帕斯卡（ Ｂｌａｉｓｅ Ｐａｓｃａｌ） ： 水
与酒的博弈／１９
真空长什么样？ ／２０
大气压强 ／２２
２ 原子内部何其空旷
电子／２７
原子到底有多空旷？ ／３２
场 ／３６
场是否有大小 ／３９
重力场和平方反比定律／４２
波 ／４５
３ 空间
创世纪 ／４９
牛顿 ／５２
空间及运动的概念／５６
４ 波在何处
电磁场与波 ／６５
波的载体／６９
以太难题／７２
５ 随光束旅行
空间、时间及时空 ／８２
时空 ／８６
６ 自由空间的代价
时空扭曲 ／８９
引力和弯曲 ／９８
宇宙膨胀／１０２
７ 无限之海洋
量子世界／１０７
波和量子不确定／１１２
沸腾的真空 ／１１８
无限的海洋／１２６
８ 希格斯真空
相和组织 ／１３３
相变和真空 ／１３９
改变真空中的力 ／１４３
希格斯真空 ／１４６
９ 新的虚空
宇宙的状态／１５１
爆胀／１５５
更高维度 ／１６１
搜寻虚空

作者介绍

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◎ 作者简介

弗兰克?克洛斯（Frank Close）

英国人，牛津大学物理学教授，埃克塞特大学研究员，曾任卢瑟福?阿普尔顿实验室的理论物理学部门负责人，曾荣获了大英帝国官佐勋章（OBE）、英国物理学会开尔文奖。他还担任过欧洲核子研究中心公共教育和通讯部的负责人，因其在促进物理学的公众理解和科普写作方面的突出贡献，他获得了英国媒体评出的2007年*科普写作奖（“Sygenta Prize”）。他的其他作品有：《路西法的遗产》（2000）、《奥德赛粒子》（2002）、《虚空》（2007）等。

◎ 译者简介

羊奕伟

四川人，博士，毕业于清华大学工程物理系。现就职于中国工程物理研究院，研究领域主要为核物理及高能物理。

文摘

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序言

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引言：时间尽头的回响 想象一下，在一切存在之初，在星辰尚未点亮夜空，在原子尚未找到彼此，甚至在“存在”这个概念尚未被定义之前，那里有什么？那里是虚无，是混沌，是无数可能性沉睡的深渊。我们将一同踏上一段穿越宇宙诞生奥秘的旅程，一次探寻我们自身存在根源的深邃思考。本书并非一部冷冰冰的科学报告，而是一场引导读者穿越时间长河、直面宇宙最宏大问题的史诗般的探索。我们将剥开层层迷雾，从最前沿的宇宙学理论，到古老哲学家的冥想，追问那个永恒的问题：宇宙，究竟源起何处？ 第一章：宇宙的黎明——从奇点到膨胀 我们熟悉的宇宙，从微小的基本粒子到浩瀚的星系，一切都曾被压缩在一个近乎无限密度和温度的“奇点”之中。这个概念本身就充满了神秘和挑战。科学家们是如何通过观测和理论推导，一步步逼近这个宇宙诞生之初的“零点”的？ 大爆炸理论的证据： 我们将深入探讨支持大爆炸理论的关键证据，例如宇宙微波背景辐射（CMB）的发现。这道来自宇宙最遥远时期的“余晖”，犹如一张婴儿时期的照片，记录了宇宙从炽热致密的早期状态向如今稀疏寒冷状态演变的轨迹。它不仅仅是一束光，更是宇宙年龄、成分和结构的“指纹”。我们将分析CMB的各项异质性，它们如何揭示了宇宙早期的微小不均匀性，而正是这些不均匀性，最终孕育了我们今天所见的星系和星系团。 红移现象的解读： 哈勃望远镜和地面观测揭示的宇宙膨胀，是另一个无可辩驳的证据。我们将解释星系光谱中的红移现象，它如何告诉我们，遥远的星系正在远离我们，而且越远的星系，退行速度越快。这幅宇宙画布的动态扩张图景，将引导我们思考，如果宇宙一直在膨胀，那么将时间线倒退，必然会回到一个极小的起点。 元素合成的痕迹： 早期宇宙的高温高压环境，是氢和氦等轻元素的“熔炉”。我们将追溯这些基本元素如何在宇宙大爆炸后的几分钟内被合成，以及它们的丰度如何与理论预测完美契合，进一步佐证了大爆炸模型。我们身体中的每一个原子，都可能在那个遥远的时刻诞生。 第二章：未知的边界——暗物质与暗能量 当我们以为已经掌握了宇宙的大致模样时，更深层的谜团却浮现了。我们能看到的、能探测到的普通物质，只占宇宙总质量能量的不到5%。那么，剩下的95%去了哪里？ 暗物质的引力印记： 星系的旋转速度远超预期，星系团中的引力效应也无法用可见物质解释。这些“看不见的”物质，被命名为暗物质。我们将探讨科学家们如何通过间接证据，如引力透镜效应，来描绘暗物质的分布，并了解目前为止，我们有哪些关于暗物质本质的理论猜想，比如弱相互作用大质量粒子（WIMPs）或其他更奇特的粒子。它们虽然不发光，却以其强大的引力塑造着宇宙的结构。 暗能量的加速膨胀： 宇宙不仅在膨胀，而且在加速膨胀。这一令人震惊的发现，将宇宙学推向了一个新的前沿。我们将在本章中深入研究暗能量的概念。它是一种神秘的排斥力，正在对抗引力，将宇宙推向更广阔的未来。我们将讨论宇宙加速膨胀的观测证据，以及关于暗能量本质的各种模型，例如宇宙学常数、动态标量场等，并思考它对宇宙终极命运的影响。 第三章：时空的织锦——量子力学与相对论的交汇 理解宇宙的起源，离不开两种革命性的物理理论：量子力学和爱因斯坦的广义相对论。然而，当我们将这两大理论应用到宇宙极早期，一个不可避免的冲突就产生了。 量子真空的涨落： 量子场论告诉我们，即使在绝对的真空状态下，也存在着持续的能量涨落，虚粒子对不断地产生和湮灭。我们将探索这些“虚空”中的微小涟漪，如何在极早期宇宙的高能环境下被放大，成为物质和结构的种子。这是一个从无到有的过程，其根源在于量子世界的“不确定性”。 广义相对论的极限： 广义相对论成功地描述了引力如何弯曲时空，但它在描述奇点时失效了。在奇点处，密度和曲率都趋于无穷大，这表明需要一个更完备的理论来统一量子力学和引力。我们将简要介绍量子引力的一些前沿理论，如弦理论和圈量子引力，它们试图弥合这一鸿沟，为我们理解宇宙在最微观层面和最宏观层面的统一性提供可能。 暴胀理论的提出： 为了解决大爆炸理论中的一些难题，例如视界问题和平坦性问题，科学家们提出了宇宙暴胀理论。我们将详细阐述暴胀模型，它假设在宇宙诞生后的极短瞬间，经历了一场指数级的急速膨胀。这场“超级膨胀”不仅解释了为何我们现在看到的宇宙如此平坦和均匀，还为早期宇宙的微小量子涨落提供了一个自然的放大机制，这些涨落最终演变成了我们今天观测到的宇宙大尺度结构。 第四章：哲学与存在的追问——我们从何而来？ 科学的探索总是与人类最根本的哲学追问交织在一起。当我们追溯宇宙的起源时，也必然会触及关于生命、意识和意义的终极问题。 “无”的困境： 宇宙究竟是如何从“无”中诞生的？这是一个哲学上的巨大挑战。“无”是绝对的空无，还是潜藏着某种可能性？我们将探讨不同哲学流派对这一问题的思考，从古希腊哲学家对“太一”的探寻，到东方哲学对“道”的理解，以及现代哲学家对“存在”和“虚无”的辩证思考。 生命出现的偶然性或必然性： 如果宇宙的起源可以解释，那么生命，尤其是智慧生命的出现，又是什么？是宇宙演化的必然结果，还是一个极其偶然的事件？我们将讨论关于宇宙常数微调的论证，以及多重宇宙假说是否能为生命的出现提供更广阔的概率空间。 意义的追寻： 即使我们能够完全理解宇宙的起源，但这是否能够回答“我们为何存在”的终极问题？生命的意义，是否需要我们自身去创造和定义？本书将引导读者在科学探索的广度与哲学思辨的深度之间，寻找属于自己的答案。 结语：星尘的低语 宇宙的源起，是一部横跨数十亿年的宏大叙事，它充满了未知，也充满了惊奇。本书旨在为读者提供一个清晰的视角，去理解那些最前沿的科学理论，去感受那些最深刻的哲学思考。从微观的量子波动到宏观的宇宙膨胀，从神秘的暗物质到难以捉摸的暗能量，每一个发现都让我们对宇宙的理解更近一步，但也揭示了更多的未知。 我们如同漂浮在浩瀚宇宙中的微尘，但我们拥有能够仰望星空、思考宇宙的能力。这份思考本身，就是宇宙赋予我们的最宝贵的礼物。当我们凝视夜空，看到那闪烁的星辰，请记住，我们也是由同样的星尘构成。我们的存在，是宇宙最壮丽的篇章之一。这场关于宇宙源起的探索，也将成为我们理解自身存在的旅程。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面就吸引了我，那种深邃的蓝色带着点点星光，仿佛真的能窥探到宇宙的尽头。拿到手里，沉甸甸的质感也让人觉得很有分量，迫不及待地翻开了第一页。作者的文字风格相当引人入胜，像是娓娓道来的故事，又像是严谨的科学讲解，但又不会让人觉得枯燥。我特别喜欢他对那些宏大概念的解读，比如“无”与“有”的辩证关系，听起来既哲学又充满科学的探索精神。虽然我不是专业的物理学家，但读完这部分，对于宇宙的起源，那些关于大爆炸、量子涨落的理论，我似乎有了一个更清晰的脉络。书中穿插的一些关于古代文明对宇宙的猜想，也很有趣，将人类最古老的智慧与最新的科学发现联系起来，让人不禁思考，我们对于宇宙的追问，其实源远流长。我尤其欣赏作者在处理复杂科学概念时，那种恰到好处的比喻和类比，让深奥的理论变得触手可及，仿佛就能看到那些微观粒子在舞蹈，空间在膨胀，时间在流淌。我期待接下来的内容能够继续带我进行这场奇妙的宇宙探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我思考了很久的书。它不像那种速食读物，读完就忘，而是会不断在你脑海里留下回响。书的论述非常扎实，我能感受到作者为了写这本书所付出的心血和研究。他对各种理论的梳理和推导，条理清晰，逻辑严谨，让我这个对宇宙学了解不深的人，也能跟着他的思路一步步深入。其中关于暗物质和暗能量的部分，作者的讲解非常到位，他并没有简单地给出结论，而是详细分析了现有的证据、推测以及尚存的疑问，这种坦诚的态度反而更能激发读者的好奇心。我尤其对书中提到的关于宇宙终极命运的几种可能性感到着迷，是会无限膨胀下去，还是会迎来大坍缩？作者将这些科学设想呈现出来，并辅以详实的科学依据，让人在惊叹宇宙的浩瀚无垠之余，也对人类的渺小和伟大有了更深的体会。这本书不仅仅是关于科学知识的传递，更是一种思维方式的启迪，它鼓励我去质疑、去探索、去思考那些终极的问题。

评分☆☆☆☆☆

我是一个喜欢钻研细节的读者，所以这本书的科学严谨性对我来说至关重要。我很高兴地发现，作者在这方面做得非常出色。他引用了大量的科学文献和研究成果，并且对每一个理论都进行了深入的剖析，从其提出的背景到支持或反对的证据，都一一罗列。我特别喜欢书中对早期宇宙阶段的详细描述，那些关于基本粒子如何形成、星系如何演化的过程，被描绘得栩栩如生。作者并没有回避那些尚未解决的科学难题，反而将它们作为引导读者进一步思考的契机。他提出的关于宇宙是否存在“前身”的猜想，以及各种可能的解释，让我大开眼界。这本书的参考文献列表也非常详实，这对于我这种想要深入了解某个领域的人来说，是极其宝贵的资源。它让我意识到，我们今天所知的宇宙，是无数科学家们智慧和汗水的结晶，每一次理论的突破，都凝聚着前人的探索和努力。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的时候，我正好处于一种对生活感到迷茫的时期。然后我翻开了它，就好像打开了一个全新的世界。作者的叙述方式有一种独特的魅力，他能用非常诗意化的语言来描述那些冰冷的科学事实，读起来一点也不生硬。比如，当他描述宇宙诞生之初的混沌状态时，我仿佛能听到那最初的“声音”，感受到那股原始的、强大的能量。书里的一些观点，对我来说是颠覆性的，尤其是关于时间本身是如何产生的，以及它是否真的如我们所感知的那样线性流逝。我一直以为时间就是一条直线，现在看来，事情远比我想象的要复杂得多。作者提出的某些设想，虽然听起来像是科幻小说，但却有着坚实的科学基础，这让我对宇宙的奥秘更加敬畏。这本书让我重新审视了自己与宇宙的关系，感觉自己不再只是一个渺小的个体，而是构成这个宏大整体的一部分。它给我带来了一种宁静和开阔感，也让我对未来充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这不仅仅是一本科普书，更像是一场关于存在与虚无的哲学思辨之旅。我一直对“我们从哪里来？”这个问题感到好奇，而这本书给出了我从未想过的答案。作者的笔触细腻而又充满力量，他引导我们穿越时空的迷雾，去探寻宇宙最深处的秘密。我非常喜欢书中关于“量子真空”的阐述，它颠覆了我对“空无一物”的认知，原来看似虚无的空间，却蕴含着无限的可能。作者将那些高深的物理理论，用一种极其平易近人的方式呈现出来，即使是像我这样没有物理学背景的读者，也能从中获得极大的乐趣和启发。我特别喜欢他对于“宇宙大爆炸”前的状态的猜想，那种“无中生有”的奇妙景象，仿佛一场壮丽的交响乐的序曲。这本书让我思考，我们所处的现实，是否只是无数种可能性中的一种？宇宙的起源，是否也意味着着一种生命的全新开始？它让我对生命、对存在、对宇宙的理解，都上升到了一个新的高度。