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量子空间：通往万物理论的新途径.pdf
http://www.100md.com 2020年12月29日
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    参见附件(6755KB，370页)。

    量子空间:通往万物理论的新途径

    量子空间:通往万物理论的新途径通往万物理论的新途径。跟随两位物理学家的探索步伐，体会科学探索的乐趣与美丽，获得对物质与时空的新理解,小编给大家带来的是量子空间:通往万物理论的新途径，感兴趣的欢迎

    内容介绍

    这是一本讲述圈量子引力理论是如何建立起来的书

    也是一本讲述两位物理学家和他们的探索之旅的故事

    对于《量子空间》这本书，他说：

    圈量子引力的发现和发展是一场伟大的探险。吉姆写下的故事以一种优美的方式捕捉了该理论的深刻见解

    和令人激动之处。谢谢你，吉姆!

    令人激动的科学理论当然离不开科学家，而科学家的合作与友谊，无疑是科学背后的无价之宝。《量子空间》正是讲述了李·斯莫林与卡洛·罗韦利的故事，是他俩的合作与友谊。

    相关内容部分预览

    什么是圈量子引力理论?

    简单说来，这是一条试图统一爱因斯坦的广义相对论与奇妙的量子力学的新途径，它的建立充满了探索、智慧和灵感。李·斯莫林与卡洛·罗韦利以及他们的同事所做的，就是这样的事。

    它是当代物理学的前沿工作之一，给我们展现了对于物质、时间和空间的新的理解的可能。

    本书特色

    这既是一本关于圈量子引力的科普读物。对于不熟悉这个名词的大众来说，这是一本从另一个角度为我们讲述的“万物理论”。

    人类一直追求万物起源这一问题，希望了解万物是从哪儿来的，基本规律是什么。直到今天，这个问题都还是物理学的根本，也是物理学的基础问题。

    时至今日，在很多人的印象中，人类已经回答了这个问题。我们有基本粒子的“标准模型”，有牛顿的万有引力理论，还有爱因斯坦的广义相对论，这些已经把我们的世界解释得清清楚楚，很让人满意了。但实际上不是这样的。在标准模型提出40年后的今天，没有一个物理学家认为标准模型是基本理论，大家都认为它只是一个近似的有效理论。

    圈量子理论是除了弦论之外万物理论的另一个候选，相对小众，在学界受到的关注不及弦论，在大众层面更是较少为人所知，实际上有些非常有趣的理论，值得向公众介绍。

    作者吉姆·巴戈特称之为“少有人走的路”，在本书中，他介绍了圈量子引力理论领域中两位杰出的科学家——李·斯莫林(Lee Smolin)和卡洛·罗韦利(Carlo Rovelli)的职业生涯和开创性工作。

    这是一本关于物理学理论前言的普及读物，更是一场引领普通人推翻既定印象，领略对世界的另一种可能的解释的探索之旅。

    在这本书中，物质、时间、空间都有了全新的理解可能。而认识的过程，就是科学探索的意义，是我们探索世界的趣味所在。

    作者从事科普写作已有二十多年，文笔和叙述都尽量做到科普化，注重对科学知识做出平易近人的解释，同时为写作加入故事性，保证了本书的可读性。

    作者简介

    吉姆·巴戈特Jim Baggott，英国科学史作家。牛津大学化学物理学博士。

    著作有《希格斯：上帝粒子的提出与发现》《量子往事》等。常有作品刊登于《新科学人》《自然》等重要科学刊物。

    目录

    序言

    缩略语列表

    前言 理解大自然的奥秘，无法抗拒的诱惑

    第一部分 基础

    第1章 物理学定律面前人人平等

    第2章 引力不是力

    第3章 为什么没有人理解量子力学

    第4章 重新定义质量

    第5章 创造宇宙的方程式

    第二部分 形式

    第6章 要去那里，我就不会从这里出发

    第7章 魔鬼祖母的礼物

    第8章 猜出精确的解

    第9章 我用光了维罗纳所有的钥匙环

    第10章 时间真的一去不复返吗

    第三部分 细化

    第11章 引力子、全息物理学，以及为什么物体会下落

    第12章 费米子、演生粒子，以及物质的本质

    第13章 为什么“这里”会变成“那里”

    第14章 如果宇宙并非起源于大爆炸

    第15章 黑洞熵、信息悖论与普朗克星

    第16章 接近边缘——时间的本质与开放未来原理

    后记 就像两个被捆在一起的登山者

    量子空间是怎样的？

    该书作者从普朗克的量子论开始分析，普朗克为解释黑体辐射而计算不同波长的能量，他假定光是以分离群体或说量子形式被射出或吸收，也就意味着光的产生和传导是在空间非连续分布。

    如果说能量或者光在空间是“跳越式”前进的，而光速的绝对性又说明光速是光在空间传播的本性。那么，光或能量有什么理由跳跃于连续的空间呢？回答很可能是——没有。所以，只能有一种可能，即空间本身是分立的，空间有最基本的结构：空间元。光子是在分立的空间元中依次传递。由此，作者确定了空间的量子化。而断续的空间，必然是两种性质的元素排列，即空间元的间隙是什么？对于所有的物质和能量，如果我们把它分立了，其间隙可以认为是由空间来填充的，但是空间本身的间隙肯定就不能由同一性质的元素来填充了，否则分立就无法成立。由此哲学分析，作者得出了空间是由空间元和反空间元组合成立体的网格结构，至此，给出了空间的结构在这个正反空间元的结构空间中，每一个空间元都对它周围的六个反空间元形成强大吸引。同样，每一个反空间元也对它周围的六个空间元形成同样强的吸引。由于空间元的分布结构是完全对称且抗衡的，所以整个的空间是均匀的，刚性的，稳定的，宏观上也是平滑的，连续的。既然正反空间元强烈的相互吸引，这说明两者是具有能量的，且分出正反，就好象一块磁铁的两极。空间是正向的能量，反空间是反向的能量。

    空间的结构决定了空间在宏观上能量趋于零；在微观上能量趋于最大。这种由空间结构决定的空间的性质，作者用来对物理学众多基础概念和现象的解释都变得非常自然和容易。比如，该结构解释了光的运行轨迹，解释了光的波长，频率，光速的物理学含义，得出波长和频率的极限值及光速的绝对性。解释了波粒两象性的物理学含义：当光子聚在一个空间元的点上的时候，它表现为粒子的特性。当光子在运行的时候，其散开的波面又表现为波的特性。所以，光具有波粒二象性是光与空间的本性决定的。光既是粒子又是波，但某一时刻，它倾向于其中一种。同一个时间点粒子性与波动性是互补的。一个较低频率的光子在波态占用的时间较长，那么在单位时间内，它更大概率地是以能量的波态出现。即粒子出现的概率与频率成正比，与波长成反比，把单位时间换成单位空间，便是粒子在空间分布上的几率波的概念。作者还给出了光所拥有的最大波长和频率的理论极限。该量子空间的概念，推导出更加宽广的物理学其它概念的解释，比如时间的单向性，质量与能量的转化公式 E = mc2 从动力学的推导，物质的生成，元素的差异，狄拉克大数假说的解释等等，涉及到量子学，宇宙论等诸多物理学概念。该书更像是一本物理哲学的书籍，大量推论采用的是物理哲学角度的逻辑推论，而并没有使用很多的数学。

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