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萬物原理

出版社：中信出版社出版時間：2021-11-01
開本： 32開 頁數(shù)： 241
本類榜單：自然科學銷量榜
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萬物原理 版權信息

萬物原理 本書特色

一位偉大的當代科學家揭示了十項深刻的洞見，闡明了每個人都應該了解的物理世界。
在《萬物原理》一書中，諾貝爾獎得主弗蘭克·維爾切克以現(xiàn)代科學的深刻啟示為基礎，對現(xiàn)實進行了簡單而深刻的探索。世界是什么，它又是如何運作的？他先從八個方面介紹了人類已經(jīng)取得的科學成就：空間、時間、物質的構成、萬物運動的規(guī)律、材料和能源、宇宙的演化、復雜性的出現(xiàn)、感知能力的擴展。然后描述了人類當前面臨的科學難題，比如暗物質和暗能量。讀完這本書，我們將以一種新的方式來看待我們身處的現(xiàn)實世界——我們會發(fā)現(xiàn)，它比以前看起來更大、更完整、更陌生。
如果你想了解迄今為止科學家已經(jīng)揭示了多少物質世界的奧秘；或者你一直專注于一個科技方向，想知道整個科學的發(fā)展現(xiàn)狀；又或者你充滿了迷茫，不知道飛速發(fā)展的科技和強大的人工智能會把人類帶向何方，那么恭喜你，你已經(jīng)找到了你的向導，這本《萬物原理》就是你的好選擇。
精彩、清晰、平易近人，這是一場凝聚人類智慧和想象力的盛宴，將擴展你的世界和思維。

萬物原理 內(nèi)容簡介

諾貝爾物理學獎得主弗蘭克?維爾切克精心為當代讀者梳理出物理科學發(fā)展全貌，涵蓋了今天每一個善于思考的人應當去了解的10個核心科學問題：世界很大：浩瀚的宇宙如何起源？世界很老：在時間的律動中世界如何變化？微小的電子、質子如何呈現(xiàn)在我們的日常生活中？電磁學領域有什么樣的人文關懷？迭代、混沌合分形的概念如何幫助我們理解蝴蝶效應？世界如何在精準數(shù)學定理的主宰下持續(xù)運轉？我們對這個世界還有哪些未知之處？相關關系和因果關系如何維持世界的平衡與穩(wěn)定？暗物質和黑暗力量究竟隱藏著什么秘密？我們?yōu)槭裁葱枰獣r時擁抱驚喜？

萬物原理萬物原理 前言

01.豐富的空間
外在的豐富與內(nèi)在的豐富
不管是可見的宇宙還是人類的大腦，當我們說某種東西很大的時候，我們得問問：相較于何物？O自然的參照便是人類日常生活的范圍，這是我們自孩提時便建立的OO個世界模型的背景。而由科學所揭示的物理世界的范圍，則需要我們“重生”才能發(fā)現(xiàn)。
按照日常生活的標準，外在的世界浩瀚無垠。如果我們在晴朗的晚上仰望繁星點點的夜空，便能直覺到這種外在的豐富。我們無須做任何細致的分析，便能感到宇宙之大遠遠OO了我們?nèi)祟惖纳眢w以及可能旅行的距離？茖W的理解不僅支持這種曠巨之感，而且進一步擴展了它。
世界的這個尺度會讓人感到不知所措。法國數(shù)學家、物理學家和宗教哲學家布萊茲·帕斯卡（1623—1662）便心懷此念并深受折磨。他寫道：“宇宙通過空間囊括了我，吞沒了我，使我猶如一個原子！
這種類似于“寄蜉蝣于天地，渺滄海之一粟”的哀思是文學、哲學和神學中普遍的主題，它們出現(xiàn)在許多禱詞和圣歌中。當我們用尺寸來衡量的時候，這種哀思是人類對自身之于宇宙微不足道的自然反應。
然而尺寸并非全部。我們內(nèi)在的豐富雖然不那么顯而易見，但其深邃淵博較之于外在絲毫不遜。我們從另一個OO自下而上地思考事物，便會發(fā)現(xiàn)這一點。微觀世界有無垠的空間。在所有事關緊要之處，我們非常之大。
我們小學就學過，物質的基本結構單元是原子和分子。從這些單元來看，一個人的身體是巨大的。一個人的身體里包含的原子數(shù)量大概是1028個——1后面跟了28個0：
10000 000 000 000 000 000 000 000 000。
這個數(shù)字遠遠超過了我們可以設想的范圍。我們可以將其命名為“穰”，然后經(jīng)過一些教學和練習，我們可以學會用它來計算。不過，由于我們絕無可能數(shù)到這么大的數(shù)，它便壓倒了我們基于日常經(jīng)驗的直覺。設想如此多個點遠遠超出了我們大腦的承載能力。
在明朗無月的夜晚，我們裸眼可見的恒星數(shù)量O多也就幾千顆。而另一方面，我們體內(nèi)的原子總數(shù)有“一穰”，大概是整個可見宇宙中恒星數(shù)量的一百萬倍。在這個非常具體的意義上，可以說有一個宇宙棲居于我們內(nèi)部。
偉大的美國詩人沃爾特·惠特曼（1819—1892）本能地覺察到了我們內(nèi)在之大。在他的《自我之歌》中，他寫道：“我心胸寬廣，包羅萬象！被萏芈鼘(nèi)在之豐富的歡樂贊頌與帕斯卡對宇宙的羨慕一樣，都基于客觀事實，但前者與我們的實際體驗更息息相關。
世界很大，但我們并不小。更準確地說，無論尺度放大還是縮小，都存在豐富的空間。我們不應該僅僅因為宇宙之大就羨慕它。我們亦很大。確切來說，我們大到足以將整個外在宇宙置于思維之中。帕斯卡也從這種洞見中獲得了寬慰。在他發(fā)出“宇宙通過空間囊括了我，吞沒了我，使我猶如一個原子”的哀嘆之后，他自我安慰地寫道：“通過思想，我囊括了整個宇宙。”
空間之豐富——無論外在還是內(nèi)在——是本章的主要話題。我們將會深入這個不可動搖的事實，然后再擴展性地探索一下。
外在的豐富：所知與如何得知
序章：幾何與現(xiàn)實
對宇宙中距離的科學討論基于我們對物理空間的理解，也依賴于測量距離的手段，這就屬于幾何學的領域了。因此，讓我們先從幾何與現(xiàn)實的關系講起。
直觀的生活經(jīng)驗教會我們，物體可以從一個地方移動到另一個地方而不改變其性質。這讓我們把“空間”理解為一種容器，大自然將物體放置于其中。
測繪、建筑和導航中的實際應用讓人們可以測量鄰近物體之間的距離和角度。通過這樣的工作，人們發(fā)現(xiàn)了歐氏幾何中呈現(xiàn)出來的規(guī)則。
隨著實際應用變得越來越廣泛，越來越復雜，這個理論框架一直保持著令人矚目的有效性。作為一套對物理現(xiàn)實的描述，歐氏幾何是如此成功，其邏輯結構是如此美妙，以至于幾乎沒有人嘗試嚴格檢驗它的有效性。在19世紀早期，史上O偉大的數(shù)學家之一卡爾·弗里德里！じ咚梗1777—1855）認為值得對它做一次真實的檢驗。他測量了德國三座遙遠的高山測量站之間的夾角，發(fā)現(xiàn)它們加起來在誤差范圍內(nèi)正好是180。，這和歐幾里得的預測一致。今天的OO衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）也是基于歐氏幾何。它每天都會在更大尺度上，以更高的精度執(zhí)行上百萬次像高斯這樣的實驗。讓我們來看看它是怎么工作的。
P3-7

萬物原理 目錄

序言 重生
引言
OO部分 世界有什么
01.豐富的空間
02.豐富的時間
03.極少的組分
04.極少的定律
05.豐富的物質和能量
第二部分 開端和結尾
06.宇宙的歷史是一本讀不完的書
07.復雜性的出現(xiàn)
08.還有很多值得一看的東西
09.謎團猶存
10.互補性是思維的拓展
后記 萬般O遠途，惟有歸家路
附錄
致謝
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萬物原理 作者簡介

弗蘭克·維爾切克（Frank Wilczek），理論物理學家，F(xiàn)任美國麻省理工學院教授，上海交通大學講席教授、李政道研究所首任所長、物理與天文學院維爾切克量子中心首席科學家。在凝聚態(tài)物理、天體物理和粒子物理等多個研究領域均做出了杰出貢獻。2004年因在夸克之間強相互作用理論方面所取得的成就，與戴維·格羅斯和戴維·波利策共同獲得諾貝爾物理學獎。因其在理論物理學領域的貢獻和成就，還獲得了包括櫻井獎、狄拉克獎、洛倫茲獎、費薩爾國王OO科學獎等多項OO重要學術獎項，并先后入選美國國家科學院院士、美國藝術與科學院院士、荷蘭OO藝術與科學院外籍院士、波蘭藝術與科學院院士、瑞典OO科學院院士。2021年當選OOOOO外籍院士。

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