至美无相：创造、想象与理论物理 [The Beautiful Invisible:Creativity,Imagination,and Theoretical Physics] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[意] 维尼亚勒（Giovanni Vignale） 著，曹则贤 译

图书标签:

• 物理学
• 理论物理
• 创造力
• 想象力
• 科学哲学
• 美学
• 跨学科
• 科学史
• 认知科学
• 艺术与科学

出版社： 中国科学技术大学出版社

ISBN：9787312032035

版次：1

商品编码：11225373

包装：平装

外文名称：The Beautiful Invisible:Creativity,Imagination,and Theoretical Physics

开本：16开

出版时间：2013-04-01

用纸：胶版纸

页数：249

编辑推荐

　　一个好的科学理论象是关于实在的符号化了的传说抑或寓言。其特征是那些在现实中可能不存在的抽象，但它们依然给我们一个更加深入地思考实在的方式。如同一件精美的艺术品，理论创造了一个自己的世界：它把实在变换成了别的什么东西——也许是一种幻觉，但是那是一种比字面上的事实更有价值的幻觉。理论物理，作为最抽象的科学，其创造物与大作家、大艺术家的作品有共通之处。其背后都是同样的想象和热忱。在这趟从单摆到相对论和量子力学的不寻常的、非正统的旅行中，作者时而提及布尔加可夫、马格丽特、惠特曼等人的作品，热情讴歌了物理学之抽象核心的美。对所有的物理学爱好者来说，《至美无相：创造、想象与理论物理》都是值得品味的。

内容简介

　　理论物理如同一部好的小说，其内容既是完全虚构的又是真实的。物理学中那些最重要的内容可能都是不可见的、不着相的。《至美无相：创造、想象与理论物理》试图弥合理论物理高端思想与常见教程内容之间的罅隙，其目的是理解和玩味理论物理思想和方法之优雅的美。作者广泛引用著名文学作品，引导读者穿过贴满不可见的、我们永不能窥视其色彩的图画的理论物理长廊，展示了抽象的理论思想是如何在泥泞的物质世界里踟蹰前行的。阅读《至美无相：创造、想象与理论物理》不仅能学到物理知识，而且还是一次畅快的文化历险。

作者简介

　　曹则贤，1966年生，1987年毕业于中国科学技术大学物理系，1997年在德国Kaiserslautern大学物理系获得博士学位，1998年起在中国科学院物理研究所工作。编著有《物理学咬文嚼字》（两卷）、Thin Film Growth等书。
　　
　　维尼亚勒（Giovanni Vignale），密苏里大学物理教授，1997年当选美国物理学会会士。主要研究领域包括电子系统的多体理论和密度泛函理论。与人合著有Quantum Theory of Electron Liquid一书。

内页插图

精彩书评

　　“纯属享受。作者撩逗你疲惫的感官，提醒你物理学的心脏与逻辑观念中的诗意村相谐振。”
　　——Jim Baggott，自由撰稿人

目录

译者序
作者中文版序
序言
致谢

第1章 实在不可见

第2章 抽象的方式
科学中的科学
织毯
难以置信的精确
形式的与抽象的
抽象礼赞

第3章 极限
来自连续的不连续
芝诺悖论
两度分离
伽利略与亚里士多德
择优坐标系
动力学定律
一些说明
牛顿与开普勒
亚里士多德与牛顿
加上一拧的亚里士多德力学
涡旋

第4章 定律是用来打破的
定律与秩序
破缺的对称性
永久是个有程度的词
圆圈

第5章 关于原初和终极之物
控制问题
第二定律
原子的实在性
麦克斯韦小妖
例外与规则
回归
压倒性优势的问题

第6章 表不
第7章 不可见的光
第8章 双螺旋
第9章 量子力学：抽象的胜利
第10章 量子实在性的传说
第11章 自旋的电子及其它比喻
第12章 玛格丽塔

精彩书摘

　　假设所有的自旋都指向北，而你，一个个体，突然有了灵感觉得指向东可能更好些。你当然还逢人就展示一下如何转向东方，但很可能你唯一能做到的是让你自己不自在，并且惹恼了你的邻居。最乐观的景象是，你会被当作傻蛋或者疯子——更可能的是，你可能被当作必欲除之而后快的危险分子。一些自远处看你的同类可能会选择以你为榜样，他们也将会遭遇同样的命运。但是，如果所有的都同时转向，如果所有的自旋都选择作为一场有组织之运动的一部分而同时行动，则会非常容易。没有一个会遭难，革命的最终结局可能会令人失望地和出发点非常相似。但是，个体的自旋意志的同流是如此的不可能，以至于在有限的宇宙生命中它就不会发生。改变有序被如下事实所禁止：对于少数的发起人来说这是极端危险的，尽管对众多的追随者来说最终是有利的。革命在人类社会中要比在无生命体系中发生得更频繁，显示了意识在其中扮演的决定性角色，涉及与之相联系的所有美、真、正义等抽象概念。
　　破缺对称性无处不在以至于我们以为它是理所当然的。冰晶的规则结构没人会感到惊讶。原子就该被安置在相对固定了位置的花样中，尽管这些花样的对称性比其置身其中的空间要低得多。类似地，水滴有表面也没能引来一声惊叫，尽管那个表面的存在也是对称破缺的结果。某些情形中，对称破缺是非常抽象的。一个特别微妙的例子是由物质中的超导和超流现象提供的。超导体是在某一临界温度之下会完全失去电阻的金属①，也就是说，没有电池的帮助它们也能永远保持其中的电流。类似地，液氦在极端低温下变得完全不可阻止，它会通过最小的孔隙爬出来，在适当条件下它会自己爬出容器。这些神奇的行为变化不伴随任何可见的对称性破缺，但确实有些有序建立了，而一些对称性破缺了。是什么对称性？物理学家称之为规范对称性，由此而来的有序被称为非对角长程序。关于这些概念的困难是，它们只有在物质的量子理论的语境中才有意义，不能通过同可见世界里物体的行为的类比加以解释。这不是说它们不可以用简单的、直观的语汇解释，而是说必要的直观只有经过相当的努力后才能获得。
　　……

前言/序言

无垠之境：宇宙的结构、时间和意识的交织 导言：探索未知的疆域 自人类仰望星空之初，我们便对宇宙的本质怀有无尽的好奇。从早期对星象的观测到现代物理学的宏伟理论，我们一直在试图理解构成我们存在的基础结构。本书将带领读者穿越时空的迷雾，深入探索当代物理学中最前沿、最引人入胜的领域。我们将聚焦于那些塑造我们宇宙观、挑战我们直觉的深刻概念，而非仅仅停留在对既有理论的复述上。 本书的核心在于对“实在”（Reality）的解构与重构。我们将探讨量子力学中那些颠覆了经典认知的现象，如波函数坍缩的本质、量子纠缠的非定域性，以及信息在物理世界中所扮演的基础角色。我们不仅仅是描述这些现象，更会深入追问：这些现象如何揭示了宇宙在最深层次上的运作规律？ 第一部分：时空的新版图 第1章：时空的几何与涌现 爱因斯坦的广义相对论为我们描绘了一个动态的时空结构，引力不再是作用于时空中的力，而是时空本身的弯曲。然而，现代物理学正在寻求超越这一描述的理论。我们将考察如何通过更基本的实体——或许是信息或更深层次的弦——来“涌现”出我们所感知的时空。 我们讨论了对黑洞奇点的理解如何推动我们对时空极限的思考，以及在量子引力理论的框架下，时空本身是否在普朗克尺度上呈现出离散的、泡沫状的结构。这里，时间不再是均匀流逝的背景，而是与空间交织在一起，并可能在极端条件下呈现出完全不同的行为模式。我们研究了时钟的物理本质，以及熵如何与时间的单向性紧密关联。 第2章：宇宙的开端与终结 大爆炸理论是我们理解宇宙演化的基石，但它也留下了一系列未解之谜，最著名的就是奇点问题。我们将深入探讨这些挑战，并介绍当前主要的候选理论，如宇宙暴胀模型（Inflationary Cosmology）及其对宇宙微波背景辐射（CMB）的印记。 更进一步，我们将考察宇宙的最终命运。暗能量的发现将宇宙推向了加速膨胀的未来。我们将分析“大撕裂”（Big Rip）与“热寂”（Heat Death）等不同情景下的物理依据，并探讨这些宏大叙事如何反过来要求我们重新审视真空的能量本质。 第二部分：物质的微观秩序 第3章：量子场论的深度 量子场论（QFT）是描述基本粒子和它们之间相互作用的数学框架。本书不会止步于标准模型（Standard Model）的罗列，而是深入探究其背后的深刻含义。我们将解析为什么“场”而非“粒子”才是物理实在的基本单元，以及如何通过重整化（Renormalization）这一过程来驯服无限大的计算结果，使其与实验观测相符。 我们将特别关注对称性的破缺——从电弱对称性到希格斯机制——是如何赋予基本粒子质量的，并讨论这种对称性的缺失如何定义了我们宇宙的独特面貌。 第4章：超越标准模型的边界 尽管标准模型取得了巨大的成功，但它显然是不完备的。引力的缺失、暗物质和暗能量的存在，都指向了更深层次的物理学。我们将详细审视超对称性（Supersymmetry, SUSY）的理念，它承诺将费米子与玻色子联系起来，并可能提供暗物质的候选者。 此外，我们将介绍一些更具思辨性的框架，如额外维度理论（Extra Dimensions）的几何意义，以及它们如何可能解释为什么某些基本力的强度远弱于其他力。这些理论不仅是数学上的构造，更是对自然界潜在统一性的深刻探索。 第三部分：信息、测量与观测者的角色 第5章：信息作为物理的基本量 近年来，信息论在物理学中的地位日益凸显。信息不再仅仅是对物理状态的描述，它本身可能就是物理定律的基石。我们将探讨Bekenstein界限和霍金辐射如何揭示了信息在黑洞中的存储极限，以及“黑洞信息悖论”的核心矛盾。 本章还将讨论全息原理（Holographic Principle），即三维空间（或更高维度）的全部信息可能编码在一个较低维度的边界上。这种观点对物理实在的本质提出了根本性的挑战：我们感知的深度和广阔性，可能仅仅是一种视角的投影。 第6章：测量的难题与意识的界限 量子力学的“测量问题”依然是物理学中最令人困惑的哲学难题之一。一个客观世界如何通过一个主观的观测行为而“确定”下来？我们将回顾并批判性地评估诠释量子力学的主要尝试，包括多世界理论（Many-Worlds Interpretation）、退相干（Decoherence）理论以及客观波函数坍缩理论。 我们还将探讨信息与意识之间的潜在联系。虽然这是一个充满争议的领域，但从物理学角度来看，处理信息和进行计算的系统，其复杂性是否可能与“意识”的涌现存在深层关联？我们审视了诸如“费希尔信息瓶颈”等概念，试图理解大脑这一物质系统如何高效地处理和表征外部世界。 结论：未竟的探索 本书的旅程揭示了一个充满活力、不断演变的科学图景。我们所知的物理学定律是描述我们当前经验范围内的强大工具，但它们也明确指出了我们知识的边界。从宇宙的宏观结构到基本粒子的量子纠缠，我们发现，理解自然要求我们不断地拓宽思维的界限，质疑我们对时间、空间和信息的最基本假设。 未来的物理学或许需要一种全新的语言，一种能够统一引力和量子的语言。这个寻找统一理论的过程，正是人类求知欲最崇高的体现。我们正站在一个新时代的门槛上，等待着那些尚未被发现的、更深刻的自然法则来揭示那隐藏在现象背后的终极秩序。

评分☆☆☆☆☆

当我在书店里无意间翻开《至美无相：创造、想象与理论物理》时，首先映入眼帘的是那股扑面而来的知识的厚重感。虽然我平日里并不深入研究理论物理，但对于那些能够改变我们世界观的科学理论，总有一种莫名的崇敬。这本书的标题，巧妙地将“创造”与“想象”这两个充满人文色彩的词语，与“理论物理”这个严谨的科学领域并列，这本身就构成了一种强烈的吸引力。我脑海中不禁浮现出那些在实验室里，或者是在寂静的思考中，天才们如何凭借超乎常人的想象力，构建出我们无法直接感知的物理世界。这本书是否能让我窥见那些科学灵感的源泉，去理解那些抽象公式背后所蕴含的深刻洞察，这让我充满期待。

评分☆☆☆☆☆

《至美无相：创造、想象与理论物理》这个标题，立刻在我心中激起了关于科学与艺术之间界限的讨论。我总觉得，伟大的理论物理学家们，在某种程度上，就是我们这个时代的哲学家和艺术家。他们运用数学的语言，去描绘我们肉眼无法企及的宇宙图景，而这一切的起点，无疑是源于他们大胆的想象和不懈的创造。我非常期待，这本书能够带领我进入一个充满智慧与诗意的世界，去理解那些抽象的物理概念是如何在科学家的头脑中孕育、发展，最终成为解释宇宙奥秘的理论。我想知道，在那些复杂的方程背后，是否也藏着同样的“无相之美”。

评分☆☆☆☆☆

光是《至美无相：创造、想象与理论物理》这个书名，就足以让我对它产生强烈的阅读欲望。我总觉得，理论物理的世界，并非只有冰冷的公式和严谨的推导，它一定隐藏着一种更加深邃的美，一种源于宇宙本身秩序的美。而“创造”和“想象”，正是通往这种美的桥梁。我很好奇，这本书是否能够引导我，以一种全新的视角去理解那些看似遥不可及的物理理论，去感受科学家们在其中投入的智慧、勇气和非凡的想象力。我想知道，在那些描述粒子、场、时空的理论背后，究竟有多少非凡的创造性思维在闪耀，又有哪些动人的故事。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题《至美无相：创造、想象与理论物理》一出现，就立刻抓住了我的好奇心。我虽然不是理论物理学家，但对于那些隐藏在宇宙深处、却能解释万物运行规律的抽象概念，一直怀有浓厚的兴趣。这个书名本身就充满了诗意和哲思，仿佛在暗示我们将要踏上一段探索“看不见的美丽”的旅程。我常常在想，那些伟大的物理学家们，究竟是如何在看似毫无根据的猜想中，一步步逼近宇宙的真相的？他们的大脑中究竟发生了怎样的创造性火花，才能勾勒出弦理论、量子力学这些令人惊叹的图景？这本书的名字，就像一扇通往那个未知领域的门，我迫不及待地想知道，它会向我展示怎样的风景，又会如何触动我对科学与艺术之间界限的思考。

评分☆☆☆☆☆

《至美无相：创造、想象与理论物理》这个名字，总让我想起那些伟大的艺术家和科学家之间共通的精神特质。我一直相信，最深刻的科学发现，往往源于最纯粹的创造力和最自由的想象。理论物理，更是将这种特质发挥到了极致。那些关于多维空间、平行宇宙、甚至是时空扭曲的设想，听起来如同科幻小说般离奇，但它们却是科学家们为了解释我们所观察到的宇宙现象而提出的最前沿的理论。我很好奇，这本书会如何将那些复杂的物理概念，用一种既严谨又不失启发性的方式呈现出来，让我们这些非专业读者也能感受到理论物理的魅力，体会到科学家们在探索未知时，那份如同艺术家般的创造激情。

评分☆☆☆☆☆

曹先生的书，很好值得读。

评分☆☆☆☆☆

恍恍惚惚和哥哥哥哥哥哥哥哥

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很好 闺女很喜欢

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很好 闺女很喜欢

评分☆☆☆☆☆

中国科学院物理研究所曹则贤研究员翻译的，这是学界牛人之一，品质有保证

评分☆☆☆☆☆

中国科学院物理研究所曹则贤研究员翻译的，这是学界牛人之一，品质有保证

评分☆☆☆☆☆

很好 闺女很喜欢

评分☆☆☆☆☆

作者就是书的质量的保证，非常喜欢曹先生写的东西，这本译著也特别好，值得收藏阅读~