第一推动·宇宙系列：宇宙的轮回 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] 罗杰·彭罗斯 著，李泳 译

图书标签:

• 科幻
• 太空歌剧
• 硬科幻
• 宇宙
• 未来
• 轮回
• 星际
• 冒险
• 技术
• 哲学

出版社： 湖南科学技术出版社

ISBN：9787535778437

版次：1

商品编码：11393559

包装：平装

丛书名： 第一推动 ， 宇宙系列

开本：32开

出版时间：2014-01-01

用纸：胶版纸

页数：330

正文语种：中文

内容简介

　　

　　《第1推动·宇宙系列：宇宙的轮回》（2005）为我们理解目前公认的宇宙法则提供了一个赏心悦目的综合指南。在《第1推动·宇宙系列：宇宙的轮回》里，他又进了一步，提出崭新的宇宙学图景，为人们常问的“大爆炸之前发生了什么”，呈现了一个不可思议的回答。彭罗斯在《第1推动·宇宙系列：宇宙的轮回》说明了如何可以将我们加速膨胀宇宙的最终命运解读为一个新生的“大爆炸”。同时，彭罗斯没有用任何复杂的数学公式，详细讨论了很多基本要素和它们的作用，读者还能看到五花八门的标准或不标准的宇宙学模型，宇宙微波背景的基本而无所不在的作用。以及星系核心的巨大黑洞和它们最终通过神秘的霍金蒸发过程的消失。

作者简介

　　罗杰·彭罗斯，是牛津大学的Rouse Ball数学讲席终身荣誉教授。他获得过许多奖项，包括1988年与斯蒂芬·霍金一道因对宇宙学做出的重大贡献而获得的沃尔夫物理奖。他的著作还有《皇帝新脑》（The Emperor’s New Mind）和《通向实在之路》（The Road to Reality）等。

目录

引子
1 第二定律的秘密
1.1 热力学第二定律：永不停息的随机长征
1.2 熵，状态的数目
1.3 相空间和玻尔兹曼的熵
1.4 熵概念的刚强
1.5 勇往直前的熵
1.6 过去为什么不同？

2 奇异的大爆炸
2.1 我们膨胀的宇宙
2.2 无所不在的微波背景
2.3 时空，零锥，度规，共形几何
2.4 黑洞与时空奇点
2.5 共形图与共形边界
2.6 大爆炸特别在哪儿？

3 共形循环宇宙学
3.1 连接无限
3.2 CCC的结构
3.3 早期前大爆炸理论
3.4 调节第二定律
3.5 CCC与量子引力
3.6 观测的意义

精彩书摘

　　00 引子
　　大雨滂沱，小河溅起水沫，打在汤姆的脸上，他眯缝着眼睛，看急湍的溪流从山间落下。“哇，它总是这样的吗？”他问普利西拉阿姨。阿姨是剑桥大学的天体物理教授，特意带他来看这个神奇的老水磨，那么古老，还能完美地运转。“难怪，那么老的机器还转那么快呢！”
　　“我看它不会老是那么有力的，”身边的阿姨说。她站在河边的栏杆后面，提高嗓音，压倒了水的喧嚣。“今天的水平常烈多了，因为雨多。你看那下面，好多水都从水磨流出来了。平常可不那样，水要平缓得多，水磨得好好利用它们。可现在呢，水的能量大了，超过了水磨的需要。”
　　汤姆对着狂野湍急的水盯了好一会儿，看到空中飞溅的朵朵水花和片片水雾，神往极了。“我能看见水里有好多能量，我知道几百年前人们就明白怎么用能量来驱动机器了——做很多人合力才能做的事情，织精美的毛衣。可是，原先从哪儿来那么多能量，才把水弄到山上去的呢？”
　　“太阳的热量让海水蒸发到空中，然后以雨水的形式降下来。所以，相当多的雨水会落到山上。”阿姨告诉他，“让水磨转动的，原是来自太阳的能量。”
　　汤姆有点儿疑惑。他经常为阿姨说的东西感到疑惑，而且老是喜欢怀疑。他看不出热量怎么就能把水升到空中。如果说周围全是热量，他怎么还感觉冷呢？“昨天是很热，”他勉强承认，“可那会儿和现在一样，我也没觉得太阳要把我弄上天啊。”
　　阿姨笑了。“不，不是那样的。太阳的热量是把能量给了海水的小分子。然后，那些分子四处乱跑，比平常快得多。有些‘热’分子跑得更快，能突破水面，跑到空中去。虽然跑出去的分子比例很小，可海洋那么大，所以总的说来还是有大量分子进入空气。那些分子形成云，然后通过降雨回到地面，有很多就落到山上。”
　　汤姆还是有点儿迷糊，不过雨总算小点儿了。“可是，我没觉得雨是热的呀。”
　　“是这样的，太阳的热量先转化为水分子的随机运动的能量，然后，动能使一小部分分子跑得很快，变成蒸汽进入空中。这些分子的能量变成所谓的引力势能。想想看，我们把一个球抛到空中，你使劲儿越大，球抛得越高。到达最高点时，球不再向上，它在那一点的动能全都转化成了相对于地面的引力势能。水分子的情形也是一样的。它们的动能——从太阳热量得到的——转化成在山顶的引力势能，然后，当水从山上冲下来时，又重新变成动能，驱动水磨。”
　　“所以那儿的水一点儿也不热？”汤姆问。
　　“是的，孩子。当水分子到达高空时，它们会慢下来，还会冻成冰晶——云主要就是这些冰晶组成的——所以能量变成了相对于地面的势能，而不是热运动的动能。于是，那儿的雨一点儿不热，下落时会被空气阻力减慢，落到地下时还很冷呢。”
　　“真有趣！”
　　“是啊，”阿姨看小孩有了兴趣，于是趁热打铁，补充说，“要知道，即使河里的冷水，每个分子也以很高的速度四处乱跑，它们包含的热量比从山上冲下来的湍急涡流还多呢！”
　　“天啊，是这样的，好像有点儿明白了。”
　　汤姆想了一会儿，起初有点儿疑惑，然后就被阿姨的话吸引了，兴奋地说：“我有了一个好主意！为什么不造一种特殊的水磨，直接利用平常湖水里的水分子动能呢？它可以用很多小小的风车，就像顶端有个小碗儿的风向标，不管风朝哪个方向吹，它都能转起来的。只是它在水里必须很小很小，水分子的速度才能使它转动，这样我们就可以用它转化水分子的动能来驱动各种机器了。”
　　“真是奇妙的想法，好孩子！遗憾的是，它不可能运行。那是因为有一个物理学的基本原理，叫热力学第二定律，它的大概意思是，随着时间的流逝，事情会变得越来越混乱无序。就我们这一点说，它告诉我们你不可能从热或者冷物体的随机运动获取有用的能量，就像你刚才说的那样。你的想法，我看有点儿像‘麦克斯韦小妖’。”
　　“你都没开始做！每当我有一个好想法，爷爷总叫我‘小妖’，我不喜欢。第二定律那东西，算不得好定律。”汤姆生气了，抱怨说。然后，他的怀疑天性又回来了：“我不知道是不是真敢相信它。”他接着说，“我想，那样的定律需要更清楚的思想来解释。不管怎么说，我想你说过，是太阳的热量加热了海水，是那些随机的动能使它到达山顶，也正是它转动水磨的。”
　　“你说的对。所以第二定律告诉我们，光凭太阳的热量还不行。为了能够运行，我们还需要较冷的高层大气，这样，水蒸气才能在山的上空凝结。其实啊，从整体说来，地球并没从太阳得到一分能量。”
　　汤姆一脸惊讶地看着阿姨。“跟冷大气有什么关系呢？‘冷’可不就是比‘热’的能量少吗？一点儿少能量有什么用呢？我不明白你说的话。不管怎么说，我看你有点儿自相矛盾。”汤姆越发自信了，“你先告诉我太阳能量转动水磨，现在又说太阳压根儿没给地球能量！”
　　“是啊，真的。假如太阳给了地球能量，地球就会变得越来越热。地球白天从太阳得到的能量，到晚上就都还给天空了，因为夜空是黑的——我想，大概只有一点儿回到地球，让全球变暖。这是因为，太阳是黑暗天空里的一个炽热的亮点……”
　　汤姆越听越迷糊，不知阿姨说什么，开始走神了。又听阿姨说，“……所以呀，正因为太阳能量有那么明显的组织性，我们才觉得第二定律处在困境中。”
　　汤姆一脸茫然地看着阿姨，说，“我想我没听懂你说的，我也不明白为什么要相信‘第二定律’的东西。不管怎么说，太阳的组织从哪儿来呢？你的第二定律本该告诉我们太阳会越变越混乱，所以它刚形成时一定是高度组织的，因为它一直在失去它的组织。你的‘第二定律’说它的组织在不断丢失。”
　　“这是因为太阳是黑暗天空里的一个热点，温度的极端悬殊生成了我们的组织。”
　　汤姆盯着阿姨，有点儿明白了，但还是不大相信她说的话。“你说那就是组织，好吧，可我不明白为什么那样。退一步说，就算假定是那样的——可你还是没告诉我那种可笑的组织到底是从哪儿来的。”
　　“来自形成太阳的气体呀，那些气体原先是均匀分布的，然后引力使它聚集成团，凝结成星体。很久很久以前，太阳就是这样形成的；它从原先分散的气体收缩而来，在收缩的过程种变得越来越热。”
　　“你老是往过去说，说得滔滔不绝，可你说的‘组织’，不管它是什么，最初是从哪儿来的呢？”
　　“最初来自大爆炸，正个宇宙都是从这个剧烈的大爆炸开始的。”
　　“爆炸那玩意儿可不像什么有组织的东西，我还是不懂。”
　　“很多人都不懂！你只是其中的一个。没人真的懂。组织从哪儿来，大爆炸凭什么代表组织，都是宇宙学的大难题。”
　　“也许在大爆炸之前还有更具组织性的东西？组织也许从那儿来？”
　　“真有人那么想过。有理论说，我们现在膨胀的宇宙以前有个坍缩的时期，然后‘反弹’成我们的大爆炸。也有理论说，前期宇宙的一小部分坍缩成我们所说的黑洞，然后它们‘反弹’，变成大量新膨胀宇宙的种子。还有理论说，新宇宙是从‘伪真空’里生出来的……”
　　“我看那简直是疯了。”汤姆说。
　　“是啊，不过，我最近还听说有一个理论……”
　　……

前言/序言

宇宙的轮回 第一推动·宇宙系列 简介 浩渺无垠的宇宙，自诞生之初便承载着无尽的奥秘与壮丽。从微观粒子的跃动到宏观星系的演化，从生命的诞生与消亡到文明的兴衰更迭，这一切似乎都遵循着某种难以言喻的规律，循环往复，生生不息。这本《宇宙的轮回》，正是试图拨开笼罩在宇宙现象之上的迷雾，带领读者一同探索那些令人神往的、关于宇宙永恒运动与变化的深层逻辑。 本书并非一次简单的科普罗列，而是试图构建一种全新的宇宙观，一种能够融贯过去、现在与未来的宏大叙事。我们并非从零开始，而是站在人类数千年探索宇宙的肩膀上，吸收了古老文明的智慧结晶，也借鉴了现代科学的前沿发现。从古希腊哲学家对宇宙永恒性的猜想，到印度教宇宙观中的宏大周期，再到现代宇宙学中关于大爆炸、宇宙膨胀、暗能量以及可能存在的“大挤压”或“大撕裂”等理论，我们试图将这些看似割裂的认知碎片，编织成一幅连贯而深刻的宇宙演化图景。 第一章 宇宙的起点与演进：一次壮丽的爆发 任何关于轮回的探讨，都必须从宇宙的起点开始。本书将首先追溯我们所知的宇宙起源——那场被称为“大爆炸”的奇点事件。我们并非仅仅陈述这一理论，而是深入剖析其背后的证据：宇宙微波背景辐射的低语，元素丰度的精确匹配，以及星系红移所揭示的宇宙膨胀。我们将带领读者穿越时空，回到大爆炸后的最初几秒、几分钟、几万年，感受那炽热、致密、快速膨胀的原始宇宙，理解基本粒子如何生成，原子如何形成，以及为何宇宙会呈现出我们今日所见的均一性与各向同性。 然而，大爆炸并非是孤立的事件。本书将探讨多种关于宇宙起源的假说，包括但不限于：量子涨落理论、弦理论中的膜宇宙碰撞等。我们将审视这些理论如何试图解释大爆炸之前的状态，以及它们是否预示着某种更深层次的循环。例如，某些宇宙学模型认为，我们当前的宇宙可能只是前一个宇宙坍缩后的“遗骸”，或者是在一个更大的多重宇宙中的一个“泡泡”。 第二章 星辰的诞生与死亡：生命的摇篮与终结 宇宙的演化，离不开星辰的生灭。恒星，作为宇宙中最耀眼的生命体，它们从星云中诞生，燃烧氢氦，最终走向不同的结局——白矮星、中子星，甚至是吞噬一切的黑洞。本书将以生动的笔触，描绘恒星的一生，从分子云的引力坍缩，到核聚变的熊熊烈焰，再到超新星爆发的辉煌与毁灭。 我们还将深入探讨恒星在宇宙轮回中的核心作用。超新星爆发不仅是宇宙中最壮观的景象之一，更是宇宙物质循环的关键环节。正是这些巨星的死亡，将比铁更重的元素抛洒到星际空间，为下一代恒星和行星的形成提供了物质基础。从氢和氦，到碳、氧、铁，再到更复杂的有机分子，每一个原子都可能有着一段古老的恒星生命旅程。我们将解释，为何我们身体中的碳原子、我们呼吸的氧气，都可能来自于遥远的、早已消逝的恒星。 第三章 星系的汇聚与离散：宇宙结构的宏观舞蹈 如果说恒星是宇宙的原子，那么星系便是宇宙的分子。从螺旋形的盘状结构到椭圆形的庞然大物，星系以其千姿百态展现着宇宙的宏观魅力。本书将带领读者遨游于星系的世界，理解星系的形成机制——物质在引力作用下聚集，形成恒星，然后恒星再聚集形成星系。我们将探讨星系的演化过程，包括合并、碰撞以及潮汐作用如何改变星系的形态。 更重要的是，本书将揭示星系演化与宇宙轮回的深刻联系。星系之间的相互作用，并非只是偶然的事件，而是宇宙结构不断重塑、演变的必然过程。星系的合并，能够点燃新一轮的恒星形成，也可能将黑洞推向中心，改变整个星系的命运。我们将探讨，宇宙中是否存在着某种“宇宙网格”，星系沿着这个网格聚集、移动，并在漫长的时间尺度上经历汇聚与离散的周期。 第四章 生命的奇迹与脆弱：宇宙中的偶然与必然 在浩瀚的宇宙中，生命的存在似乎是一个令人惊叹的奇迹。本书将审视生命在宇宙中的位置，从地球生命的起源，到寻找地外生命的努力。我们将探讨生命诞生的必要条件，以及生命在宇宙中的普遍性或独特性。从有机分子的形成，到细胞的出现，再到复杂生物体的演化，我们将勾勒出生命在宇宙尺度上的可能轨迹。 然而，生命的出现并非是终点，而是另一个周期的开端。本书将深入探讨文明的兴衰。历史的长河中，人类文明经历了无数的变革与挑战。我们将审视那些可能导致文明终结的因素：资源枯竭、环境恶化、内部冲突，以及来自外部的宇宙威胁，如小行星撞击、伽马射线暴等。这些因素，是否也是宇宙整体轮回的一部分？我们是否只是一个更大尺度上“文明死亡与重生”循环中的一个片段？ 第五章 宇宙的终极命运：轮回的可能结局 关于宇宙的终极命运，科学界提出了多种猜想。本书将详细阐述这些理论，并分析它们与轮回概念的潜在联系。 大挤压（Big Crunch）与新宇宙： 如果宇宙中的物质密度足够大，引力最终可能战胜膨胀，导致宇宙坍缩回一个奇点，然后可能引发新的大爆炸，形成新的宇宙。这是一种经典的轮回模型。 大撕裂（Big Rip）： 如果暗能量的密度不断增加，它可能最终撕裂一切，包括星系、恒星、行星，甚至是原子。这种情况下，轮回可能意味着彻底的湮灭。 热寂（Heat Death）： 在这种模型下，宇宙会永远膨胀下去，熵增至最大，所有能量均匀分布，温度趋于绝对零度，一切活动停止，没有轮回，只有永恒的寂静。 循环宇宙模型（Cyclic Universe Models）： 这类模型认为，宇宙会经历反复的大爆炸和收缩。例如，一些模型提出，宇宙在收缩到极小体积后，会发生“弹回”（bounce），重新开始膨胀。 本书将不会武断地断言哪种命运才是“正确”的，而是鼓励读者带着开放的心态，去理解这些不同理论的可能性。我们可能会发现，所谓的“终结”，在更宏大的尺度上，可能只是下一个循环的序曲。 结语：在循环中寻找意义 《宇宙的轮回》并非要给出悲观的结局，恰恰相反，它试图在看似无尽的循环中，为生命与存在赋予更深远的意义。理解宇宙的轮回，意味着我们认识到个体生命的短暂，但同时也能感受到自己与宇宙整体的紧密联系。我们是星辰的孩子，是宇宙演化史上的一个环节，我们的存在，无论多么渺小，都与这浩瀚的宇宙息息相关。 本书旨在激发读者对宇宙的好奇心，鼓励大家以一种全新的视角去审视我们所处的世界。宇宙的轮回，是一个关于时间、空间、物质、能量以及生命不断演变与重塑的宏大故事。它提醒我们，万物皆在变化之中，没有永恒的起点，也没有绝对的终点，只有在不断的流转与更迭中，生命得以延续，宇宙得以展现其无穷的魅力。 翻开这本书，就如同推开了一扇通往宇宙深处的大门。让我们一同踏上这段探索之旅，去感受宇宙的壮丽，去理解它的轮回，去思考我们在其中扮演的角色。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的亮点或许在于它所唤醒的那种原始的好奇心。不同于许多侧重于天文观测结果的书籍，这本书着重于探讨“为什么”——驱动宇宙运行的基本法则究竟是什么？作者没有满足于描述星系的诞生与死亡，而是深入探讨了物理定律的对称性、基本力的统一性，以及宇宙的初始条件为何如此“恰到好处”才能孕育出生命。这种由表及里的探究过程，极大地满足了我对终极问题的追问欲。它成功地将物理学的严谨性与哲学的思辨性融为一炉，读起来酣畅淋漓，让人感觉到知识的力量是如此的宏大而迷人。每次合上书本，我都会花很长时间凝视夜空，那种感觉不再是单纯的欣赏美景，而是带着一种审视者的目光，去思考构成这一切的底层代码，这种阅读体验是独一无二的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常具有个人色彩，它避开了学院派的僵硬措辞，反而带有一种探索者发现新大陆时的兴奋感和兴奋后的沉思。作者的表达方式非常富有画面感，尤其是在描绘那些极端物理状态时，比如引力坍缩的边缘、时空曲率的剧变，他总能找到最贴切、最震撼人心的词汇去捕捉那种瞬间的永恒。我感觉自己不是在阅读一本科学著作，而是在听一位智者讲述他穷尽一生所观察到的宇宙奥秘。这种亲切又深刻的沟通方式，让那些原本遥不可及的宇宙尺度，瞬间变得可以被理解和感知。读完之后，我不仅收获了知识，更重要的是，我感觉自己的世界观被悄悄地拓展和重塑了，那种由内而外的视野开阔感，是任何其他书籍都难以比拟的。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我过去对纯粹的硬核科学著作总是敬而远之，总觉得那些充斥着晦涩术语的书籍，读起来就像是在啃一块无味的石头。但这本书的叙事节奏把握得极其精准，它懂得什么时候该深入挖掘细节，什么时候又该适时地抽身，让我们抬头看看更广阔的星空。作者似乎深谙如何将抽象的概念具象化，他巧妙地运用了大量的类比和历史典故，将那些我们看不见摸不着的时空结构，描绘得栩栩如生。特别是对于时间箭头的探讨，那种哲学思辨和物理学论证的完美结合，让人不禁停下来思考，我们对“过去”和“未来”的认知，究竟有多少是基于客观事实，又有多少是人类的主观构建。这本书不仅仅是知识的传递，更像是一次思想的洗礼，它挑战了我们对“永恒”和“变迁”的固有观念，读完后会让你走路都带着一种“脚下是地球，头顶是宇宙”的庄重感。

评分☆☆☆☆☆

我通常看一本书需要很长时间，因为我喜欢反复咀嚼那些精彩的段落，但这本书的魔力在于它的连贯性和不可抗拒的推进行感。它不是那种章节之间相互独立的论文集，而是一条清晰、逻辑严密的思维链条，从一个宇宙的起点，稳健地走向下一个可能的终点。我特别欣赏作者在处理那些尚未被证实的前沿理论时所展现出的严谨态度——他既不夸大其词，也不因其不确定性而避而不谈，而是坦诚地将现有的证据和理论模型的局限性一同呈现给读者。这种诚实的态度，极大地增强了文本的可信度和深度。阅读过程中，我感到自己仿佛是跟随一位经验丰富、学识渊博的向导，穿梭于时空的迷雾之中，每一步都走得踏实而充满期待。这本书的结构设计堪称典范，让复杂的内容消化起来毫不费力，反而成为了一种享受。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述方式简直让人拍案叫绝，它不像许多科普读物那样干巴巴地堆砌公式和定义，而是将复杂的宇宙演化过程编织成一幅幅引人入胜的画卷。作者的笔触细腻而富有诗意，即便是对量子物理或者黑洞理论一窍不生的小白，也能被那种宏大叙事的张力所吸引。我记得读到关于早期宇宙暴胀的那一部分时，仿佛亲眼目睹了时间和空间如何在一瞬间被拉伸、塑形，那种震撼感是无法用言语完全表达的。它成功地架起了一座桥梁，连接了冰冷的科学事实与人类对未知的好奇心，让读者在享受阅读乐趣的同时，也对我们身处的存在有了更深层次的体悟。那种感觉就像是，你原本在漆黑的房间里摸索，突然间，有人为你点亮了一盏探照灯，让你看清了房间的整体结构，虽然有些细节还很模糊，但整体的轮廓已经清晰可见，让人迫不及待想去探究那些光束照不到的角落。整个阅读过程充满了“原来如此”的顿悟时刻，非常推荐给所有对宇宙心存敬畏的朋友。

评分☆☆☆☆☆

书很好。。。。。。。。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

书本内容很多，很详细，很多都有解释，不错

评分☆☆☆☆☆

今天，这个时刻，这个地点，看到了这个问题的你如果也有同感。

评分☆☆☆☆☆

应该买全套，不应该单买！

评分☆☆☆☆☆

帮朋友购买，咋样我也不知道@_@

评分☆☆☆☆☆

喜欢宇宙的书只是包装不是很精美。

评分☆☆☆☆☆

这个系列的书都很不错，让人长知识，并不是很容易就能看懂，有点烧脑，得懂点基本的数学和物理才能比较顺畅。

评分☆☆☆☆☆

装逼神器，适合在人多的地方看

评分☆☆☆☆☆

很高深的样子，不知道能不能看下去