现实不似你所见：量子引力之旅 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[意] 卡洛·罗韦利 著

图书标签:

• 量子引力
• 理论物理
• 宇宙学
• 时空
• 黑洞
• 量子力学
• 广义相对论
• 弦理论
• 科普
• 前沿科学

出版社： 湖南科学技术出版社

ISBN：9787535795489

版次：1

商品编码：12202483

品牌：博集天卷

包装：精装

开本：32开

出版时间：2017-10-01

用纸：胶版纸

页数：248

字数：150000

产品特色

编辑推荐

《七堂极简物理课》开启的科学热情，由《现实不似你所见》来延续。
用同样优美诗意的语言，更详细地说明现代物理学的来龙去脉，让你弄懂相对论、量子力学等20世纪的重要理论。愉快的阅读体验，建立完整科学图景，了解前沿物理学。
精美装帧，烫金工艺，延续《七堂极简物理课》的唯美设计。

内容简介

世界的基本组成部分是什么？时间和空间真的存在吗？现实（Reality）的本质是什么？现象级科普畅销书《七堂极简物理课》作者、意大利理论物理学家卡洛·罗韦利以优雅易懂的方式带我们踏上这场探索现实之旅：从德谟克利特到爱因斯坦，从法拉第到引力波，从经典物理到量子引力……通过介绍现实的概念是如何随时间变迁的，今天的物理学家又是如何理解宇宙的结构的，他为我们提供了比《七堂极简物理课》更深入的理论解释

作者简介

卡洛·罗韦利，意大利理论物理学家，圈量子引力理论的开创者之一。曾在美国、意大利工作，现在法国带领量子引力研究小组。著有畅销书《七堂极简物理课》，被译为40多种语言。

精彩书评

如果你已经读过《七堂极简物理课》，并且想要了解更多，想要在它描绘的奇妙世界中深度旅行，那么在这本书里你会有更多发现。
——卡洛·罗韦利

罗韦利诗意的语言、清晰的思想，对科学及其历史的热情让这本《现实不似你所见》阅读起来非常愉悦，他的图表和脚注则让读者更好地理解内容，获得更专业的洞见。
——《书单》

有些物理学家是物理学的诗人。他们看待世界或物理现实，如同一首抒情叙事诗，以人类大脑能够破译的隐藏密码写就。卡洛·罗韦利就是其中之一。《现实不似你所见》阅读起来非常愉快，充满了奇妙的类比和想象，也是一首人类精神的赞歌。
——美国国家公共广播电台

科学爱好者会着迷于罗韦利清晰的讲述，《现实不似你所见》是写给大众的前沿理论物理学，专为有勇气探索的心准备，有丰富图解，没有数学。
——《科克斯评论》

罗韦利流畅地表达了科学的信念和证据之间的分别，他的热情深具感染力，并欢欣鼓舞于人类理解的可能性。
——《出版人周刊》

罗韦利用优美的行文带读者穿行于“现实”这一概念的历史，让他们了解，对于未被发现的宇宙乃至我们自己的生活，这一切意味着什么。

目录

自序
引言
第一部分 源头
微粒
经典
第二部分 革命的开端
阿尔伯特
量子
第三部分 量子空间与关联的时间
时空是量子
空间的量子
时间不存在
第四部分 超越时空
超越大爆炸
实验上的证据？
量子黑洞
无穷的终结
信息
秘密

前言/序言

在我的整个研究生涯里，一直有朋友和好奇的人请我讲解量子引力到底是怎么一回事。我们如何得以研究这些思考空间和时间的全新方式呢？我一再被邀请以通俗的方式写一写量子引力。关于宇宙学或弦理论的书已经有很多了，但描述空间与时间的量子本质，尤其是关于圈量子引力研究的书，却还未出现。长久以来我一直很犹豫，因为我想要专注于研究。但几年以前，在完成了关于这一研究课题的专业书籍后，我感到许多科学家的共同努力已经使这个主题达到一个成熟的阶段，足以出版一本普及读物了。我们正在探索的风景令人着迷，为何要把它藏起来呢？
但我还是推迟了这个计划，因为我无法在脑海中“看见”这本书。我要如何解释一个没有空间与时间的世界？2012 年的某天晚上，在独自驾车从意大利到法国的途中，我意识到，要想以一种容易理解的方式阐释持续修正中的空间与时间的概念，唯一的方法就是把故事从头讲起：从德谟克利特开始，一直到空间的量子化。毕竟我就是这样理解这个故事的。我一边开车一边在头脑中构思整本书，并且越来越兴奋，直到我听到警车的鸣笛声，要我靠边停车：我严重超速了。意大利警察礼貌地询问，开得那么快我是不是疯了。我解释道，我刚刚发现了一个已经寻觅良久的想法。警察并没有开罚单就放我走了，还祝我的那本书顺利，也就是你此刻读到的这本书。
这本书写完后于2014 年初在意大利首次出版。不久之后，我为一家意大利报纸写了一些有关基础物理学的文章。一家很有声望的意大利出版社阿德尔菲（Adelphi）请我对这些文章进行扩展，出版成一个小册子。这就是那本小书《七堂极简物理课》的缘起，令我万分惊讶的是，它成了一本国际畅销书，并且在我与全世界那么多出色的读者之间开辟了一个美妙的交流渠道。那“七堂课”完成于本书之后，在一定程度上它们是你在这里遇到的一些主题的综合。如果你已经读过《七堂极简物理课》，并且想要了解更多，想要在它描绘的奇妙世界中深度旅行，那么在这本书里你会有更多发现。
我在这里给出的对现有物理学的描述，尽管以一种我自己所理解的独特视角呈现，但其中绝大部分并无争议。而本书中关于当前量子引力研究的描述，则是我个人对研究现状的理解。这是我们已然理解与尚未理解的边界地带，并且远未达成共识。我的物理学家同事们有些会赞同我在这里所写的，有些则不然。在介绍任何前沿知识的研究时，都会遇到这样的情况，但我想在一开始就坦率地表明态度：这并不是一本关于确定性的书，而是一本面向未知去冒险的书。
总的来讲，这是一本游记，描绘了人类最激动人心的旅程之一。在这段旅程中，我们会走出对现实有限而偏狭的视角，朝向对事物结构越发广博的理解。这是一段摆脱我们常识观念的奇妙旅程，而且还远远没有完成

现实不似你所见：量子引力之旅 一个关于宇宙最深层奥秘的探索，一个关于我们对现实理解的颠覆。 我们生活的宇宙，宏大而精妙，从微不足道的粒子到浩瀚的星系，无不遵循着令人惊叹的规律。几个世纪以来，人类的智慧如同灯塔，照亮了我们对自然的认知，牛顿力学的普适性，爱因斯坦相对论的优雅，量子力学的奇诡，都曾是我们探索宇宙的坚实基石。然而，当我们将目光投向宇宙的最极端之处——黑洞的奇点，或是宇宙诞生之初的瞬间——我们赖以理解世界的这两大支柱，却似乎走向了不可调和的矛盾。 引力与量子：一场宿命的对决 在我们的日常经验中，万有引力是如此熟悉而又不可或缺。它让苹果落地，让行星绕日旋转，塑造着星辰大海的宏伟图景。爱因斯坦的广义相对论，以其几何学的语言，将引力描述为时空的弯曲，如此成功地解释了行星轨道、光线的弯曲，甚至是引力波的预言。它在宏观尺度上展现出无与伦比的解释力，引领我们进入了宇宙大尺度结构的理解。 然而，当我们缩小视野，进入到原子甚至亚原子粒子的微观世界，量子力学的光芒便开始闪耀。量子力学以概率的语言，描述着粒子奇特的叠加态、纠缠现象，以及能量的量子化。它成功地解释了原子结构、光的本质，以及各种基本粒子的行为，为我们打开了微观世界的奇妙大门。 问题在于，当我们将广义相对论应用于极端引力场景，例如黑洞内部，或者试图描述宇宙大爆炸的极早期，这两套理论就显得格格不入。广义相对论预言了奇点——时空曲率无穷大的点，在那里，物理定律失效。而量子力学则认为，在极小的尺度上，一切都是量子化的，能量和动量并非连续可变，并且存在固有的不确定性。如何将这两者统一起来，赋予宇宙一个完整的、无矛盾的描述，成为了现代物理学最艰巨的挑战之一。这就是“量子引力”的宏大命题。 跳出经典框架：重塑我们对时空的理解 长期以来，物理学家们一直在尝试不同的路径来解决量子引力的问题。一种直观的尝试是，将量子力学的原理“搬”到相对论的时空中。就像将量子力学应用于电磁场一样，我们或许可以“量子化”引力场，将其描述为一种由称为“引力子”的粒子传递的力。然而，这种尝试在数学上遇到了巨大的困难，理论充满了无穷大的计算结果，显得杂乱无章。 于是，许多物理学家开始意识到，我们可能需要更深刻地理解空间和时间本身的本质。在日常经验中，空间是三维的、均匀的，时间是线性的、单向的。但量子力学和相对论都曾暗示，这或许只是一个近似的图像。 弦理论：宇宙的终极乐章？ 在探索量子引力的诸多途径中，弦理论无疑是最为引人注目和广泛研究的理论之一。弦理论的核心思想是，构成我们宇宙万事万物的最基本单元，并非点状的粒子，而是微小的、一维的“弦”。这些弦以不同的方式振动，就像小提琴弦的不同振动会产生不同的音符一样，这些不同的振动模式就对应着我们观察到的不同基本粒子，包括传递引力的引力子。 弦理论的吸引力在于，它在数学上能够自然地包含引力子，并有望解决量子场论中的无穷大问题。更令人着迷的是，弦理论的数学结构往往需要额外的空间维度才能自洽。这意味着，我们所感知的四维时空（三维空间加一维时间），可能只是一个更高级、多维度的宇宙的“投影”，那些额外的维度可能被卷曲得极其微小，以至于我们无法直接感知。 想象一下，一根细长的绳子，从远处看它似乎是一维的，但如果凑近了看，你就会发现它其实是有厚度的，是三维的。弦理论中的额外维度也可能是类似的，它们被“卷曲”在微观尺度上，影响着弦的振动模式，进而决定了我们观察到的物理定律。 弦理论的出现，不仅仅是为了统一引力与量子力学，它还试图将自然界的所有基本力——引力、电磁力、强核力、弱核力——以及所有的基本粒子，都纳入到一个统一的理论框架中。这是一种对终极统一理论的追求，一种试图找到“万有理论”（Theory of Everything）的雄心。 圈量子引力：另一种看待时空的方式 除了弦理论，还有另一条重要的探索路径——圈量子引力（Loop Quantum Gravity）。与弦理论不同，圈量子引力并没有引入额外的维度，也没有将基本粒子视为振动的弦。它试图直接对爱因斯坦的广义相对论进行量子化。 圈量子引力的核心思想是，时空本身并非连续的背景，而是由离散的“量子”构成，就像一个由无数微小“原子”编织而成的网络。在这个网络中，空间并非由点组成，而是由“圈”连接的“节点”构成，这些圈和节点的几何结构定义了空间。时间也并非连续流逝，而是以离散的“跳跃”前进。 这种对时空结构的量子化理解，在数学上带来了全新的视角。它暗示着，在极小的尺度上，空间和时间可能不再是我们熟悉的连续概念，而是具有一种“颗粒感”或“量子化”的性质。这种理论同样致力于描述黑洞奇点和宇宙大爆炸的极端情况，并试图提供一种不包含奇点的、更完整的引力描述。 挑战与未来：未知的旅程 尽管弦理论和圈量子引力等理论为我们提供了解决量子引力问题的可能途径，但它们都面临着巨大的挑战。 首先，这些理论往往极其复杂，其数学推导和计算过程极其艰深，远超目前实验验证的能力。例如，弦理论的能量尺度通常在普朗克尺度（大约10^-35米），这是一个我们目前任何粒子加速器都无法企及的尺度。这意味着，我们可能需要寻找间接的、天文尺度的证据来验证这些理论。 其次，目前还没有一个实验能够明确地支持某一种量子引力理论。物理学家们正在积极探索各种可能的实验观测，例如对宇宙微波背景辐射的精确测量，对黑洞附近引力波的探测，以及寻找可能存在的额外维度留下的痕迹。然而，这些实验的执行难度极大，需要高度的精度和先进的技术。 更重要的是，这些理论的出现，也在不断挑战我们对现实最基本认知的边界。当我们谈论弦理论中的额外维度，或是圈量子引力中量子化的时空，我们是在用一种全新的语言来描述宇宙。这不仅仅是数学上的革新，更是哲学和概念上的巨大飞跃。它迫使我们重新审视“实在”的含义，“空间”和“时间”的本质，以及我们在宇宙中的位置。 这是一场关于探索的史诗，一场关于理解的跋涉。 《现实不似你所见：量子引力之旅》正是要带领读者踏上这场波澜壮阔的探索之旅。它将拨开笼罩在量子引力研究之上的层层迷雾，以清晰、生动的语言，介绍这些前沿理论的精髓。我们不会满足于仅仅罗列复杂的公式，而是会深入探讨每一个理论背后的思想火花，它们是如何孕育而生，又将带领我们走向何方。 本书将追溯从爱因斯坦的相对论到量子力学的诞生，梳理物理学史上那些划时代的发现，展现科学家们如何一步步将我们对宇宙的认知推向新的高度。我们将一同探讨弦理论的优雅，感受其将万物统一于振动弦的宏大愿景；我们将深入圈量子引力的离散时空，理解其如何挑战我们对连续性的直觉。 你将了解到，为何黑洞的奇点以及宇宙的起源，是检验量子引力理论的试金石。你将思考，如果空间和时间并非我们所想的那样连续而平滑，那么我们对宇宙的理解将发生怎样的颠覆。你还将跟随物理学家们的步伐，了解他们如何设计那些看似遥不可及的实验，试图在真实宇宙中寻找这些深邃理论的蛛丝马迹。 本书不是一本简单的科普读物，它是一次思想的洗礼，一次对宇宙终极奥秘的深情凝望。它鼓励你质疑那些习以为常的观念，拥抱未知，并一同感受科学探索的魅力。 你将发现，我们所见的现实，或许只是冰山一角。宇宙的真实面貌，远比我们想象的更加奇妙，更加深邃，也更加……令人惊叹。

评分☆☆☆☆☆

语言的质感是这本书最让我着迷的一点。作者的文笔洗练、富有张力，几乎没有冗余的词句。他的句子结构变化多端，时而短促有力，如同一次精准的物理撞击实验；时而又迂回绵长，如同对宇宙时空结构进行精密的数学推导。最难能可贵的是，在描述那些极度抽象的概念时，作者总是能找到一种既准确又充满画面感的词汇。例如，他对时空本质的描述，仿佛能让人“看到”物质在更高维度中的投影和扭曲。这绝非简单的堆砌华丽辞藻，而是一种对物理实在的深刻洞察力在语言上的映射。我常常需要在某些段落停下来，不是因为没读懂，而是因为被那种精准的表达方式所震撼，需要时间来回味那种“啊，原来是这样”的豁然开朗的感觉。这本书的阅读体验，更接近于欣赏一部结构严谨的交响乐，每一个音符（概念）的出现都有其内在的逻辑和必然性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构处理堪称精妙，它巧妙地避开了那种线性推进的、时间线索明确的叙事陷阱。与其说是“介绍”某种理论，不如说是在“重建”科学家们发现这些理论时的心路历程。作者似乎深谙信息轰炸的弊端，而是采取了一种螺旋上升的讲解方式。比如，他对某一核心悖论的阐述，可能要横跨好几个章节，在不同的语境下被反复提及，每次都增加一层新的理解深度和侧重点。这种手法使得复杂的概念不再是孤立的知识点，而是相互关联、相互支撑的认知网络。我特别欣赏作者在处理“我们如何知道我们所知道的”这个问题上的严谨态度。他并非简单地陈述结论，而是详细展示了那些关键实验是如何设计的，以及实验结果是如何颠覆了人们长久以来建立的直觉的。读完后，我不仅对那些晦涩的理论有了更清晰的印象，更重要的是，我对科学方法的本质——即不断质疑和证伪——有了更深刻的体悟。这已经超越了一本科普读物应有的范畴，更像是一部关于认知边界拓展的哲学思考录。

评分☆☆☆☆☆

这部作品的叙事风格极其独特，它并没有采取那种宏大叙事的、试图一网打尽所有物理学理论的传统路线。相反，作者更像是在带领读者进行一场私密的、充满个人色彩的“思想漫步”。阅读过程中，我感觉自己仿佛是坐在一个经验老道的物理学家兼哲学家旁边，听他娓娓道来那些最前沿、最令人困惑的物理概念。他没有直接抛出复杂的数学公式，而是通过大量的类比、历史轶事以及对早期物理学家思想挣扎的描摹，构建了一个充满画面感的认知框架。尤其是他对经典物理学“黄金时代”的描写，那种对确定性和机械论的盲目崇拜，与后来的量子革命所带来的那种根本性的不确定性之间的对比，被刻画得入木三分。这本书的厉害之处在于，它成功地将“前沿理论”的晦涩感，转化为一种探寻未知的“智力冒险”的兴奋感。每一章的结尾似乎总会留下一个悬而未决的、引人深思的问题，驱使你迫不及待地翻开下一页，去追寻那个似乎永远在视线边缘闪烁的终极答案。对于那些渴望了解现代物理学核心困境，但又畏惧晦涩教科书的普通读者来说，这绝对是一本极佳的引路石。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的最大收获是关于“界限”的思考。它极其有效地揭示了当前人类知识体系的边界在哪里，以及我们正在试图跨越的那些鸿沟究竟有多深。作者非常坦诚地展示了理论物理学领域内的各种竞争性观点——那些看似水火不容的“假说”——并客观地分析了它们各自的优势与致命弱点。这种不偏不倚的态度，避免了将某个尚存争议的理论“神化”的倾向。相反，它引导读者理解，科学的进步并非坦途，而是一系列充满妥协和未竟之功的努力的集合。这种对“不确定性”的拥抱，对读者来说是极具建设性的。我们习惯了从教科书上获得“确定”的知识，但这本书却教育我们，在探索宇宙终极奥秘的道路上，“无知”是比“错误认知”更诚实的起点。它鼓励读者保持谦逊和批判性的思维，去审视那些看似坚不可摧的物理学基石。

评分☆☆☆☆☆

如果非要用一个比喻来形容阅读这本书的感受，我会说，它像是一次深入到地壳深处的探险。作者并非那位提供现成地图的导游，而更像是一位为你配备了最尖端装备、指引你进入未勘探区域的首席探险家。他提供的工具是清晰的逻辑和深厚的背景知识，但他绝不会提前剧透你会在地下深处发现什么。在探险的过程中，你会遇到各种形态奇特的“地质构造”——那些挑战我们日常经验的奇特现象。每一次对这些构造的观察和记录，都伴随着对自身认知框架的重塑。这种体验是主动的、充满智力挑战的，而且回报巨大。读完后，你会发现，你对“什么是真实”这个问题有了全新的维度。那些原本遥不可及的词汇，如“维度”、“量子纠缠”、“时空几何”，不再是漂浮在空中的术语，而是你亲手描绘出来的、具有一定空间感和重量感的概念实体。这是一次真正意义上的思维重塑之旅。

评分☆☆☆☆☆

适合大人看哦，不适合小孩子的大人玩玩，挺不错的。国际知名智力游戏专家、百万级畅销书《大脑游戏天书》作者精心原创，以极富表现力和互动性的视觉形式呈现315个经典烧脑游戏，用富有激情的文字讲述数学史上的迷人故事，让你在轻松愉快中锻炼数学思维，打造更强大脑！

评分☆☆☆☆☆

物理学里的2001太空漫游 从热量与时间的关系再到 黑洞铸造的罗塞塔牌连接了量子 引力和热力学 看完感觉物理学和哲学同样美妙且永恒

评分☆☆☆☆☆

堆满了来不及看，没法评价书的内容，好坏看命吧

评分☆☆☆☆☆

文科生表示压力山大，不知道能不能看懂一点。

评分☆☆☆☆☆

维奇，世界公认的谜题、游戏和趣味数学专家，从浩瀚的数学

评分☆☆☆☆☆

东西很好很划算，质量也不错，关键是活动以后价格划算，很棒的

评分☆☆☆☆☆

虽然还没来得及看，但看封面就很高大上，包装也很好，一点都没磕碰。

评分☆☆☆☆☆

很厚的一本书，有很多有意思的数学思维游戏，真的挺烧脑的，单都比较经典值得一看

评分☆☆☆☆☆

量子力学的科普读物，非常适合对物理没有太多基础的读者阅读。