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时空简史:从芝诺悖论到引力波电子书

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493人正在读 | 1人评论 6.2

作       者:朱伟勇,朱海松

出  版  社:电子工业出版社

出版时间:2018-07-01

字       数:22.1万

所属分类: 科技 > 科普读物 > 科学知识

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《时空简史》从“时间和空间”这个总视角,回顾了人类文明史上重大的科学革命。《时空简史》通过“时空观”这一科学哲学思维范式全面审视了科学革命和进步发生时人们对于时间和空间观念的根本性转变,梳理了这些科学革命发生时的关键思想细节。《时空简史》把“时空观”提升到哲学高度,提纲挈领地阐述了那些重大科学革命背后的哲学思考。作者朱伟勇教授负责全书的框架,朱海松负责内容;一位负责内容的深入,另一位负责内容的浅出;一位负责科学,另一位者负责哲学。在思考和创作《时空简史》的过程中,中国的科学和技术发展及其对世界的影响始终萦绕在我们的思绪当中。在完成《时空简史》之际,仍觉得有必要反思一下中国自十七世纪以来没能参与到引领世界科学革命发生进程的深层原因。 爱因斯坦的《狭义相对论》告诉我们,时间就是空间。本书即从“时间和空间”这个总视角,回顾了人类文明史上诸多重大科学思想,及其诞生历程。通过“时空观”这一科学哲学思维范式,全面审视了每一次重大科学步发生时,人们对于时间和空间观念的根本性转变,梳理了其中的关键思想细节,也把“时空观”提升到哲学高度,提纲挈领地阐述了那些重大科学革命背后的哲学思考。 全书从十个章节,也是十个角度来讲述“时空”的故事,即静止的时空、运动的时空、*的时空、相对的时空、弯曲的时空、膨胀的时空、混沌的时空、破碎的时空、纠缠的时空和振动的时空。这也正是人类对时空的一次次重新认识,同时也不断提醒着我们:科学思想史上无数创造性成果都是由于科学家们对于真理的坚忍不拔、热情追求而获得的,思考、想象和创新才是人类*宝贵的财富。
【推荐语】
《时空简史》不仅是一部动人心魄的科普佳作,更是一部叙事宏大的科学哲学著作。《时空简史》从物理、数学和哲学三个角度展,以对时空的物理哲学、数学哲学和科学哲学的基本认识和思维范式为主线,展了纵横几千年的人类文明史;从对时间和空间认识的哲学视角出发,深浅出地阐述了多种不同的时空观对社会文明步所造成的不同影响;高度概括了人类思维方式的演化历程,对科学思想史上惊心动魄的原创性思想探索历程行了细致微的描述。作者在人类不同历史时期的时空观认识基础上,对新世纪面临的新的机遇和挑战,做出了充满深情的展望,给人以巨大的震撼和启迪。可以说,这是一部由中国作者原创的、关于宇宙时空观历史的科普佳作。
【作者】
朱伟勇,现年80岁(1938—),我国知名统计学家、应用数学家,原辽宁省科学技术协会副主席,东北大学教授、计算机软件与理论博士生导师。长期从事最优设计理论、方法及应用的研究工作,辟了这一应用统计学的分支在钢冶、机械、电子、建材、医药等十几个领域中的实际应用。20世纪80年代首次提出“对数项混料模型”,形成了最优设计的计算机证明与构造这一全新的应用理论体系,填补了国内的空白。90年代致力于混沌动力学、分形理论、小波理论的应用研究,以及电子商务中分形信息压缩、存储和混沌保密的应用。出版8部专著,发表论文160余篇。朱海松,科普作家,流行文化研究学者,著有《禅定与互联思维》《微博的碎片化传播》《移动互联网时代国际4A广告》系列丛书等27部专著。 朱海松,科普作家,流行文化研究学者,著有《禅定与互联思维》《微博的碎片化传播》《移动互联网时代国际4A广告》系列丛书等27部专著。
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内容简介

序言

引言

01 静止的时空:从芝诺悖论说起

万物皆数:第一位宇宙人

芝诺的时空:“万物静止”

无穷的烦恼:“潜无穷”与“实无穷”

第一次数学危机:拒绝无理数

定义连续性:“刀切”拥挤的数轴

整体与部分相等:疯了,无穷大可计算

反驳芝诺:芝诺的意义

数学的柏拉图主义:认识即回忆

康熙皇帝与勾股定理

02 运动的时空:微积分思想

无穷小的复活

导数:探寻永恒的刹那

牛顿的物理直觉:消失的“瞬”

莱布尼茨的几何直觉:消失的“三角形”

牛顿-莱布尼茨公式:小心求证与大胆假设

第二次数学危机:捕捉“无穷小的幽灵”

消灭无穷小:极限理论

数学符号:宇宙的语言

03 绝对时空:朴素沉静的绝对时空

新范式的胜利:把圆压扁

伽利略:过程比原因重要

笛卡尔:天花板上的苍蝇

牛顿:定义质量

绝对时空:分割的时间与空间

万有引力:神秘的超距作用

经典的因果论和决定论范式

数学与物理的伟大融合

04 相对的时空:时空一体,同时相对

麦克斯韦方程与牛顿力学的冲突

迈克尔逊-莫雷实验:“以太”存在吗?不存在!

光速是绝对的:空间的运动影响时间的流逝

狭义相对论:同时相对,众生平等

时空一体:时间膨胀,空间收缩

E=MC 2,质量可以转换为能量

信仰与范式

05 弯曲的时空:引力即几何

发现引力波

从平直空间到弯曲空间:非欧几何

狭义相对论的困惑:惯性系为什么如此特殊

突破:引力质量与惯性质量

等效原理:引力和加速度是等效的

时空弯曲:引力即几何

引力使光线弯曲

广义相对论三大经典预言的验证

人类第一次用肉眼验证广义相对论

相对论的意义:物质与时空,有限与无界

爱因斯坦的哲学和美学思想

06 膨胀的时空:时空的方向性

两种宇宙范式

宇宙常数:“一生中最大的错误”

宇宙创生时刻 Big Bang!

什么是时间

时间的方向性:时间箭头

统计熵:宏观与微观的统一

时间的静止:黑洞的引力时间膨胀

时空穿越:时间的演化

07 混沌的时空:无序的世界

混沌现象:不确定性

“蝴蝶效应”的来历

“面包师”变换

通往混沌的路径:周期倍分岔

三生乱象:周期三导致混沌

混沌是自然系统的内在特征:费根鲍姆常数

通往混沌的四条道路及其轨道

预测在原则上是不可能的

08 破碎的时空:分形的世界

分形几何:英国的海岸线有多长

分形的数学渊源:病态函数

上帝的指纹:对经典的挑战

分形维数:“量化了物体细节的瀑流”

理解分形:对称破缺之美

科学与艺术的结晶:混沌分形图

混沌分形的世界观:“复杂思维”范式

09 纠缠的时空:量子世界

量子通信:幽灵般的超时空穿越

连续性的丧失:普朗克时空

因果性的丧失:上帝掷骰子吗

确定性的丧失:测不准原理

实在性的丧失:当你不看月亮时,月亮存在吗

局部性的丧失:量子纠缠

信仰之争:决定论与概率论

10 振动的时空:多维的世界

时空中的场

“杨-米尔斯”规范场

宇宙的四种基本力

标准模型与“上帝粒子”

一切都在振动:多维的时空

宇宙的琴弦:平行宇宙

在路上:无边界的宇宙

结语

写在后面的话

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