万物理论（二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　◎作者将自己英文原书中化学、地科以及生物部分的精华集结出版中文版本，与中文读者分享科研成果。
　　◎与《统一场论》为姊妹作，相辅相成，提出新理论圆满解释诸多现今科学难题。
　　◎以本书纪念大科学家理查费曼的百年诞辰，并向大生物学家桑格、大化学家拉塞福、及大地科学家米兰科维奇致敬。

　　本书含有重要化学、地科、生物和数理理论。

　　化学方面，提出一个以电力以及磁力为本，原子、核中子、质子各排成一列，而核外电子两两以自旋反向成对，以磁力抵销静电力，并以两种相反方向运行物质波，成为驻波在同一平面绕原子核公转，为决定性二维原子模型，解决了魔术数字2 8 8 18 18 32 32的电子组态问题。并依此新模型提出新的化学键理论。本书也提出热膨胀机制、酸硷机制、以及磁性、极性等元素特性等问题。

　　地科方面，提出了依照新原子论使地磁产生以及地磁倒转的原因，依光为重力波理论提出地震为地球内部急遽释放出来的电磁辐射，以及用电荷相对论解释龙卷风的成因。

　　生物方面，用蛋白质世界理论解释同手性的起源，重新用表观遗传学讨论拉马克废退说，用米兰科维奇週期解释地球生物灭绝的原因，用转位子帮忙解释生物在环境下的演化，意识及潜意识与神经解剖学的关联，糖脂质以及蛋白质密码，还有用社会生物学解释如同类不相残解释社会化生物德行源起，是不容错过的好书。

　　数理方面，1919年一百年前爱丁顿的一场日全蚀观测，为证明爱因斯坦广义相对论第一证据，2019年一百年后人类则首次观测到黑洞成像，再度验证爱因斯坦的广义相对论。本书也对爱因斯坦相对论做出重要补充：包括相对论角度变化、相对角速度、也导出转动动能等。
 

《星辰航迹：宇宙的结构与生命的起源》 导言：叩问宏大命题的深度探索 自古以来，人类的目光便从未离开过头顶那片浩瀚无垠的星空。我们试图理解，构成这宇宙的基石究竟是什么？生命又是如何在偶然与必然的交织中，于某颗不起眼的蓝色行星上萌芽、演化，直至诞生出探求自身起源的智慧？ 《星辰航迹：宇宙的结构与生命的起源》并非对现有物理学框架的简单复述，而是一部立足于跨学科视野，旨在构建一个统一而连贯的宇宙图景的雄心之作。本书将带领读者，从最微观的量子泡沫，穿越到最大尺度的宇宙网，并最终聚焦于生命这一宇宙中最复杂的现象，探究其在物理定律下的必然性与偶然性。 第一部分：时空的织锦与物质的基石 本部分聚焦于宇宙最基础的构造，挑战我们对“实在”的传统认知。 第一章：时空的新几何学——非欧几里得引力场的新诠释 爱因斯坦的广义相对论奠定了我们对引力本质的理解，但它在处理奇点和普朗克尺度时的局限性日益显现。本章将深入探讨修正的引力理论，特别是那些试图将量子力学纳入引力框架的尝试。我们将详细分析高维空间理论（如Kaluza-Klein理论的现代变体）如何通过引入额外的空间维度，自然地解释电磁力和引力之间的耦合关系，并探讨背景无关性在构建更基础理论中的核心地位。我们将展示，时空结构本身可能不是连续流形，而是由某种更基本的、信息化的“比特”编织而成。 第二章：物质的实在性——从标准模型到超越 标准模型以其惊人的预言精度统治了粒子物理学界数十年。然而，暗物质和暗能量的存在清晰地表明，我们所见的物质仅占宇宙总质量能量的不到5%。本章将系统梳理当前寻找超对称伙伴、额外中微子模式以及“新物理”迹象的实验证据。重点探讨“非对称”的起源——为何物质战胜了反物质？我们不会满足于CP破坏的弱相互作用解释，而是深入研究早期宇宙相变过程中，物质-反物质不对称性如何被“冻结”下来，形成我们今日所见的世界。 第三章：信息作为基本量——物理学中的“比特” 近年来，信息理论在物理学中的地位不断提升。从黑洞热力学中的熵到量子纠缠的本质，信息似乎比能量和物质更具基础性。本章将审视全息原理（Holographic Principle）的深层含义，探讨宇宙是否可以被视为一个巨大的信息处理系统。我们将讨论量子信息论如何被应用于理解物质场论的对偶性（如AdS/CFT对应），并推导如何通过信息的“不可复制性”来定义物理实在的基本边界。 第二部分：宇宙的演化与结构的形成 本部分将时间轴拉伸至宇宙的宏大尺度，考察从暴胀到星系形成的动力学过程。 第四章：暴胀的余晖与原初扰动 宇宙暴胀理论成功解释了平坦性、视界问题和磁单极子问题。本章将聚焦于暴胀模型中的微妙细节：是单场慢滚机制，还是多场混沌暴胀？我们将详细分析原初引力波背景的特征信号，以及它们如何作为宇宙大爆炸“第一秒”的直接证据。同时，探讨暴胀结束后，宇宙如何高效地“再加热”，为后续的粒子产生和核合成奠定基础。 第五章：暗能量的驱动——宇宙加速膨胀的本质 暗能量占据了宇宙能量密度的约70%，其性质仍是最大的谜团。本书将详细剖析主流的两种解释：要么是宇宙学常数（$Lambda$），代表真空能量的内在属性；要么是动态的标量场（如Quintessence），其能量密度随时间演化。我们将运用最新的宇宙学观测数据（如超新星观测、CMB的极化模式），对比不同暗能量模型的预测差异，并探讨引力理论本身是否需要被修改（如f(R)引力）来取代暗能量的概念。 第六章：星系团的骨架——暗物质的动力学效应 暗物质是结构形成的主导力量。本章侧重于暗物质的“非引力”效应的缺失，以及这种缺失如何塑造了星系和星系团的分布。我们将分析冷暗物质（CDM）模型在解释星系尺度上遇到的“小尺度危机”（如矮星系过量问题），并探讨热暗物质或弱相互作用重粒子（WIMP）的替代方案所带来的观测约束。着重于模拟技术，展示暗物质的“晕”如何作为可见物质聚集的引力锚点。 第三部分：生命的出现——复杂性与适应的物理边界 这是全书最具思辨性的部分，探讨生命如何在热力学第二定律的框架下，在局部区域内实现负熵，并发展出自我复制的能力。 第七章：热力学与生命：耗散结构的新视角 生命本质上是一种高度有序的系统，似乎与宇宙整体的熵增趋势相悖。本章将引入普里戈金的“耗散结构理论”，阐明生命系统如何通过与环境进行能量和物质的快速交换，实现远离热力学平衡态的稳定状态。我们将量化生命活动中的“信息熵”与“热力学熵”之间的关系，论证生命不是对熵增的“违反”，而是熵增速率最大化的一种高效路径。 第八章：化学演化的物理约束与自我复制的逻辑 生命起源的关键在于自我复制分子（RNA或DNA）的出现。本章将研究在早期地球的特定物理化学条件下（如深海热泉或粘土表面），哪些热力学路径最有利于手性分子和多聚体的形成。重点分析催化作用的物理机制，即如何通过降低反应的活化能，使得生命过程在宏观时间尺度上成为可能。我们将讨论“复制子”出现时，信息存储和错误率之间的基本权衡。 第九章：意识与涌现现象——从神经元到认知 生命演化的终极产物之一是具有高度复杂性的认知和意识。本书将批判性地审视还原论对意识的解释，并提出一种基于复杂系统科学的“涌现观”。意识并非储存在单个神经元中，而是源于大规模、非线性神经网络中的同步振荡和信息整合。我们将探讨量子效应在突触传递中的作用，以及信息集成度（如整合信息论 $Phi$ 值）如何作为衡量复杂性与意识水平的物理量标。 结论：未竟的探索与统一的呼唤 《星辰航迹》以对当前科学前沿的深刻洞察收尾，强调物理学、宇宙学和生物学的边界正日益模糊。我们尚未找到一个能将引力与量子力学统一的“万有理论”，更不用说一个完全解释生命起源的物理化学模型。然而，通过这种跨越尺度的综合性考察，我们可以清晰地看到，从宇宙的诞生到智慧的出现，其背后都遵循着一套深刻而统一的自然法则。本书旨在激发读者，将对星空的敬畏，转化为对自然界内在逻辑的无尽探求。

作者简介

胡万炯 MD PhD

　　生于1973年，为台大医学系医学士及约翰霍普金斯大学博士（教育部公费留学）。曾任中央研究院博士后研究员以及马偕纪念医院与新光纪念医院神经科医师，并且曾任或现任以下机构之会员：德国物理学会Deutsche Physikalische Gesellschaft（German Society of Physics）、美国数学协会Mathematical Association of America、美国地球物理联盟American Geophysical Union、澳洲皇家化学学会Royal Australian Chemical Institute、美国微生物学会American Society for Microbiology、澳洲物理学会Australian Institute of Physics、无国界医师组织Médecins Sans Frontières（MSF）以及国际纯粹与应用化学联合会International Union of Pure and Applied Chemistry（IUPAC）。
 

自序
第二版序
 
壹、万物理论化学篇
新原子论（New atom model）
化学键（Chemical bond）
热膨胀（Heat expansion）
酸硷机制（Acid & base）
元素特性（Characteristics of elements）
 
贰、万物理论地科篇
地磁理论（Geomagnetism）
地震理论（Earthquake）
龙卷风理论（Tornado）
 
参、万物理论生物篇
蛋白质世界与同手性（Protein world & homochirality）
演化和灭绝（Evolution & extinction）
新拉马克「废退说」（Neo-Lamarckism disuse）
物种起源（Origin of species）
糖类脂质和蛋白质代码（Sugar, lipid & protein codes）
意识和潜意识（Conscious & subconscious）
社会生物学（Social biology）
 
肆、万物理论数理篇
相对论角度变化（Relativity angle change）
宇宙方程式（Universe equation）
普郎克单位与测不准原理（Planck unit & Uncertainty Principle）
杨密场论（Yang-Mills theory）
电荷相对论和旋转矩阵（Charge relativity & rotation matrix）
 

作者序

第二版序

　　本书预计于2019年7月1日改版，新版的内容主要是针对统一场论三版以及万物理论初版做出修订，尤其是在数理篇的部分。选在7月1日出版是为了纪念1859年也在7月1日发表的达尔文演化论向他致敬，本书的内容对达尔文演化论做出重要补充，物竞天择适者生存主要是针对不同种的生物而言，同种生物其实是会相互合作谋求族群的生存利益且有最起码的同类不相残原则。这也是社会生物学中生物德行的源起。另外，本书对于地球曾发生多次週期性生物灭绝提出米兰科维奇循环的地球气候大变动为生物灭绝的主因，补充了达尔文演化论中未能阐释清楚的生物灭绝现象的成因。今年恰巧也是1920年米兰科维奇循环提出后的约一百年。1920年代也是首先发现地磁倒转的年代。五十年前的1970年，DNA结构发现者克里克定述了生物学的central dogma，也就是DNA->RNA->Protein，而本书再延伸了lipid code及sugar code，并提出生物演化是由Protein->RNA->DNA逆反central dogma的顺序来解释糖类及胺基酸同手性Homochirality的起源。今年也是被联合国定的国际元素週期表年，原因是在150年前的1869年，门德列夫首先提出了元素週期表，而在一百年前的1919年，拉塞福发现了质子而提出了proton model作为原子行星模型并假设中子的存在，本书提出了新原子模型是更加推广了拉塞福的原子行星模型，并提出相应的新化学键理论，且完美解释了元素週期表中2 8 8 18 18 32 32的魔术数字，应用于天文地科也可解释地磁倒转的成因。1919年一百年前爱丁顿的一场日全蚀观测，为证明爱因斯坦广义相对论第一证据，2019年一百年后人类则首次观测到黑洞成像，再度爱因斯坦的广义相对论。本书也对爱因斯坦相对论做出重要补充: 包括相对论角度变化、相对角速度、也导出转动动能等。2019年7月2日也有一场日全蚀，刚好是本书改版日差一天，因此此书也有向爱因斯坦致敬之意。本序谨致于理查费曼生日。

化学键（Chemical bond）
 
此节，我想讨论用这个新的原子模型来说明化学键理论。量子力学有自己的方法来解释化学键的形成。敝人的新原子模型可以更好的解释化学键形成。在这一新的原子模型有两大化学键的形成模式。传统的化学键有离子键和共价键。在传统的共价键，电子可以在相邻的两个原子通过形成量子化的分子轨道「共享」。我觉得这个概念是不正确的。在这种新的原子模型，这两种化学键的区别应予以修订。首先，化学键可以由受方原子接受来自供方原子的多余电子而形成。例如：氯化钠。在钠原子的最外层轨道有一个额外电子。
 
而有7个电子在氯原子的n = 2轨道。因此，钠原子的额外单电子将进入氯原子的最外轨道。这可以解释路易斯八隅体规则的由来，因为完整的n = 2的氯原子最外轨道需要8个电子。然后，给电子的Na原子是相对正电性和电子收受者氯原子是相对负电性的。因此，钠原子和氯原子可以彼此结合。我们还可以看O = C = O（二氧化碳分子）的例子。
 
每两个氧原子捐赠两个电子到中心碳原子，所以中央的C原子可以有一个完整的8个电子在其外层轨道。值得注意的是，所有的8个电子中的C原子的外层轨道必须在碳原子的相同的平面旋转。因此，每个O原子应该是在同一水平面与C原子相接，捐献两个电子到C原子上。这可以解释为什么二氧化碳分子是线性的形状。在我的新原子模型，没有π键也没有σ键。也没有所谓分子杂化轨道的超共轭。因此，它可以解释为什么所有的双键和三键总是形成于同一平面上。
 
在化学键形成的第二机转，原子和原子可由单一个电子或一对自旋相反的成对电子形成键结。这两个电子被两个原子核以同等电磁力吸引来连接原子，并存在于两个原子核连线的中间。比方说是CH4分子的这种化学键结构。
 
在甲烷，成对的电子位置是依赖于C原子和H原子的相对库仑力。此外，自旋相反成对的电子是一个单元没有输出自旋相关的磁力。并且，成对的电子不会有轨道。 因此，不存在轨道相关的磁力。配对的电子，没有净加速度，没有净外力。这对电子也有相反的自旋，这样他们就可以利用磁性吸引力平衡库仑静电斥力形成一对。这是第二种可能化学键形成机制。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，《万物理论（二版）》这本书的书写风格实在是太吸引人了。作者的语言充满了哲学家的思辨和诗人的浪漫，在讲述那些极其复杂的物理概念时，竟然能够做到如此引人入胜。我常常会一边阅读，一边在脑海中勾勒出宇宙的宏伟图景，那些抽象的公式和理论，在他的笔下仿佛化作了生动的画面。他并没有回避科学的严谨性，但同时又赋予了它们生命力，让我能够感受到科学探索背后那种不屈不挠的精神和对真理的极致追求。这本书让我明白，科学并非冷冰冰的数字和公式，而是人类对世界最深刻的理解和最美好的憧憬。我尤其喜欢他在阐述一些前沿理论时，会穿插一些历史上的伟大科学家们的生平轶事，这不仅让我对科学家的成长历程有了更深的了解，也更能体会到他们是如何突破时代的局限，不断拓展人类认知的边界。读完一章，我总会感到一种前所未有的震撼和启发，仿佛自己也参与了这场波澜壮阔的科学革命。

评分☆☆☆☆☆

这次购入《万物理论（二版）》，完全是被它所传达的一种思考方式所吸引。我一直觉得，很多问题并非非黑即白，而是存在着多种可能性和解读的。这本书似乎就是秉持着这种“万物皆有可能”的开放态度，去探讨宇宙最根本的规律。我期待它能够提供给我一些全新的视角，让我能够从不同的维度去理解我们所处的这个世界。比如，对于一些看似矛盾的现象，这本书会不会给出一个令人耳目一新的解释？它会不会引导我重新审视一些我习以为常的观念？我希望这本书能够教会我如何去质疑，如何去探索，而不是仅仅接受既定的结论。这种鼓励独立思考的特质，正是我在如今信息爆炸时代所迫切需要的。我想，如果一本科学书籍能够触及读者的思维模式，甚至改变读者的认知习惯，那么它所带来的价值将是难以估量的。我迫不及待地想让这本书成为我思维的催化剂，激发我更多的灵感和思考。

评分☆☆☆☆☆

《万物理论（二版）》的排版和插图质量也相当令人满意。我喜欢这种清晰的字体和合理的行间距，阅读起来非常舒适，不会感到疲劳。而书中那些精美的插图，更是起到了画龙点睛的作用。它们不仅仅是对文字内容的补充，更是一种视觉上的引导，帮助我更直观地理解那些复杂的概念。无论是描绘星系的壮丽景象，还是展示微观粒子的奇妙形态，这些插图都充满了科学的美感，也让我对宇宙的神奇充满了敬畏。我尤其欣赏那些示意图，它们能够将抽象的理论模型形象化，让原本枯燥的物理学变得生动有趣。有时候，一张精妙的插图，比长篇大论的文字更能打动我，让我瞬间茅塞顿开。一本好书，不仅要有好的内容，更要有好的呈现方式，而《万物理论（二版）》在这方面做得堪称完美。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，《万物理论（二版）》这本书的价值，并不仅仅在于它所包含的那些前沿的科学知识，更在于它所传递的那种对宇宙的敬畏之心和探索不止的精神。我是一个对未知事物充满好奇的人，而这本书就像是一扇窗户，让我能够窥探到宇宙的深邃和广阔。它让我感受到，我们人类在浩瀚的宇宙面前是多么渺小，但同时，我们又拥有着无穷的智慧和探索未知的勇气。这种虚怀若谷又勇往直前的精神，正是这本书最打动我的地方。我希望通过阅读这本书，能够培养我更加开放的心态，去接受那些我们尚不理解的事物，并保持对科学探索的终身热情。它让我明白，科学的旅程永远没有终点，我们对宇宙的认知，也永远在不断更新和拓展之中。这是一种令人振奋的启示，也让我对未来充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本《万物理论（二版）》的装帧设计让我眼前一亮，厚实的书脊和硬朗的封皮，透着一股扎实的学术气息。拿到手里沉甸甸的，仿佛承载了无数智慧的结晶。我一直对宇宙的起源和终极奥秘充满好奇，每次仰望星空，总会涌现出无数的疑问。这本书的标题就直击我的痛点，让我对它充满了期待。我翻开目录，看到那些熟悉的、又带着些许陌生的名词，比如“量子纠缠”、“弦理论”、“暗物质”、“暗能量”，就觉得这本书的深度肯定不浅。而且，这毕竟是“二版”，说明它经过了时间的检验，肯定在内容的准确性和前沿性上有所更新和提升。我希望这本书能够用一种清晰易懂的方式，将那些宏大的概念具象化，让我这个非专业人士也能窥探到宇宙最深邃的秘密。我尤其希望它能解答一些我一直以来困扰的问题，比如时间究竟是什么？宇宙真的是无限的吗？黑洞的内部究竟是什么样的景象？如果这本书能够在我心中播下求知的火种，并指引我探索更广阔的科学世界，那它就绝对是一本值得我反复品读的佳作。