神的方程式:對萬有理論的追尋

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加來道雄
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具体描述

一段史詩般的旅程——
以加來道雄特有的熱忱和清晰文筆寫成,
娓娓道出了歷來科學家們前仆後繼追尋「神的方程式」的故事。
具有權威性又明晰易懂的出色之作!
讀過此書,相當於將整個物理發展史走過一遍。

  神的方程式——「萬有理論」,它是科學的巔峰成就、物理學的聖杯,從這則公式可以推導出其他所有方程式,那會是自從古人問道:「世界是以什麼組成的?」以來,歷經兩千年科學探尋所成就的最終產物。這是個令人屏息的願景。

  加來道雄寫出這一段求知的故事——努力追尋「萬有理論」,一個革命性的「神的方程式」。愛因斯坦投入一生致力尋覓這個難以捉摸的物理聖杯,想藉此要把宇宙間所有力聯繫在一起,但他始終沒有找到它。物理學界幾位最偉大的心智,從霍金到布萊恩•葛林(Brian Greene),也接手展開搜尋,但迄今仍沒有人成功。

  在《神的方程式:對萬有理論的追尋》這本書中,知名理論物理學家加來道雄帶領讀者踏上一趟令人難以置信的旅程,走過一段史詩般蜿蜒曲折的路途,那也是他終身大半期間都興味盎然的謎團。他引領我們走過現代物理學的關鍵爭執,從牛頓的重力理論經由相對論和量子力學,乃至於弦論領域的最晚近發展,讓讀者了解這段物理學家們前仆後繼探尋萬有理論的辛苦過程。這是一段講述令人眼花撩亂的突破,以及山窮水盡的死胡同的故事,由加來道雄秉持感人肺腑的熱情,以他的生花妙筆清楚道出。

名人推薦

  【專文導讀】

  侯維恕|臺灣大學物理學系講座教授

  【專業推薦】
  從古到今,「神」一直存在於人類的各種文化裡。對於科學家而言,「神」是造物者或大自然的代稱,而神的方程式即是大自然運行的規律。這本書介紹了科學家們努力追尋的過程,與發現規律的感動。正是這些過程與感動,讓科學家們樂此不疲,也將使讀者如身歷其境般地踏上探險之旅!—— 江瑛貴|清華大學天文研究所教授

  科學家們有個夢,夢想有一天能找到將四種自然力統一的萬能方程式,期待它能解開萬物的規律,宇宙的起源。這是一項艱鉅但充滿驚喜的工作。作者以淺顯易懂的故事敘述,展現了科學家們追根究柢的態度、鍥而不捨的科研歷程, 引人入勝。—— 李景輝|中央研究院天文及天文物理研究所研究員

  到底是否存在著一個萬有理論,能解釋我們整個宇宙的所有現象?弦理論似乎是目前最有可能的候選人。身為相關理論研究的先驅,加來道雄博士在本書中從早年的物理研究,一直論述到弦理論目前的發展,讀過此書,相當於將整個物理發展史走過一遍。儘管加來教授為從事弦理論的研究,在本書中也提及有些物理學家對弦理論的疑慮,使我們能從不同角度探討此一問題,本書是一本值得推薦的科普著作。—— 周 翊|中央大學天文研究所所長

  【國內專家學者齊聲推薦】
  江瑛貴|清華大學天文研究所教授
  李景輝|中央研究院天文及天文物理研究所研究員
  周 翊|中央大學天文研究所所長
  高涌泉|臺灣大學物理學系教授
  陳文屏|中央大學天文研究所講座教授

  【各界好評推薦】
  一段明晰易解的探索求知歷程,把愛因斯坦的廣義相對論和量子理論結合起來,創建出有關宇宙之本質的無所不包的「萬有理論」。——安得魯‧安東尼(Andrew Anthony),《觀察家報》(The Observer)

  加來道雄運用易於掌握的現實闡述來解釋深奧的數學,並說明理論物理學突破是如何對人類經驗產生了有形的影響……撰述出既令人費解,卻也清晰易讀令人訝異的成果。——皮帕‧貝利(Pippa Bailey),《新政治家》(New Statesman)

  這是一位高明的科學溝通者撰寫的出色書籍……倘若有任何人能掀開弦論的深奧數學和物理學的神祕面紗,那就是加來道雄了。而且在這本精彩的小書當中,他也正是辦到了這點——以清楚簡單的語彙,解釋了種種概念上的突破、死胡同和懸而未決的問題——投入搜尋大一統萬有理論……《神的方程式》令人驚豔……加來道雄,完美的說書人,為我們帶來一套引人入勝的、未經修飾的論述……他的書提出了理論物理學的最前沿理念,並讓讀者在下一場重大突破發生之時做好準備。」——《華爾街日報》(The Wall Street Journal)

  具有權威性又明晰易懂!——《自然》(Nature)

  加來道雄以生花妙筆評述我們這處宇宙的結構,彰顯知識巨人所做出的貢獻,闡述延續那趟艱鉅探索使命的人士,如何在數十年期間投入尋覓捉摸不定的萬有理論……檢視這種誘人理論,加來道雄勾勒出它的許諾、問題和它所展現的令人嘆為觀止,幾乎無從領會的種種可能性。加來道雄的這部最新作品,捕捉了宇宙、我們的行星和有關於我們自己的令人敬畏又神祕難解之美,而且凡是投入思忖存在的任何人,對此都會心醉神迷。——《書單》(Booklist)

  令人迷醉……加來道雄發揮他釐清費解概念的專才,讓這部作品成為真正令學子大開眼界的作品。——《出版者周刊》(Publisher's Weekly)

  記錄「物理學聖杯」之搜尋的老練著述……深具啟發性……一部重要的著作。——《柯克斯書評》(Kirkus Reviews)
好的,这里是一份关于一本名为《宇宙的织锦:从粒子到星系的宏伟图景》的图书简介。 --- 《宇宙的织锦:从粒子到星系的宏伟图景》 导言:在看不见的尺度上丈量存在的边界 人类对宇宙的好奇心是永恒的驱动力。从古代哲人仰望星空,到现代物理学家在地球深处寻找最基本的物质构成,我们从未停止过对“我们从何处来,又要到何处去”的追问。《宇宙的织锦》并非一部追求单一“万有理论”的探索,而是一次对当代物理学和宇宙学图景的全面、深入的审视。它旨在构建一座桥梁,连接微观世界中令人眩晕的量子迷宫与宏观宇宙中令人敬畏的结构演化。 本书分为三个主要部分:“基石:量子世界的精微结构”、“中枢:引力、时空与物质的交响”,以及“远景:宇宙的诞生、演化与终极命运”。 --- 第一部分:基石——量子世界的精微结构 (The Foundation: The Subtlety of the Quantum Realm) 本部分将带领读者深入到物质的最底层,探索构成我们一切经验的、却又最反直觉的量子实在。我们不会停留在对量子力学基本原理的简单介绍,而是深入探讨其在粒子物理学前沿的应用与挑战。 第一章:标准模型的辉煌与局限。 我们将详尽解析粒子物理学的基石——标准模型。这包括对夸克、轻子、规范玻色子的精确描述,以及希格斯机制如何赋予粒子质量的精妙机制。然而,本书的重点在于揭示标准模型留下的“未解之谜”:为什么存在三种代的中微子?引力为何在标准模型中缺失?暗物质和暗能量的证据是如何从精确的实验中浮现的? 第二章:量子场论的数学之美。 本章将探讨量子场论(QFT)作为描述粒子相互作用的数学框架的强大之处。我们将剖析重整化理论的核心概念,理解为什么理论计算中会出现无穷大,以及物理学家如何巧妙地驯服这些怪兽,从而得出与实验高度吻合的预测。这将是一次对抽象数学工具如何精确描绘物理实在的深度体验。 第三章:超越标准模型的猜想。 面对粒子的多余与自然界的未解之谜,物理学家提出了诸多大胆的假设。我们将系统地介绍超对称理论(Supersymmetry)的愿景——如何通过费米子与玻色子的对称性来解决层次结构问题和暗物质粒子来源的潜在候选。此外,对于更高维度的探索,如Kaluza-Klein理论的复兴和对额外空间维度的物理意义的探讨,也将被细致展开。 --- 第二部分:中枢——引力、时空与物质的交响 (The Nexus: Harmony of Gravity, Spacetime, and Matter) 本部分将焦点转向爱因斯坦的广义相对论,探讨引力如何塑造了宇宙的几何结构,以及它与量子世界的冲突点,即量子引力的必要性。 第四章:广义相对论的几何化。 我们将超越教科书上对时空弯曲的简单比喻,深入理解黎曼几何在广义相对论中的核心作用。本章详细分析爱因斯坦场方程的含义,并探讨黑洞——时空最极端的体现——的数学特性,包括事件视界、奇点定理的物理意义,以及霍金辐射对黑洞热力学性质的深刻启示。 第五章:宇宙学原理与大尺度结构的建立。 如何从局部时空描述扩展到对整个宇宙的描述?本章阐述宇宙学原理的适用性及其重要性,并介绍弗里德曼方程如何描述一个膨胀或收缩的宇宙模型。我们将详细分析宇宙微波背景辐射(CMB)的各项异性,这些微小的温度波动是如何成为早期宇宙信息最宝贵的载体。 第六章:引力量子化的困境与路径。 这是连接第一部分与第三部分的关键。我们分析当试图将量子场论的规则应用于引力子时所遭遇的不可重整化问题。本章着重对比两种主要的量子引力尝试:弦理论(String Theory)——将粒子视为一维弦的振动模式,以及圈量子引力(Loop Quantum Gravity, LQG)——将时空本身进行离散化的努力。我们将客观评估它们各自的优势、面临的实验检验难题,以及它们如何重新定义“空间”和“时间”的本质。 --- 第三部分:远景——宇宙的诞生、演化与终极命运 (The Vista: Genesis, Evolution, and Ultimate Fate of the Cosmos) 在最后一部分,我们将视角拉伸到最广阔的尺度,回顾宇宙的起源,并审视驱动其演化的神秘力量。 第七章:暴胀理论的兴起与遗留问题。 大爆炸理论留下了视界问题和磁单极子问题。本章详细阐述暴胀理论——宇宙在极早期瞬间的指数级膨胀——如何优雅地解决了这些难题,并解释了为什么CMB如此均匀。同时,我们也探讨了暴胀理论内部的争议,例如其对多重宇宙(Multiverse)可能性的暗示。 第八章:暗物质的身份与分布。 暗物质作为宇宙质量构成的约27%,却始终保持隐形。本章梳理了支持暗物质存在的强有力证据(旋转曲线、引力透镜、星系团动力学),并系统分类了WIMPs(弱相互作用重粒子)、轴子(Axions)等主要的候选粒子模型。我们还将审视直接探测实验的最新进展和限制。 第九章:暗能量与宇宙的加速膨胀。 1998年的发现彻底改变了我们对宇宙命运的看法。本章深入探讨暗能量,它表现为一种遍布空间的负压,驱动着宇宙的加速膨胀。我们将对比宇宙学常数(真空能)模型与更具动态性的标量场模型(如第五元素理论),并讨论观测证据(如Ia型超新星、BAO)如何限制了暗能量的状态方程。 第十章:宇宙的终极图景。 基于当前最可靠的模型(ΛCDM),我们推演宇宙的未来。这包括“大冻结”(Heat Death)的可能性,即恒星耗尽燃料、黑洞蒸发殆尽的最终寂静。同时,我们也会审视其他更具戏剧性的结局,例如如果暗能量的性质随时间变化,是否会导致“大撕裂”(Big Rip)或“大挤压”(Big Crunch)。 结语:未竟的旅程。 《宇宙的织锦》最终指向一个核心结论:我们对自然法则的理解远未完成。从寻找引力的量子描述,到揭示暗物质和暗能量的本质,物理学正站在一个前所未有的交汇点上。本书的价值不在于提供最终答案,而在于清晰地描绘出通往这些答案的崎岖而迷人的道路。 --- 目标读者: 本书适合对现代物理学、宇宙学有强烈求知欲的读者,包括非专业背景的科学爱好者、理工科高年级学生,以及任何渴望理解我们所处宇宙的根本运作机制的思考者。书中力求在保持科学严谨性的同时,用清晰、富有洞察力的语言,描绘出这幅宏伟的科学图景。

著者信息

作者簡介

加來道雄 Michio Kaku


  超弦論奠基者、當代物理大師

  日裔美籍科學家,現為紐約市立大學理論物理學教授,也是國際公認的理論物理學權威。哈佛大學畢業,加州大學柏克萊分校物理博士,是建立「超弦理論」的科學家之一。他寫了幾本頗受歡迎的物理教科書,成為許多一流實驗室的指定讀物。過去十年來,他在紐約市電台主持一個現場call in,全美播放,是相當受聽眾歡迎的科普教育節目。他從小喜歡閱讀科幻小說,尤其深受艾西莫夫啟蒙。由於當時小說充斥著交待不清的物理情節,促使他長大後立志從事理論物理研究。著作包括《穿梭超時空》(商周)、《平行宇宙》(暖暖書屋),以及近年來的《2100科技大未來》、《2050科幻大成真》及《離開太陽系:移民火星、超人類誕生到星際旅行,探索物理學家眼中的未來世界》(時報出版)。目前加來道雄和家人定居紐約。

譯者簡介

蔡承志

 
  國立政治大學心理學碩士,第七屆「吳大猷科普著作獎」翻譯類金籤獎得主。一九九四年起業餘投入科普書翻譯,一九九九年轉任全職迄今,期間也從事Discovery頻道字幕翻譯三年。累計作品近九十本,包括:《眺望時光的盡頭》、《給未來總統的物理課》、《星際效應》、《好奇號帶你上火星》、《無中生有的宇宙》、《時空旅行的夢想家:史蒂芬.霍金》、《大人的物理學:從自然哲學到暗物質之謎》、《詩性的宇宙》、《大轉折:百年科學匯流史》、《伊波拉浩劫》、《下一場人類大瘟疫》和《最後一個知識人》等。

图书目录

導讀
前言:簡介最終理論
第一章 一以貫之 ―古老的夢想
第二章 愛因斯坦對統一的探求
第三章 量子崛起
第四章 幾近萬有理論
第五章 暗宇宙
第六章 弦論興起:指望和問題
第七章 尋找宇宙的意義
結論
致謝
註釋
文獻選讀

 

图书序言

  • ISBN:9786263352469
  • 叢書系列:科學人文
  • 規格:平裝 / 256頁 / 14.8 x 21 x 1.25 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣

图书试读

用户评价

评分

说实话,一开始捧起这本《神的方程式:對萬有理論的追尋》时,我有点担心它会变成一本晦涩难懂的教科书,毕竟“万有理论”这个主题本身就充满了哲学和数学的重量。然而,作者的叙事功力实在高超,让这本书读起来完全没有压力,反而充满了阅读的乐趣。我尤其欣赏他如何将那些物理学巨匠们的生平轶事巧妙地穿插在理论的讲解之中。例如,当我们了解到普朗克、玻尔这些人在面对理论瓶颈时的挣扎与突破时,那些原本冰冷的公式似乎一下子就有了温度和人性。这种将科学史、人物传记与尖端物理学熔于一炉的写法,极大地增强了阅读的沉浸感。对我这种非专业人士来说,它不仅科普了知识,更重要的是,它激发了我对人类智力极限的好奇。那种试图用数学语言去捕捉宇宙运行规律的宏大叙事,读完后让人忍不住想去查阅更多相关资料,是一种由内而外激发求知欲的好书。

评分

翻阅《神的方程式:對萬有理論的追尋》时,我的感受是,它成功地将科学的“硬核”与文学的“柔软”结合得天衣无缝。作者的文字功底非常扎实,叙事节奏把握得极好, कधी快 कधी慢,引人入胜。当讲到广义相对论的优雅结构时,文字变得如同诗歌一般精确而优美;而当探讨量子力学的反直觉特性时,笔调又变得充满了探索的惊奇与哲学的深思。特别是对于那些复杂的数学概念,作者总能找到贴切的当代生活场景来类比,让原本高高在上的物理学概念瞬间“落地”,变得可以触摸。对我而言,这本书的价值在于它提供了一种“共鸣”。它让读者感觉到,无论我们从事什么行业,对理解我们身处的这个宇宙的好奇心,都是人类共通的本能。这本书就像是一个引路人,带着你轻轻地走过那些理论的高墙,让你在欣赏风景的同时,也学会了欣赏建构这些风景的智慧。

评分

这本《神的方程式:對萬有理論的追尋》读起来,感觉就像是搭上了一艘驶向宇宙最深层秘密的探险船。作者的笔触非常细腻,不只是在陈述科学理论,更像是在娓娓道来一场人类心智的壮阔旅程。我特别欣赏作者在处理那些极其复杂的物理概念时所展现出的清晰度和耐心。他没有直接把一堆艰涩的公式砸向读者,而是通过一系列精心设计的比喻和历史背景的梳理,让我们能够逐步理解,从牛顿的苹果到爱因斯坦的时空弯曲,再到量子力学的奇诡世界,这些看似孤立的知识点是如何一步步汇聚成对“万有理论”的渴望。阅读过程中,我数次停下来,对着窗外思考,那种被知识的洪流推着走,同时又对自己所处宇宙的渺小和伟大有了更深刻体会的感受,是读书体验中难得的震撼。这种书的价值,远超于它所传达的知识本身,它提供了一种思考世界的方式,一种对终极真理的敬畏之心。这本书绝对值得所有对科学和哲学有好奇心的人拥有。

评分

对于一本探讨“终极理论”的书籍来说,《神的方程式:對萬有理論的追尋》最成功之处,在于它成功地平衡了“深度”与“可读性”这对看似矛盾的要求。我很少看到一本书能如此深入地剖析量子场论和弦理论的内涵,同时又让一个没有物理学背景的读者能够跟得上思路,不至于中途感到挫败。作者在组织章节结构上非常有匠心,他并没有采取时间线或学科线索的单一推进方式,而是不断地在“宏观宇宙”和“微观粒子”之间来回穿梭,这种跳跃性的视角反而更好地模拟了当代物理学研究的碎片化和跨学科性。每当一个章节结束,都会留下一个悬而未决的问题,驱使着我急切地翻到下一页去寻找答案,这种阅读的动力感十足。总的来说,这是一本不仅能让你了解“我们知道什么”,更能让你思考“我们还不知道什么”的绝佳读物,对启发独立思考非常有帮助。

评分

这本《神的方程式:對萬有理論的追尋》的格局之大,简直让人叹为观止。它不是仅仅聚焦于某一个理论的推演,而是将人类对“统一场论”的千年追问,置于整个文明演进的宏大背景下进行审视。作者的视野非常开阔,从古希腊的元素论,到中世纪的炼金术,再到近现代的弦理论和圈量子引力,他似乎在构建一条清晰的脉络,展示人类如何一步步从迷信走向严谨的科学。我个人觉得最棒的一点是,作者非常坦诚地讨论了当前物理学面临的困境——那些尚未解决的悖论和理论间的冲突。他没有刻意去美化科学的进程,而是真实地展现了科学家们在面对未知时的那种探索的艰辛和迷茫。这种对科学局限性的直陈,反而让整本书显得更加真实和可信。读完后,我不再只是把科学视为一套既定事实的集合,而是将其视为一个永不停止的、充满张力的对话过程。

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