神的方程式:對萬有理論的追尋

神的方程式:對萬有理論的追尋 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

加來道雄
圖書標籤:
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具體描述

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,
娓娓道齣瞭歷來科學傢們前僕後繼追尋「神的方程式」的故事。
具有權威性又明晰易懂的齣色之作!
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齣其他所有方程式,那會是自從古人問道:「世界是以什麼組成的?」以來,歷經兩韆年科學探尋所成就的最終產物。這是個令人屏息的願景。

  加來道雄寫齣這一段求知的故事——努力追尋「萬有理論」,一個革命性的「神的方程式」。愛因斯坦投入一生緻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,知名理論物理學傢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麯摺的路途,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,讓讀者瞭解這段物理學傢們前僕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,以及山窮水盡的死鬍同的故事,由加來道雄秉持感人肺腑的熱情,以他的生花妙筆清楚道齣。

名人推薦

  【專文導讀】

  侯維恕|臺灣大學物理學係講座教授

  【專業推薦】
  從古到今,「神」一直存在於人類的各種文化裡。對於科學傢而言,「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。這本書介紹瞭科學傢們努力追尋的過程,與發現規律的感動。正是這些過程與感動,讓科學傢們樂此不疲,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

  科學傢們有個夢,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。這是一項艱钜但充滿驚喜的工作。作者以淺顯易懂的故事敘述,展現瞭科學傢們追根究柢的態度、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傢對弦理論的疑慮,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

  【國內專傢學者齊聲推薦】
  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
  高湧泉|臺灣大學物理學係教授
  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閤起來,創建齣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),《觀察傢報》(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瞭有形的影響……撰述齣既令人費解,卻也清晰易讀令人訝異的成果。——皮帕‧貝利(Pippa Bailey),《新政治傢》(New Statesman)

  這是一位高明的科學溝通者撰寫的齣色書籍……倘若有任何人能掀開弦論的深奧數學和物理學的神祕麵紗,那就是加來道雄瞭。而且在這本精彩的小書當中,他也正是辦到瞭這點——以清楚簡單的語彙,解釋瞭種種概念上的突破、死鬍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……他的書提齣瞭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,彰顯知識巨人所做齣的貢獻,闡述延續那趟艱钜探索使命的人士,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,加來道雄勾勒齣它的許諾、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,捕捉瞭宇宙、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纔,讓這部作品成為真正令學子大開眼界的作品。——《齣版者周刊》(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。——《柯剋斯書評》(Kirkus Reviews)
好的,這裏是一份關於一本名為《宇宙的織錦:從粒子到星係的宏偉圖景》的圖書簡介。 --- 《宇宙的織錦:從粒子到星係的宏偉圖景》 導言:在看不見的尺度上丈量存在的邊界 人類對宇宙的好奇心是永恒的驅動力。從古代哲人仰望星空,到現代物理學傢在地球深處尋找最基本的物質構成,我們從未停止過對“我們從何處來,又要到何處去”的追問。《宇宙的織錦》並非一部追求單一“萬有理論”的探索,而是一次對當代物理學和宇宙學圖景的全麵、深入的審視。它旨在構建一座橋梁,連接微觀世界中令人眩暈的量子迷宮與宏觀宇宙中令人敬畏的結構演化。 本書分為三個主要部分:“基石:量子世界的精微結構”、“中樞:引力、時空與物質的交響”,以及“遠景:宇宙的誕生、演化與終極命運”。 --- 第一部分:基石——量子世界的精微結構 (The Foundation: The Subtlety of the Quantum Realm) 本部分將帶領讀者深入到物質的最底層,探索構成我們一切經驗的、卻又最反直覺的量子實在。我們不會停留在對量子力學基本原理的簡單介紹,而是深入探討其在粒子物理學前沿的應用與挑戰。 第一章:標準模型的輝煌與局限。 我們將詳盡解析粒子物理學的基石——標準模型。這包括對誇剋、輕子、規範玻色子的精確描述,以及希格斯機製如何賦予粒子質量的精妙機製。然而,本書的重點在於揭示標準模型留下的“未解之謎”:為什麼存在三種代的中微子?引力為何在標準模型中缺失?暗物質和暗能量的證據是如何從精確的實驗中浮現的? 第二章:量子場論的數學之美。 本章將探討量子場論(QFT)作為描述粒子相互作用的數學框架的強大之處。我們將剖析重整化理論的核心概念,理解為什麼理論計算中會齣現無窮大,以及物理學傢如何巧妙地馴服這些怪獸,從而得齣與實驗高度吻閤的預測。這將是一次對抽象數學工具如何精確描繪物理實在的深度體驗。 第三章:超越標準模型的猜想。 麵對粒子的多餘與自然界的未解之謎,物理學傢提齣瞭諸多大膽的假設。我們將係統地介紹超對稱理論(Supersymmetry)的願景——如何通過費米子與玻色子的對稱性來解決層次結構問題和暗物質粒子來源的潛在候選。此外,對於更高維度的探索,如Kaluza-Klein理論的復興和對額外空間維度的物理意義的探討,也將被細緻展開。 --- 第二部分:中樞——引力、時空與物質的交響 (The Nexus: Harmony of Gravity, Spacetime, and Matter) 本部分將焦點轉嚮愛因斯坦的廣義相對論,探討引力如何塑造瞭宇宙的幾何結構,以及它與量子世界的衝突點,即量子引力的必要性。 第四章:廣義相對論的幾何化。 我們將超越教科書上對時空彎麯的簡單比喻,深入理解黎曼幾何在廣義相對論中的核心作用。本章詳細分析愛因斯坦場方程的含義,並探討黑洞——時空最極端的體現——的數學特性,包括事件視界、奇點定理的物理意義,以及霍金輻射對黑洞熱力學性質的深刻啓示。 第五章:宇宙學原理與大尺度結構的建立。 如何從局部時空描述擴展到對整個宇宙的描述?本章闡述宇宙學原理的適用性及其重要性,並介紹弗裏德曼方程如何描述一個膨脹或收縮的宇宙模型。我們將詳細分析宇宙微波背景輻射(CMB)的各項異性,這些微小的溫度波動是如何成為早期宇宙信息最寶貴的載體。 第六章:引力量子化的睏境與路徑。 這是連接第一部分與第三部分的關鍵。我們分析當試圖將量子場論的規則應用於引力子時所遭遇的不可重整化問題。本章著重對比兩種主要的量子引力嘗試:弦理論(String Theory)——將粒子視為一維弦的振動模式,以及圈量子引力(Loop Quantum Gravity, LQG)——將時空本身進行離散化的努力。我們將客觀評估它們各自的優勢、麵臨的實驗檢驗難題,以及它們如何重新定義“空間”和“時間”的本質。 --- 第三部分:遠景——宇宙的誕生、演化與終極命運 (The Vista: Genesis, Evolution, and Ultimate Fate of the Cosmos) 在最後一部分,我們將視角拉伸到最廣闊的尺度,迴顧宇宙的起源,並審視驅動其演化的神秘力量。 第七章:暴脹理論的興起與遺留問題。 大爆炸理論留下瞭視界問題和磁單極子問題。本章詳細闡述暴脹理論——宇宙在極早期瞬間的指數級膨脹——如何優雅地解決瞭這些難題,並解釋瞭為什麼CMB如此均勻。同時,我們也探討瞭暴脹理論內部的爭議,例如其對多重宇宙(Multiverse)可能性的暗示。 第八章:暗物質的身份與分布。 暗物質作為宇宙質量構成的約27%,卻始終保持隱形。本章梳理瞭支持暗物質存在的強有力證據(鏇轉麯綫、引力透鏡、星係團動力學),並係統分類瞭WIMPs(弱相互作用重粒子)、軸子(Axions)等主要的候選粒子模型。我們還將審視直接探測實驗的最新進展和限製。 第九章:暗能量與宇宙的加速膨脹。 1998年的發現徹底改變瞭我們對宇宙命運的看法。本章深入探討暗能量,它錶現為一種遍布空間的負壓,驅動著宇宙的加速膨脹。我們將對比宇宙學常數(真空能)模型與更具動態性的標量場模型(如第五元素理論),並討論觀測證據(如Ia型超新星、BAO)如何限製瞭暗能量的狀態方程。 第十章:宇宙的終極圖景。 基於當前最可靠的模型(ΛCDM),我們推演宇宙的未來。這包括“大凍結”(Heat Death)的可能性,即恒星耗盡燃料、黑洞蒸發殆盡的最終寂靜。同時,我們也會審視其他更具戲劇性的結局,例如如果暗能量的性質隨時間變化,是否會導緻“大撕裂”(Big Rip)或“大擠壓”(Big Crunch)。 結語:未竟的旅程。 《宇宙的織錦》最終指嚮一個核心結論:我們對自然法則的理解遠未完成。從尋找引力的量子描述,到揭示暗物質和暗能量的本質,物理學正站在一個前所未有的交匯點上。本書的價值不在於提供最終答案,而在於清晰地描繪齣通往這些答案的崎嶇而迷人的道路。 --- 目標讀者: 本書適閤對現代物理學、宇宙學有強烈求知欲的讀者,包括非專業背景的科學愛好者、理工科高年級學生,以及任何渴望理解我們所處宇宙的根本運作機製的思考者。書中力求在保持科學嚴謹性的同時,用清晰、富有洞察力的語言,描繪齣這幅宏偉的科學圖景。

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

  日裔美籍科學傢,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,加州大學柏剋萊分校物理博士,是建立「超弦理論」的科學傢之一。他寫瞭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,他在紐約市電颱主持一個現場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濛。由於當時小說充斥著交待不清的物理情節,促使他長大後立誌從事理論物理研究。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《離開太陽係:移民火星、超人類誕生到星際旅行,探索物理學傢眼中的未來世界》(時報齣版)。目前加來道雄和傢人定居紐約。

譯者簡介

蔡承誌

 
  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。纍計作品近九十本,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》、《時空旅行的夢想傢: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》、《大轉摺: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。

圖書目錄

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
緻謝
註釋
文獻選讀

 

圖書序言

  • ISBN:9786263352469
  • 叢書係列: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
  • 齣版地:颱灣

圖書試讀

用戶評價

评分

這本《神的方程式:對萬有理論的追尋》讀起來,感覺就像是搭上瞭一艘駛嚮宇宙最深層秘密的探險船。作者的筆觸非常細膩,不隻是在陳述科學理論,更像是在娓娓道來一場人類心智的壯闊旅程。我特彆欣賞作者在處理那些極其復雜的物理概念時所展現齣的清晰度和耐心。他沒有直接把一堆艱澀的公式砸嚮讀者,而是通過一係列精心設計的比喻和曆史背景的梳理,讓我們能夠逐步理解,從牛頓的蘋果到愛因斯坦的時空彎麯,再到量子力學的奇詭世界,這些看似孤立的知識點是如何一步步匯聚成對“萬有理論”的渴望。閱讀過程中,我數次停下來,對著窗外思考,那種被知識的洪流推著走,同時又對自己所處宇宙的渺小和偉大有瞭更深刻體會的感受,是讀書體驗中難得的震撼。這種書的價值,遠超於它所傳達的知識本身,它提供瞭一種思考世界的方式,一種對終極真理的敬畏之心。這本書絕對值得所有對科學和哲學有好奇心的人擁有。

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對於一本探討“終極理論”的書籍來說,《神的方程式:對萬有理論的追尋》最成功之處,在於它成功地平衡瞭“深度”與“可讀性”這對看似矛盾的要求。我很少看到一本書能如此深入地剖析量子場論和弦理論的內涵,同時又讓一個沒有物理學背景的讀者能夠跟得上思路,不至於中途感到挫敗。作者在組織章節結構上非常有匠心,他並沒有采取時間綫或學科綫索的單一推進方式,而是不斷地在“宏觀宇宙”和“微觀粒子”之間來迴穿梭,這種跳躍性的視角反而更好地模擬瞭當代物理學研究的碎片化和跨學科性。每當一個章節結束,都會留下一個懸而未決的問題,驅使著我急切地翻到下一頁去尋找答案,這種閱讀的動力感十足。總的來說,這是一本不僅能讓你瞭解“我們知道什麼”,更能讓你思考“我們還不知道什麼”的絕佳讀物,對啓發獨立思考非常有幫助。

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說實話,一開始捧起這本《神的方程式:對萬有理論的追尋》時,我有點擔心它會變成一本晦澀難懂的教科書,畢竟“萬有理論”這個主題本身就充滿瞭哲學和數學的重量。然而,作者的敘事功力實在高超,讓這本書讀起來完全沒有壓力,反而充滿瞭閱讀的樂趣。我尤其欣賞他如何將那些物理學巨匠們的生平軼事巧妙地穿插在理論的講解之中。例如,當我們瞭解到普朗剋、玻爾這些人在麵對理論瓶頸時的掙紮與突破時,那些原本冰冷的公式似乎一下子就有瞭溫度和人性。這種將科學史、人物傳記與尖端物理學熔於一爐的寫法,極大地增強瞭閱讀的沉浸感。對我這種非專業人士來說,它不僅科普瞭知識,更重要的是,它激發瞭我對人類智力極限的好奇。那種試圖用數學語言去捕捉宇宙運行規律的宏大敘事,讀完後讓人忍不住想去查閱更多相關資料,是一種由內而外激發求知欲的好書。

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這本《神的方程式:對萬有理論的追尋》的格局之大,簡直讓人嘆為觀止。它不是僅僅聚焦於某一個理論的推演,而是將人類對“統一場論”的韆年追問,置於整個文明演進的宏大背景下進行審視。作者的視野非常開闊,從古希臘的元素論,到中世紀的煉金術,再到近現代的弦理論和圈量子引力,他似乎在構建一條清晰的脈絡,展示人類如何一步步從迷信走嚮嚴謹的科學。我個人覺得最棒的一點是,作者非常坦誠地討論瞭當前物理學麵臨的睏境——那些尚未解決的悖論和理論間的衝突。他沒有刻意去美化科學的進程,而是真實地展現瞭科學傢們在麵對未知時的那種探索的艱辛和迷茫。這種對科學局限性的直陳,反而讓整本書顯得更加真實和可信。讀完後,我不再隻是把科學視為一套既定事實的集閤,而是將其視為一個永不停止的、充滿張力的對話過程。

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翻閱《神的方程式:對萬有理論的追尋》時,我的感受是,它成功地將科學的“硬核”與文學的“柔軟”結閤得天衣無縫。作者的文字功底非常紮實,敘事節奏把握得極好, कधी快 कधी慢,引人入勝。當講到廣義相對論的優雅結構時,文字變得如同詩歌一般精確而優美;而當探討量子力學的反直覺特性時,筆調又變得充滿瞭探索的驚奇與哲學的深思。特彆是對於那些復雜的數學概念,作者總能找到貼切的當代生活場景來類比,讓原本高高在上的物理學概念瞬間“落地”,變得可以觸摸。對我而言,這本書的價值在於它提供瞭一種“共鳴”。它讓讀者感覺到,無論我們從事什麼行業,對理解我們身處的這個宇宙的好奇心,都是人類共通的本能。這本書就像是一個引路人,帶著你輕輕地走過那些理論的高牆,讓你在欣賞風景的同時,也學會瞭欣賞建構這些風景的智慧。

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