神的方程式:對萬有理論的追尋 (電子書)

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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)
宇宙的织锦:从混沌到秩序的宏大叙事 一部探讨物理学前沿、哲学思辨与宇宙图景的深度之作 本书带领读者踏上一场跨越时空、融合了最前沿科学发现与古老哲学智慧的探索之旅。我们试图解开宇宙最深层的秘密:驱动万物运行的根本法则究竟是什么?宇宙从何处来,又将往何处去? 第一部分:碎裂的基石——经典物理学的黄昏与量子世界的黎明 在本书的开篇,我们将回顾人类理解自然界宏伟蓝图的经典阶段。从牛顿的苹果到麦克斯韦的电磁波,经典物理学构建了一个精确、可预测的机械宇宙。然而,十九世纪末的几次关键实验——黑体辐射、光电效应——如同冰山下的暗流,预示着这座宏伟殿堂的根基正在动摇。 我们将深入剖析爱因斯坦的狭义与广义相对论如何彻底颠覆了我们对时间、空间和引力的认知。引力不再是简单的作用力,而是时空本身的几何弯曲。这为我们理解行星运动、黑洞的形成,乃至整个宇宙的演化奠定了基础。 随后,叙事转向二十世纪最具革命性的理论——量子力学。粒子不再是确定的微小球体,而是概率的波函数;观测行为本身成为了改变现实的关键因素。从海森堡的测不准原理,到薛定谔的猫的悖论,我们将探讨微观世界中那些反直觉的现象。量子场论如何将粒子视为场激发,描述了电磁力、弱核力与强核力这三种基本力的运作机制,并催生了粒子物理学的“标准模型”。 标准模型是人类迄今为止最成功的理论框架之一,它囊括了除引力之外的所有基本粒子及其相互作用。然而,它的成功也带来了更深层次的困惑:为什么宇宙中有三种力,而不是一种?为什么存在如此多不同质量的粒子?以及,标准模型中缺失的关键一环——引力的量子化——该如何弥补? 第二部分:未完成的交响乐——统一的渴望与探索的边界 物理学的终极梦想,是找到一个“万有理论”(Theory of Everything),一个能将所有自然力——引力、电磁力、强核力、弱核力——统一在一个优雅数学框架之下的理论。本书的中间部分,将集中笔墨描绘科学家们为实现这一梦想所付出的不懈努力与面临的巨大挑战。 我们探讨了将广义相对论与量子力学结合的困难。引力在宏观尺度上表现得极其平滑和谐,但在极小尺度(普朗克尺度)上,时空结构可能会变得“泡沫化”和不可预测,标准量化方法在此处失效。 在此背景下,两种最具影响力的候选理论浮出水面: 弦理论(String Theory)与M理论: 该理论假定宇宙中最基本的实体不是点状粒子,而是微小、振动的能量弦。不同的振动模式对应着不同的粒子。我们详尽解析了弦理论如何自然地包含了引力子,以及它对额外维度的预言——一个颠覆我们三维空间认知的概念。M理论,作为五种不同超弦理论的统一框架,试图在十一维空间中描述所有物理定律。它暗示了“膜”(Branes)的存在,以及我们熟悉的宇宙可能只是更高维度结构中的一个薄膜。 圈量子引力(Loop Quantum Gravity, LQG): LQG采取了一条截然不同的路径,它不试图将粒子理论“提升”到时空之上,而是直接对时空本身进行量子化。时间与空间不再是连续的背景,而是由离散的、相互连接的“量子圈”编织而成。这暗示着时空在普朗克尺度下具有颗粒性,类似于光子是光的最小单位一样,时空也有最小的体积和面积。 我们还将审视宇宙学的前沿发现,这些发现既是对现有理论的检验,也是新理论的灵感来源。暗物质和暗能量占据了宇宙总质能的95%以上,它们的存在是标准模型无法解释的巨大谜团。暗能量的加速膨胀效应,迫使我们重新审视真空的能量密度,这与量子场论的预测存在惊人的数量级差异,即所谓的“真空灾难”。 第三部分:图景的重塑——哲学反思与存在的意义 理论物理学的探索往往是哲学思辨的延伸。本书的最后部分,超越了纯粹的数学推导,深入探讨了统一理论对人类世界观的潜在冲击。 如果存在一个终极方程,它是否意味着宇宙的运行是完全决定论的?如果弦理论是正确的,并且存在无数个可能的真空态(景观理论,Landscape),那么我们所处的这个“恰好适合生命存在”的宇宙,是必然的选择,还是无尽可能中的偶然一瞥?这引出了“人择原理”的讨论:宇宙的精细调节是否暗示着设计,抑或是统计学的必然结果? 我们探讨了模拟假说、信息作为物理学基础的可能性(信息物理学),以及意识在宇宙图景中可能扮演的角色。物理定律的美感、对称性、优雅性,这些常常被物理学家视为“正确理论”的直觉指引,本身是否也是宇宙深层结构的一部分? 总结与展望 《宇宙的织锦》并非提供一个确定的答案,而是系统地梳理了人类为求得终极真理而进行的最艰苦卓绝的思考。它向读者展示了科学的迭代性、理论的暂时性,以及人类心智在面对无限奥秘时所展现出的不屈不挠的求知欲。最终,我们发现,对“万有理论”的追寻,不仅是对自然法则的探究,更是对人类自身在浩瀚宇宙中位置的深刻反思。本书旨在激发读者对科学、哲学和存在本身进行更深层次的对话与思考。

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
  • EISBN:9786263352483
  • 規格:普通級 / 初版
  • 出版地:台灣
  • 檔案格式:EPUB流動版型
  • 建議閱讀裝置:手機、平板
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:3.5MB

图书试读

用户评价

评分

說實話,現在市面上的科普書,很多都流於表面,標題下得聳動,內容卻是蜻蜓點水,讀完只覺得熱鬧,沒留下什麼紮實的東西。但我對這本《神的方程式》抱持著相當高的期望,主要是因為「萬有理論」這個概念本身就帶有一種崇高的、近乎神祕的色彩。我希望作者不只是把弦理論、圈量子重力那些名詞丟出來讓我們霧裡看花,而是能真正描繪出,當科學家們試圖將愛因斯坦的廣義相對論與量子力學這兩大支柱統一起來時,他們在概念上遭遇了哪些無法逾越的鴻溝,又是如何一步步嘗試跨越的。這種對知識邊界不懈探索的精神,才是真正激勵人心的。我期待看到的不僅是物理學的發展史,更是人類認知邊界不斷擴張的壯闊景象,那種對「真理」的近乎偏執的追求,才是真正的高級感。

评分

這本書的書名,坦白說,有點「文藝復興時期」的浪漫色彩,讓人聯想到牛頓或伽利略時代,那種科學與神學尚未完全分離的氛圍。在現今這個充斥著速食資訊的時代,還有人願意沉下心來探討如此「形而上」的物理學問題,本身就是一種勇敢的姿態。我個人比較喜歡那種帶點歷史脈絡和哲學思辨的科普寫法。如果作者能穿插一些歷史上的重大爭論,比如愛因斯坦對量子力學「上帝不擲骰子」的堅持,或是波耳與愛因斯坦之間那些著名的辯論,那絕對能讓這本書的層次感大大提升。我希望這不是一本單純的知識傳輸,而是一場引人入勝的思辨之旅,讓我們意識到,科學的進步,往往伴隨著對舊有世界觀的顛覆和重建,那種震撼感,才是閱讀這類書籍最過癮的地方。

评分

看到這本書的書名,我就忍不住會想,究竟是怎樣的智慧才能去探討「萬有理論」這個宏大的主題?身為一個平常就對天文、物理那些深奧的知識有點好奇的讀者,我總覺得,科學家們在追尋這些終極問題的過程中,那種近乎宗教信仰般的執著與熱情,才是最引人入勝的地方。這本書顯然不是那種只會用一堆艱澀公式唬人的科普書,它更像是帶領讀者進入一個思想的迷宮,去感受那些站在人類知識邊緣的先驅者們,他們是抱著怎樣的心境去面對宇宙的奧秘。我預期它會帶給我一些關於宇宙起源、基本粒子交互作用的全新視角,或許能讓我對「我們是誰?我們從哪裡來?」這個古老問題,找到一些不同於哲學或宗教的科學解答。如果內容能深入淺出地描繪出理論物理學家們的思維模式,那就太棒了,畢竟,理解他們如何思考,有時候比理解他們得出的結論更重要。

评分

我對這類探討宇宙基本規律的著作,總是抱持著一種既期待又害怕受傷害的心情。期待的是能獲得知識上的昇華,害怕的是被過於學術性的語言搞得一頭霧水,最終只能放棄。所以,我非常看重作者的敘事技巧和比喻能力。如果能用貼近生活的例子,來解釋那些極度抽象的時空彎曲或高維度概念,那絕對是上乘的科普功力。而且,這本書的重點既然是「追尋」,那麼過程的戲劇性就非常重要。我希望看到的不只是理論的推演,更是那些為了統一物理定律而付出的巨大心力與個人犧牲。畢竟,要試圖理解「神」的藍圖,那必然是一條充滿荊棘與孤獨的道路,展現這種人文光輝,才能真正打動像我這樣非專業的讀者,讓我們在讚嘆宇宙的精妙之餘,也能對那些探索者心生敬意。

评分

最近這幾年,網路上充斥著各種快速獲得知識的教學,但我總覺得少了點「重量感」。面對宇宙的浩瀚和生命的不可思議,輕飄飄的解釋是無法滿足人心底深處的求知慾的。因此,像《神的方程式》這類試圖探討「萬有理論」的書籍,對我來說,就像是在資訊洪流中找到了一個堅實的錨點。我特別關注作者如何處理「未竟全功」的狀態——畢竟,萬有理論至今仍是個未解的謎題。一個好的作者,不會將其包裝成唾手可得的答案,而是會誠實地面對當前的局限性,展示出科學家在面對未知時的謙卑與困惑。如果能細膩地刻畫出那些頂尖理論物理學家在黑板前、在咖啡館裡,為了尋找那個優雅的數學結構而經歷的無數次挫敗與靈光一閃,那這本書的價值就遠超於純粹的物理知識了。

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