宇宙的结构
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作者(特多)斯蒂芬·亚历山大
出版社河南科学技术出版社
ISBN9787534999741
出版时间2020-06
版次1
装帧平装
开本16开
纸张胶版纸
页数288页
字数247千字
定价99.9元
货号SC:9787534999741
上书时间2024-10-14
商品详情
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作者简介:
斯蒂芬·亚历山大，布朗大学物理学教授，主要研究理论宇宙学、量子引力和粒子物理学，荣获美国国家科学基金会杰出青年教授奖(NSF CAREERAward)。曾任教于宾夕法尼亚州立大学、哈弗福德学院和达特茅斯学院。
爵士乐演奏家，与知名电子乐乐手埃琳·里乌(Erin Rioux)合作制作了自己的第一张专辑，名为《来了》。
本科毕业于哈弗福德学院，在布朗大学获得博士学位，并在伦敦帝国理工学院和斯坦福大学直线加速器中心进行科学研究。
内容简介:
我们的宇宙是一首即兴创作吗？宇宙结构与音乐之间有着什么样的秘密联系？我们的宇宙本质上是一个音乐宇宙吗？《宇宙的结构》一书是理论宇宙学家、萨克斯演奏家斯蒂芬·亚历山大的颠覆式新作，他在书中创新地揭示了音乐和宇宙结构之间的秘密联系，非常独特。物理与音乐看似是对立的，但在《宇宙的结构》一书中，斯蒂芬·亚历山大将带领我们走过他非凡的探秘旅程——从毕达哥拉斯到爱因斯坦，从爵士乐到理论物理学，从天籁之音到弦理论，并揭示出：宇宙结构的起源实际上可能与爵士乐的即兴演奏有着很大的相似之处，那就是都是一种振动与共振！《宇宙的结构》这本书最迷人之处在于，它既是一本关于历史的回忆录，又是一本推广物理学的前沿科普著作，还是一本普及爵士乐的轻松读物。斯蒂芬·亚历山大关于宇宙结构和相关历史的研究，和他的人生故事一样，值得一读。
摘要:
第一次看到盖勒与修茨若绘制的星系图时，我就觉得整个宇宙就犹如一个巨大的自组织网络。这个关于大尺度结构的课题也引起了我的共鸣，因为我曾在生物课上学到，一个生物系统的功能通常可以经三维结构展现出来。DNA的双螺旋结构就是一个典型的例子，它揭示了基因的编码功能，以及蛋白质与DNA之间的相互作用。星系的大尺度结构是在辉煌之中，向我们展示事物为什么会像现在这样运作吗？
在现代技术的帮助下，宇宙学家像古人那样寻找着看似随机分布的星系的分布规律——不仅包括我们星系中数以百亿计的恒星，还包括整个宇宙中的星系的分布。这是一个如此“卑微”的追求。他们致力于寻找新的星系，并绘制出这些星系的位置，仅仅为了研究星系之间的“相关性”。
除了绘制和研究宇宙中星系的分布图，宇宙学家的工作还包括研究星系的动力学。大质量的星系具有巨大的引力，所以它们会彼此吸引，进而影响它们在空间中的运动轨迹。宇宙学家和天体物理学家发现，我们的宇宙正在膨胀。随着时空的膨胀，星系之间正在彼此远离，就像面包膨胀起来时，上面的葡萄干彼此远离一样。宇宙的膨胀速度随时间而变化，并在星系的形成和演化过程中，即它们形成并组织成大尺度结构的过程中起着关键作用。实际上，如果宇宙不膨胀，这些结构就不会形成。这是一个非常重要的事实。然而，当宇宙学家开始研究那些前所未见的超星系结构时，他们对结构本身的性质尚无法达成一致。一些人基于这些数据，坚信这些星系的集合呈丝状结构，就像一张蜘蛛网。另一些人则认为宇宙的时空构造呈气泡状结构，而星系就分布在这些气泡的表面。确定宇宙到底是哪一种结构至关重要，因为它能告诉我们，在宇宙的早期阶段，原初的恒星、星系和星系团形成的物理机制。
这两种观点造就了布兰登伯格对我“研究什么”这个问题的回答。对于宇宙学家之间的分歧，布兰登伯格觉得很遗憾。这是我第一次认真思索宇宙膨胀的问题，我想象着作为大质量自组织星系网络的优选结构的诞生和成长。我想出了一个准备问布兰登伯格的问题：“为什么不能在大尺度结构数据上训练利昂·库珀新开发的神经网络，让它确定真正的结构是什么呢？”当然，我会以合作者的身份而不是学生的身份向他提问。事实证明，库珀的跨学科研究方法是可以传播的，之后不到一个月，我就加入了库珀和布兰登伯格合作的一个项目，这个项目旨在用无监督神经网络来检测大尺度结构。几个月后，我向布兰登伯格请教了众多问题。他也是一位研究费曼图的专家。对于电子与正电子彼此湮灭、立即产生光的点，我始终感到很困惑。我怀疑，在无限接近那个点时，我们需要无穷大的能量，而我对这个结果感到不可理解。一天，布兰登伯格凭直觉知道了所有困扰我的问题驱使着我去往的方向，他对我说：“啊哈……你想找到引力的量子理论，对吧？”后面我们会讲到，在基本粒子之间存在相互作用的最小尺度上，量子力学与引力的不相容表现得非常明显，而这被认为是基础物理研究中的一座“圣杯”。在那个学期期末，布兰登伯格成了我的博士生导师。宇宙结构的形成与演化问题是促使我开展研究的动力，带着这份动力，我开始探究量子引力与
...
目录:
前言以爵士之眼，透视物理学之奥秘
第一部分当物理学与音乐相遇
01巨人的步伐
音符的魔法
与爱因斯坦相遇
音乐是一个物理事件
像科学家一般“种下科学”
02寻梦物理学，无所畏惧地向最难的问题发起进攻
库珀的诺贝尔奖之路
成为物理学家
探秘伊辛模型
03通向宇宙结构的所有河流
爵士乐，通向实验思想的大道
宇宙大尺度结构如何而来
第二部分音乐与那些科学家的故事
04弦论，审视美丽宇宙之声
倾听宇宙的交响曲
物理之美，数学之美
与方程式“共舞”，在和弦变化之间“演奏”
05毕达哥拉斯之梦
万物皆存在于数的和谐之中
从托勒密到牛顿，一场反直觉的探索
06伊诺，音乐宇宙学家
李·斯莫林，还有我的新朋友
音乐视角中的傅里叶变换
宇宙是否也是一种即兴创作
07在爵士乐中，打破物理学的界限
即兴创作与物理学
相对论中的6个音符
08无处不在的振动
牛顿定律：一切孤立物体都有惯性
宙结结构，某种振动模式的结果
第三部分宇宙本身是否就是一件乐器
09野心勃勃的物理学家们
退出物理学界，成为生物学新人
所有生命都是量子现象
10我们生活于其中的空间
空间远比运动在其中的物质更有趣
爱因斯坦的方程可以用来描述整个宇宙的时空
“点燃”宇宙的膨胀
11会发声的黑洞
黑洞，已知最神秘的天体
研究黑洞前，我们要
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