大宇之形

[美] 丘成桐

出版时间

2018-01-01

ISBN

9787535794482

评分

★★★★★
书籍介绍

这是菲尔兹奖得主,华人数学家丘成桐的科普佳作,主要讲述了他的思想演化,同时引介了众多现代数学家。

1976年,年方27岁的丘成桐解决了微分几何中的一个著名难题“卡拉比猜想”,其结果被称为“卡拉比-丘流形”,后来被应用在物理学的弦理论中,成为描述宇宙空间的理论基石。1979年,他又证明了每个符合爱因斯坦方程的解都具有正总质能量,确认平直时空的稳定性。因此,他的研究橫跨数学和物理两大领域。

读者可以与物理学家的弦论经历相互参照,看到数学与物理的相互影响和促进。

2018年新版的《第一推动丛书》全新设计了版式和封面,简约个性,提升了阅读体验,让科普给你更多想象。

随书附赠价值39.6元由汪洁、吴京平掰开揉碎,带你懂科学好书的《经典科普解读课》6折券。

广义相对论研究巨大尺度的物体──例如星体、甚至整个宇宙;量子力学研究甚至整个极小尺度的奇妙现象──如原子世...

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AI导读
核心看点
  • 菲尔兹奖得主丘成桐亲述卡拉比猜想解决历程
  • 揭示卡拉比-丘流形如何成为弦论基石
  • 展现数学与物理在探索宇宙中的深度交融
适合谁读
  • 对微分几何、弦论及宇宙学有浓厚兴趣者
  • 具备一定数学物理基础,追求硬核科普的读者
  • 想了解顶尖科学家心路历程与治学精神的青年
读前提醒
  • 本书非大众科普,需一定拓扑学与几何学基础
  • 建议结合《宇宙的琴弦》等书对照阅读以助理解
  • 重点阅读作者思想演化,不必纠结所有公式推导
读者共识
  • 内容硬核且半自传,门槛较高,非小白友好
  • 深刻展现数学之美及丘成桐的学术精神与自信
  • 清晰梳理了从古希腊几何到现代弦论的发展脉络

本导读基于书籍简介、目录、原文摘录、短评和书评生成,不等同于全文精读。

精彩摘录
  • "两年之后,对于一个由彭罗斯所提出、长期未解的黑洞问题,芬斯特、卡兰、史莫勒和我给出了相信是第一个严格的数学证明。1969年,彭罗斯提出一种借由减少黑洞的角动量,而从旋转中的黑洞取得能量的机制。在他设想的情境里(称为“彭罗斯过程”),一块回旋卷向黑洞的物质可能会被撕裂成两块,一块跨过“事件视界”掉入黑洞,另一块被抛掷出来,带着比原先卷入时更大的能量。我们考虑的不是粒子,而是类似的、朝向黑洞运动的波,然后证明了彭罗斯过程的数学是完全确当的。2008年,在哈佛大学一场几何分析会议上讨论我们的证明时,史莫勒开玩笑说,有朝一日我们或许可以利用这项机制来解决能源危机。"
  • "尼伦伯格对他【卡拉比】说:“跟着我念一遍:没有先验估计,就解不了偏微分方程。”"
  • "同样值得奖励的汉米尔顿,则因为菲尔兹奖得主年纪须少于40岁的规定,而失去获奖资格。"
  • "其中的一道难关,是看看弦论如何解释目前宇宙的外观。弦论必须同时解释为何我们居住的时空是四维的,但是又坚持宇宙实际上是十维的。根据弦论,这个明显差别的理由,在于所谓“紧致化”(compactification)的机制。其实这并不是个新颖的想法,在卡鲁札-克菜因(尤其是克菜因)的五维理论中,已经指出额外的一维必须紧致化,卷曲到人们无法看到的地步。弦论面对的正是类似的处境,只是要解决的额外维度是六维,不是一维。"
  • "永远都不会距离出发点太远。说卡拉比-丘空间是紧致的,一点也不夸张。虽然在弦论中,卡拉比一丘流形的大小还有待确定,但一殷认为是非常小,直径的数量级大概是1030厘米(比电子的十万兆分之一还小)。我们这些四维世界的居民,根本看不到这个六维空间。但是它却无处不在,系附在我们空间中的每一点上,只是我们的身材太硕大,没办法走到里面逛逛。"
  • "宇宙更倾向于十个大维度的理由如下:在现在大部分已充分发展的模型里,真空能量的来源都肇因于余维的紧致化,也就是说,大家经常听说的所谓暗能量,并不仅只是发神经似地将宇宙加速拉开,其中有一部分(如果不是全部的话)是用来将余维空间卷曲成比瑞士钟表内的弹簧更紧的状态,只是宇宙和劳力士表不同,用来旋紧的是通量和膜。 换句话说,系统储存了正的位能。余维空间愈小,弹簧就愈紧,储存的能量就愈大。相反的,如果余维空间的半径变大,位能就会减少,当半径变成无穷大时,位能就变成零。这是最低的能态,也是真正的稳定真空,此时暗能量掉到零,而所有十维空间都变成无穷大。也就是说,曾经很小的内维空间这时就被去紧致化decompa"
  • "于是,空泡现象学(bubble phenomenology)这门冷僻领域的支持者所期望的,并不是检视我们置身的空泡,而是其他空泡的踪迹。因为这些具备全然不同真空态的空泡,有些可能在过去曾与我们擦身而过,而昔日擦撞的证据则可能潜藏在宇宙微波背景(cosmicmicrowave background,CMB)之中。所谓宇宙微波背景就是宇宙沐浴其中的背景辐射,这些大爆炸的余烬分布得非常均匀,强度起伏只有十万分之一的差异。从我们的视点,宇宙微波背景是各向同性的(isotropic),也就是说,从任何角度看去景色都一样。但是如果我们的宇宙曾经受到另一个空泡的剧烈撞击,就有可能在某处注入巨大能量,并且在局"
  • "ADD的理论并不只是放大余维空间而已,它同时降低了统一力与其他作用力的能量尺度,并在过程中也减少了普朗克尺度。如果阿卡尼哈默德和他的同僚是对的,大型强子对撞机中粒子撞击产生的能量可能会渗漏到高维空间中,让结果看起来像是违反能量守恒原理在他们的看法里,连弦这个弦论的基本单位也会大到看得见,这是以前无法想象的事。ADD团队的部分研究动机,是为了解释引力明显比其他作用力弱的事实,对于这项不对等,目前仍然缺乏令人信服的解释。而ADD提出一个很特别的答案:引力并没有比其他作用力弱,它看起来弱,是因为引力“流失”到其他维度,以至于我们只感受到引力真正强度的一小部分,这是引力和其他作用力的差异之处。这情况就"
作者简介
丘成桐(Shing-Tung Yau),当代最伟大的数学大师之一,著名科学家,哈佛大学数学系系主任、讲座教授,清华大学数学科学中心主任。他获得了菲尔兹奖、沃尔夫奖、克莱福特奖、美国国家科学奖等大奖,是美、俄、中、意四国科学院院士。 丘成桐成功地解決了许多有名的数学难题,在偏微分方程、微分几何、复几何、代数几何以及广义相对论等都有影响深远的贡献。自1987年起,丘成桐在哈佛大学数学系任教,目前刚卸任该系系主任。 史蒂夫·纳迪斯 (Steve Nadis),《天文》杂志专栏作家,在MIT、“关心世事科学家联盟”担任过研究员,曾任世界资源研究所和WGBH、NOVA等机构的顾问。 翁秉仁,毕业于加州大学圣地亚分校,现为台湾大学数学系副教授,研究领域为低维拓扑、微分几何。曾翻译《数学:确定性的失落》与《科学人》等。 赵学信,成功大学建筑研究所建筑硕士,现任数学部编本网站工程师。曾翻译《Net&Ten》《现世》等。
目录
时空统一颂
中文版序 希望年轻人能理解数学之美,以及我做学问的精神
英文版序 数学,是一场波澜壮阔的冒险!
序曲 从柏拉图到宇宙未来的形貌
第1章 想象边缘的宇宙

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用户评论
数学家们研究的几何学,从量子力学的角度来看,都是关于长距离、大尺度的研究。想要更深入地了解世界的本质,科学家们需要找到一种能够描述极微小粒子的几何学。丘成桐先生把它称作「量子几何学」。
华人数学大师写的科普书,从数学讲到物理,跪着读完,虽然已经够通俗,但对于外行来说还是太难了
目前只能看懂这本书的前半部分,以后接触了微分几何再重读吧。。
拓扑是让我头疼的问题
主线是丘自身的从小的成长、求学经历,以及在学术界从初出茅庐、到所向披靡的过程,这点比较难得。从古希腊到现代几何,讲了很多卡拉比猜想相关的问题,跟引力论、弦论相关的数学问题也是作者很感兴趣的。
看完《宇宙的琴弦》(并打五星)后来给这个打三星,并不是因为看不懂,而是实在不喜欢作者写着写着就探个头出来说:瞧瞧我多厉害!
读到103页,读不下去了,不知道我在读什么,为了什么,有什么意义。想到我的人生啊,有如此的激情,干点别的什么不好🤔
大师级的大饼推介(褒义)
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