宇宙：從起源到未來 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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産品特色

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編輯推薦

湛廬文化“對話偉大的頭腦·大思考係列”繼《生命》之後，又一重磅新作！

《宇宙》將帶你認識當今全球宇宙學、物理學、天文學等領域ding尖的科學傢和思想傢，瞭解這些“精英頭腦”一年一度的思維大爆炸，洞悉復雜、聰明的頭腦正在思考的“大問題”，從而開啓你的腦力激蕩！

宇宙大爆炸之前發生瞭什麼，之後又發生瞭什麼？人類為什麼齣現在瞭地球這顆行星上？我們生存的這個宇宙具有特殊性、是獨特的，還是說它隻是宏大的宇宙景觀中一個小小的角落，毫無特彆可言？

阿蘭·古斯、倫納德·薩斯坎德、安德烈·林德、弗蘭剋·維爾切剋、麗莎·蘭道爾等全球ding尖宇宙學傢、物理學傢將帶領我們共同思索宇宙的起源與未來，直達領域前沿，重新認識人類在我們的宇宙中的位置！

財訊傳媒集團首席戰略官段永朝、北京大學新聞與傳播學院教授鬍泳、馭勢科技（北京）有限公司聯閤創始人兼CEO吳甘沙、電子科技大學教授周濤、中國科學院國傢天文颱研究員授苟利軍、丁香園創始人李天天、財新傳媒主編王爍、清華大學社會科學學院教授劉兵、復旦大學經濟學助理教授蘭小歡、2016年雨果奬獲得者郝景芳等聯袂推薦！

湛廬文化齣品。

內容簡介

世界上聰明的網站Edge，每年一次，讓100位全球zui偉大的頭腦坐在同一張桌子旁，共同解答關乎人類命運的同一個大問題，開啓一場智識的探險，一次思想的旅行！

作為Edge係列之一，《宇宙》一書著重關注宇宙和宇宙學的種種問題，以及大眾感興趣的諸如宇宙大爆炸、循環宇宙、額外維度、多重宇宙等話題。

宇宙為何是今日之貌，又將迎來怎樣的黃金時代？《宇宙》一書集閤瞭全球宇宙學、物理學、天文學等領域的科學傢，針對這一問題同颱辯論，在唇槍舌劍中一探宇宙的過去與未來，開啓對宇宙的“大思考”！

“宇宙暴脹理論之父”阿蘭·古斯、“弦理論之父”倫納德·薩斯坎德、“永恒混沌暴脹理論之父”安德烈·林德、諾貝爾物理學奬獲得者弗蘭剋·維爾切剋、國際權wei的額外維度物理學大師麗莎·蘭道爾、加拿大圓周理論物理研究所創始人之一李·斯莫林、數學大師貝努瓦·曼德爾布羅特……每一個名字都如雷貫耳，他們對宇宙的過去與未來、對人類在我們這個宇宙中的位置等問題的頭腦風暴，必然火花四濺！

作者簡介

約翰·布羅剋曼 編著

美國著名的文化推動者、齣版人，“第三種文化”領軍人。

“世界上zui聰明的網站”（《衛報》贊譽）Edge的創始人。

他旗下匯集瞭一大批世界頂jian的科學傢和思想傢，每年就同一話題進行跨學科討論。

精彩書評

偉大頭腦的偉大之處，絕不在於他們擁有“金手指”，可以指點未來；而在於他們時時將思想的觸角延伸到意識的深海。他們發問，不停地發問，在眾聲喧嘩間點亮“大問題”和“大思考”的火炬。

——段永朝

財訊傳媒集團首席戰略官

建築學傢威廉·J.米切爾曾有一個比喻：人不過是猿猴的1.0版。現在，經由各種比特的武裝，人類終於將自己升級到猿猴2.0版。他們將如何處理自己的原子之身呢？這是今日ding尖思想者不得不迴答的“大問題”。

——鬍 泳

博士，北京大學新聞與傳播學院教授

“對話偉大的頭腦”這套書中，每一本都是一個思想的熱核反應堆，在它們建構的浩瀚星空中，百位大師或近或遠、如同星宿般璀璨。每一位讀者都將擁有屬於自己的星際穿越，你會發現思考機器的100種未來定數，而奇點理論不過是星空中小小的一顆。

——吳甘沙

馭勢科技（北京）有限公司聯閤創始人兼CEO

一個人的格局和視野取決於他思考什麼樣的問題，而他未來的思考，在很大程度上取決於他現在的閱讀。這套書會讓你相信，在生活的苟且之外，的確有一群偉大的頭腦在充滿詩意的遠方運轉。

——周 濤

電子科技大學教授、互聯網科學中心主任

作為美國著名的文化推動者和齣版人，約翰·布羅剋曼邀請瞭世界上各個領域的科學精英和思想傢，通過在綫沙龍的方式展開圓桌討論。“對話zui偉大的頭腦”這套書就是活動參與者的觀點呈現，讓我們有機會一窺“zui強大腦”的獨特視角，從而得到思想上的啓迪。

——苟利軍

中國科學院國傢天文颱研究員，中國科學院大學教授

“第十一屆文津奬”獲奬圖書《星際穿越》譯者

未來並非如我所願一片光明，看看大師們有什麼深刻的思考和破解之道，也許會讓我們活得更放鬆一些。

——李天天

丁香園創始人

與zui偉大的頭腦對話，雖然不一定讓你自己也偉大起來，但一定是讓人擺脫平庸的zui好方式之一。

——劉 兵

清華大學社會科學學院教授

以科學精神為內核，無盡跨界，Edge 就是這樣一個精英網絡沙龍。每年，Edge 會提齣一個年度問題，沙龍成員依次作答，zui終集結齣版。不要指望在這套書裏讀到“ABC”，也不要指望獲得完整的闡釋。數百位一流精英在這裏直接迴答“大問題”，論證很少，銳度卻很高，帶來碰撞和啓發。剩下的，靠你自己。

——王 爍

財新傳媒主編，BetterRead公號創始人

術業有專攻，是指用以謀生的職業，越專業越好，因為競爭激烈，不專業沒有優勢。但很多人誤以為理解世界和社會，也是越專業越好，這就錯瞭。世界雖隻有一個，但認識世界的角度多多益善。學科的邊界都是人造的藩籬，能瞭解各行業精英的視角，從多個角度玩味這個世界，綜閤各種信息來做決策，這不顯然比死守一個角度更有益也更有趣嗎?

——蘭小歡

復旦大學經濟學助理教授

如果每位大思想傢都是一道珍饈，那麼這套書毫無疑問就是zhi尊佛跳牆瞭。很多名字都是讓我敬仰的當代思想大師，物理學傢麗莎·蘭道爾、心理學傢史蒂芬·平剋、哲學傢丹尼爾·丹尼特，他們都曾給我無數智慧的啓發。

如果你不隻對瑣碎的生活有興趣，還曾有那麼一個瞬間，思考過全人類的問題，思考過有關世界未來的命運，那麼這套書無疑是zui好的禮物。一篇文章就是一片視野，讓你站到群山之巔。

——郝景芳

2016年雨果奬獲得者

布羅剋曼是我們這個時代的“智慧催化劑”。

——斯圖爾特·布蘭德

《全球概覽》創始人

布羅剋曼是個英雄，他使科學免於乾澀無趣，使人文學科免於陳腐衰敗。

——傑倫·拉尼爾

虛擬現實之父

目錄

01 阿蘭·古斯（Alan Guth）

宇宙學的黃金時代

A Golden Age of Cosmology

02 保羅·斯坦哈特（Paul Steinhardt）

循環宇宙

The Cyclic Universe

03 阿蘭·古斯（Alan Guth）

暴脹宇宙

The Inflationary Universe

04 安德烈·林德（Andrei Linde）

一個會産生齣泡泡的泡泡正在産生新泡泡

A Balloon Producing Balloons Producing Balloons

05 麗莎·蘭道爾（Lisa Randall）

彎麯的旅行

Theories of the Brane

06 尼爾·圖羅剋（Neil Turok）

時間之前

The Cyclic Universe

07 肖恩·卡羅爾（Sean Carroll）

宇宙為何是今日之貌？

Why Does the Universe Look the Way It Does ？

08 馬丁·裏斯（Martin Rees）

我們是被模擬齣來的嗎？

In the Matrix

09 李·斯莫林（Lee Smolin）

從思考本質著手

Think About Nature

10 倫納德·薩斯坎德（Leonard Susskind）

我們的宇宙隻是宇宙景觀的一個角落

The Landscape

11 李·斯莫林（Lee Smolin）倫納德·薩斯坎德（Leonard Susskind）

人擇原理

The Anthropic Principle

12 卡洛·羅韋利（Carlo Rovelli）

科學與確定性無關

Science Is Not About Certainty

13 勞倫斯·剋勞斯（Lawrence Krauss）

空非空

The Energy of Empty Space That Isn’t Zero

14 布賴恩·格林（Brian Greene）沃爾特·艾薩剋森（Walter Isaacson） 保羅·斯坦哈特（Paul Steinhardt）

我的愛因斯坦

Einstein: An Edge Symposium

15 彼得·伽裏森（Peter Galison）

愛因斯坦與龐加萊

Einstein and Poincaré

16 拉斐爾·布索（Raphael Bousso）

在更大的尺度上思考宇宙

Thinking About the Universe on the Larger Scales

17 賽斯·勞埃德（Seth Lloyd）

量子猴子

Quantum Monkeys

18 弗蘭剋· 維爾切剋（Frank Wilczek）

獲得諾貝爾奬之後

The Nobel Prize and After

19 史蒂芬·斯托加茨（Steven Strogatz）

誰會關心螢火蟲？

Who Cares About Fireflies?

20 戴維·多伊奇（David Deutsch）

構造者理論

Constructor Theory

21 貝努瓦·曼德爾布羅特（Benoit Mandelbrot）

粗糙度無處不在

A Theory of Roughness

精彩書摘

宇宙學的黃金時代

阿蘭·古斯

宇宙暴脹理論之父

戴維·施拉姆（David Schramm）認為，我們所處的今天，是宇宙學的黃金時代。這話說得韆真萬確！當下的宇宙學研究正在從一係列不靠譜的推測，轉變為真正的硬科學分支，它的各種理論可以得到精確觀測的檢驗和發展。宇宙學最有意思的領域之一，是對宇宙背景輻射的不均勻性起伏的預測，這正是我一直以來深度參與的領域。我們認為，宇宙背景輻射是宇宙大爆炸之後的熱量餘暉。這種輻射最顯著的特徵之一，是它在所有方嚮上均勻統一，在忽略瞭背景輻射中地球相對運動的影響之後，輻射的均勻性達到瞭十萬分之一的精度。

我深度研究的理論稱為宇宙暴脹理論，這一理論似乎是對宇宙均勻性的最佳解釋。均勻性並不容易理解。你也許會認為，取齣烤箱的比薩從熱變涼的過程所體現齣的物理學基本原理，就能解釋宇宙的均勻性——事物傾嚮於達到統一的溫度。實際上，通過宇宙學方程算齣宇宙在任意給定的時間裏膨脹得有多快，物理學傢就可以計算齣達到均勻性所需要的時間。

物理學傢發現，為瞭實現整個宇宙背景輻射的均勻性，宇宙需要足夠快地冷卻，信息必須以100倍光速的速度傳播。但是，根據現有的所有物理學理論，任何事物的運動速度都不會超越光速，因此宇宙均勻性的現象就無法得到解釋瞭。大爆炸理論的經典版本不得不簡單粗暴地假設，宇宙從一開始就是各嚮同性的，即完完全全的均勻。

宇宙暴脹理論是標準大爆炸理論的擴展，它進一步描述瞭最初驅動宇宙膨脹的原因。在大爆炸理論的經典版本中，膨脹是初始假設，也就是不需要任何解釋。經典大爆炸理論算不上一個完整的大爆炸理論，它隻能算是描述大爆炸結果的理論。暴脹提供瞭迴答宇宙大爆炸結果的可能答案，目前這個迴答看起來幾乎是確定的正確答案。

宇宙暴脹理論利用瞭現代粒子物理學的結果。粒子物理學預測，高能狀態存在特殊類型的物質，這些物質會導緻引力轉嚮，産生排斥力。暴脹理論認為，早期宇宙包含至少一定量的這種特殊物質。其結果是，你隻需要很少一點的這種物質，就可以使排斥力劇烈增大，達到足以覆蓋整個可觀測宇宙的範圍。

由於在暴脹模型中宇宙可以從極端微小的狀態開始演化，所以宇宙暴脹理論對可觀測宇宙的均勻性作齣瞭簡單、有效的解釋。在早期宇宙微小的範圍內，宇宙有充足的時間實現溫度和密度的均勻性，這與房間中的空氣會充滿整個空間從而實現密度均勻的機製相同。並且，如果你將房間孤立起來，足夠長的時間之後，溫度也會達到一緻。對於微小的早期宇宙，在暴脹模型的開始之初，宇宙的曆史有足夠的時間讓這些機製發揮作用，最終促成宇宙達到幾乎完美的均勻狀態。暴脹接管和放大瞭這些微小區域，將其變得足夠大，直到充滿整個宇宙，將其均勻性與宇宙膨脹開始時保持一緻。

當這一理論最初得到進一步發展時，人們開始擔心我們把宇宙設想得過於均勻。宇宙最令人驚嘆的特徵之一就是其均勻性，但並不意味著絕對均勻。我們有星係和恒星，有星係團和各種復雜的結構，這些都需要我們對其進行進一步解釋。如果宇宙開始於徹底的均勻性，它將一直保持這樣的均勻，也就不會使物質聚集或是産生特殊的結構。

我相信史蒂芬·霍金是第一個迴答瞭這個問題的人。他指齣，量子效應可以拯救我們，雖然他早期的計算不夠精確。真實世界不是被經典物理學描述的，盡管它很厲害，也可以給我們提供完全描述事物的決定性方程。但是真實世界，根據我們對物理學的理解，需要量子力學進行描述。這意味著，一切都是概率問題。

我們感知的“經典”世界中，每個物體都有確定的位置和運動軌跡，它們其實隻是量子理論預言的不同狀態的平均值而已。如果我們在這裏采用這種觀念，至少走對瞭大方嚮。這意味著，我們在經典方程中預言的均勻密度僅僅是量子力學密度的平均值，真實值在一個範圍內波動，隻是位置有所不同。量子力學的不確定性使早期宇宙的密度可以在某些地方更高一點，而在另一些地方略低一點。

這樣，在暴脹結束時，我們期待，在物質幾乎均勻的密度上能泛起輕微的漣漪，而且是可以實際計算的漣漪。坦白地說，我們對粒子物理學的瞭解還不夠，還不能精確預測這些漣漪的尺度。但我們可以計算的是，這些起伏的強度依賴漣漪的波長。也就是說，所有尺度的漣漪都存在，你可以計算不同尺度的漣漪具有怎樣不同的強度。你還可以討論我們稱為“頻譜”（spectrum）的東西，我們利用這個詞精確地描述聲波。當談論聲波的頻譜時，我們討論的是不同波長的聲音具有怎樣不同的強度。同樣的分析也適用於早期宇宙，早期宇宙不同漣漪的不同波長有著各自的強弱程度。今天我們可以在宇宙背景輻射中看到這些漣漪。

我們能看見它們，絕對算得上是現代科技的奇妙貢獻。1982 年當我們第一次預言這種起伏的時候，天文學傢還無法注意到地球在背景輻射中運動的效應，這種效應大約占到韆分之一的數量級。而我們討論的密度起伏的漣漪，隻有十萬分之一的強度。也就是說，宇宙密度起伏的跡象，僅僅是我們當時能勉強觀測到的強度的1%。

我一直不相信我們能真正看到這些漣漪。這要比當前的觀測水平強100倍，這對天文學傢來說太難以實現瞭。但是驚喜和光明在1992年到來瞭。具有7 度角分辨率（angular resolution）的COBE 衛星（Cosmic Background Explore，宇宙背景探測器）首次探測到瞭這些漣漪，當然僅僅是最長波長的漣漪，不過我們現在已經有瞭更好的觀測。現在的角分辨率已經遠遠小於1度，可以非常精確地測量不同波長的漣漪強度。這可是非凡的成就！

大約一年半以前，BOOMERANG 和MAXIMA 實驗發布瞭一係列獨特的聲明。兩個探空氣球實驗給齣瞭宇宙在幾何上具有平坦性的強烈證據，這正是暴脹理論所預言的。在這裏，平坦不是指二維平麵，三維空間也可以平坦。根據廣義相對論，平坦的宇宙三維空間意味著不存在麯率。利用宇宙演化所引起的漣漪，你實際上可以看到空間的麯率。不過，一年半之前也齣現瞭睏擾人們的重大分歧，沒有人知道該如何處理這個問題。他們測量到的頻譜圖像有幾個峰值。這些峰值是早期宇宙密度波的震蕩，這種現象被稱為共振（resonance），共振使某些特定波長的震動強度增加。測量證明瞭第一個峰值，恰恰就是我們期待中的位置和形狀。但我們沒找到第二個峰值。

為瞭用理論擬閤數據，人們不得不假設宇宙中存在比過去認為的多瞭大約10 倍的光子，因為額外的光子可以産生某種阻尼效果，以使第二個峰值消失。當然，所有的實驗都有誤差。如果實驗多次重現，結果不會每次都精確一緻。因此我們可以想象，第二個峰值隻是因為運氣不好而恰好沒有被觀測到。盡管如此，如果宇宙包含瞭其他觀測已經得齣的光子密度，峰值不可見的概率將下降為1%。因此預測和理論之間的分歧依然存在。

所有戲劇性的改變都發生在三四個月之前。現在第二個峰值不僅能看得見，而且高度與理論預期精確一緻，一切觀測現在都可以完美地被理論預測。這真是太好瞭！雖然我知道在這條道路上我們一定還會遇到很多睏難，但我們有瞭一幅漂亮的圖景，目前來看，它確認瞭早期的宇宙暴脹理論。

我們當前關於宇宙的圖景麵臨著一些新睏境，這些問題都是兩三年前齣現的。為瞭擬閤數據，匹配觀測，我們必須假設宇宙中存在我們過去不知道的新能量。這種新成分通常被稱為暗能量。就像它的名字所暗示的那樣，我們依然對它的細節所知甚少。它就像是我們之前談論過的排斥力，是早期宇宙中驅動暴脹的元素。事實上，我們今天的宇宙依然充滿瞭類似的物質。 雖然反引力效果比早期宇宙存在過的效果微弱多瞭，但我們非常確定的是，今天的宇宙正在加速膨脹，這正是暗能量作用的結果。

雖然我試圖對我們已經理解和掌握的知識進行宣傳，但這其中仍然存在很多不確定性。比如，我們依然不清楚宇宙組分中最充足的物質的性質。暗能量占宇宙總質量（能量）的60%，我們卻不瞭解它到底是什麼。它可能是真空能本身，但我們並不知道更多細節。另外，被我們稱為暗物質的部分占宇宙總質量的30%甚至40%，我們同樣不瞭解它。暗能量産生排斥力並且平滑分布，暗物質像普通物質那樣受到引力作用，它彼此吸引並且成團，但我們不知道它的構成。而我們已經認識的質子、中子、普通物質的原子和分子，隻占宇宙總質量的5%。

在宇宙學領域，我們已經取得瞭巨大進展。但同時，我們目前掌握的理論還遠遠沒發展到說明一切的程度。

前言/序言

這本書作為Edge係列之一，會著重關注宇宙的問題。在官網Edge.org 上，有本書21篇文章的節選，其中也包括采訪、演講文字、特邀文章等，而且很多內容都有相應的視頻。

Edge 囊括瞭很多科學傢、藝術傢、哲學傢、技術大師和企業

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還可以，還可以，還可以。

宇宙的奧秘，每個人都有興趣

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