The Road to Reality 真实之路 英文原版 [平装] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Roger Penrose（罗杰·彭罗斯） 著

图书标签:

• 物理学
• 数学
• 宇宙学
• 理论物理
• 科普
• 罗杰·彭罗斯
• 现实
• 时空
• 量子力学
• 相对论

出版社： Knopf Group

ISBN：9780679776314

商品编码：19041766

包装：平装

出版时间：2007-01-09

用纸：胶版纸

页数：1136

正文语种：英文

商品尺寸：15.75x4.83x23.37cm;1.18kg

内容简介

Roger Penrose, one of the most accomplished scientists of our time, presents the only comprehensive and comprehensible account of the physics of the universe. From the very first attempts by the Greeks to grapple with the complexities of our known world to the latest application of infinity in physics, The Road to Reality carefully explores the movement of the smallest atomic particles and reaches into the vastness of intergalactic space. Here, Penrose examines the mathematical foundations of the physical universe, exposing the underlying beauty of physics and giving us one the most important works in modern science writing.

作者简介

Roger Penrose is Emeritus Rouse Ball Professor of Mathematics at Oxford University. He has received a number of prizes and awards, including the 1988 Wolf Prize for physics, which he shared with Stephen Hawking for their joint contribution to our understanding of the universe. His books include The Emperor's New Mind, Shadows of the Mind, and The Nature of Space and Time, which he wrote with Hawking. He has lectured extensively at universities throughout America. He lives in Oxford.

目录

Preface
Acknowledgements
Notation
Prologue
1 The roots of science
　1.1 The cluest for the forces that shape the world
　1.2 Mathematical truth
　1.3 Is Plato's mathematical world 'real'?
　1.4 Three worlds and three deep mysteries
　1.5 The Good, the True, and the Beautiful
2 An ancient theorem and a modern question
　2.1 The Pythagorean theorem
　2.2 Euclid's postulates
　2.3 Similar-areas proof of the Pythagorean theorem
　2.4 Hyperbolic geometry: conformal picture
　2.5 Other representations of hyperbolic geometry
　2.6 Historical aspects of hyperbolic geometry
　2.7 Relation to physical space
3 Kinds of number in the physical world
　3.1 A Pythagorean catastrophe?
　3.2 The real-number system
　3.3 Real numbers in the physical world
　3.4 Do natural numbers need the physical world?
　3.5 Discrete numbers in the physical world
4 Magical complex numbers
　4.1 The magic number 'i'
　4.2 Solving equations with complex numbers
　4.3 Convergence of power series
　4.4 Caspar Wessel's complex plane
　4.5 How to construct the Mandelbrot set
5 Geometry of logarithms, powers, and roots
　5.1 Geometry of complex algebra
　5.2 The idea of the complex logarithm
　5.3 Multiple valuedness, natural logarithms
　5.4 Complex powers
　5.5 Some relations to modern particle physics
6 Real-number calculus
　6.1 What makes an honest function?
　6.2 Slopes of functions
　6.3 Higher derivatives; C~-smooth functions
　6.4 The 'Eulerian' notion of a function?
　6.5 The rules of differentiation
　6.6 Integration
7 Complex-number calculus
　7.1 Complex smoothness; holomorphic functions
　7.2 Contour integration
　7.3 Power series from complex smoothness
　7.4 Analytic continuation
8 Riemann surfaces and complex mappings
　8.1 The idea of a Riemann surface
　8.2 Conformal mappings
　8.3 The Riemann sphere
　8.4 The genus of a compact Riemann surface
　8.5 The Riemann mapping theorem
9 Fourier decomposition and hyperfunctions
　9.1 Fourier series
　9.2 Functions on a circle
　9.3 Frequency splitting on the Riemann sphere
　9.4 The Fourier transform
　9.5 Frequency splitting from the Fourier transform
　9.6 What kind of function is appropriate?
　9.7 Hyperfunctions
10 Surfaces
11 Hypercomplex numbers
12 Manifolds of n dimensions
13 Symmetry groups
14 Calculus on manifolds
15 Fibre bundles and gauge connections
16 The ladder of infinity
17 Spacetime
18 Minkowskian geometry
19 The classical fields of maxwell and Einstein
20 Lagrangians and Hamiltonians
21 The quantum particle
22 Quantum algebra, geometry, and spin
23 The entangled quantum world
24 Dirac's electron and antiparticles
25 The standard model of particle physics
26 Quantum field theory
27 The Big Bang and its thermodynamic legacy
28 Speculative theories of the early universe
29 The measurement paradox
30 Gravity's rode in quantum state reduction

《宇宙的织锦：探寻物理学、哲学与现实的本质》 内容简介 本书是一部雄心勃勃的智识探索之旅，旨在超越当代物理学的既有疆界，深入剖析我们所栖居的宇宙及其潜在的深层结构。它并非教科书，而更像是一份导览图，带领读者穿梭于理论物理学的迷宫、哲学的永恒追问以及数学的精妙逻辑之中，试图勾勒出一幅关于“真实”本身的完整图景。 本书的核心论点在于，我们对现实的理解，无论是在量子层面还是在宇宙学尺度上，都尚未达到最终的统一与完备。作者将传统的还原论视角置于审视之下，主张为了真正理解万物如何运作，我们需要一个更广阔、更具包容性的框架，一个能够调和看似矛盾的物理学分支，并最终触及意识与经验的本质。 第一部分：裂缝中的结构——当代物理学的挑战与边界 本部分聚焦于当前物理学前沿所面临的关键困境，这些困境揭示了我们现有理论的内在局限性。 引言：从牛顿到量子：破碎的机械宇宙 作者首先回顾了经典物理学的辉煌，强调其在宏观尺度上的决定论美感，随后笔锋一转，直指二十世纪初的革命性转变——量子力学。量子力学以其反直觉的概率性、波函数坍缩的奥秘以及非定域性的纠缠现象，彻底颠覆了我们对客观实在的传统认知。本书不会仅仅停留在对量子力学公式的复述，而是深入探讨其诠释层面的哲学冲击：波恩定则的意义何在？多世界诠释是否比哥本哈根诠释更“真实”？ 引言：引力的缺席与时空的重构 广义相对论的优美在于其将引力几何化，将时空视为动态的实体。然而，当我们将目光投向黑洞的奇点或宇宙的创生之初——普朗克尺度时，广义相对论的方程便失效了。本书详细分析了量子引力的迫切需求，并审视了当前主要的竞争者： 1. 弦理论的数学景观： 探讨了弦理论如何通过引入高维空间（卡拉比-丘流形）来统一所有基本力，但同时也批判性地审视了其“景观问题”（Landscape Problem）——即庞大的真空解空间，这使得理论的预测能力面临挑战。 2. 圈量子引力（LQG）的离散化时空： 考察了LQG如何通过将时空本身量子化为离散的“圈”和“节点”，避免奇点，从而提供了一个潜在的、无背景依赖的量子引力描述。 时间的箭与信息的悖论 时间的方向性是物理学中最令人困惑的问题之一。本书细致区分了热力学时间箭头（熵增）、宇宙学时间箭头（宇宙膨胀）和量子力学时间箭头（测量过程）。深入分析了黑洞信息悖论——信息是否真的从黑洞中消失了？这一问题不仅是物理学的，更是关于因果关系和信息守恒的本体论辩论。 第二部分：超越维度——对基础结构的猜想 本部分将目光从已知的标准模型转向更深层次的数学结构，探索那些尚未被实验直接验证，但逻辑上看似不可避免的理论框架。 数学作为现实的语言：柏拉图的遗产与物理学的形式化 作者认为，物理学的进步往往是数学结构被发现的过程。因此，理解现实需要掌握数学的深层逻辑。本部分将重点探讨几何、拓扑学和范畴论在描述物理世界中的潜力。 非交换几何与新的对称性： 探讨了如何利用非交换几何来构建比传统场论更基础的结构，可能为暗物质或暗能量的性质提供线索。 对称性与规范原理的普适性： 分析了规范对称性如何在电磁力、弱核力和强核力中扮演核心角色，并推测是否存在更普遍的、尚未被发现的规范群，其破缺构成了我们所见的物理定律。 场论的演变：从量子场论到全息原理 本书批判性地审视了量子场论（QFT）作为描述粒子物理的成功工具，同时也指出了其在处理无限大时的重整化困境。随后，转向更具革命性的思想： AdS/CFT对应（全息原理）： 详细阐述了这一深刻的猜想——在特定时空（反德西特空间）中描述引力的理论，可以与边界上一个更低维度的无引力量子场论相对应。这暗示了引力和时空结构可能是涌现的，而非基本的。本书探讨了全息原理对“信息”与“空间”关系的深刻启示。 第三部分：意识的回归——实在的观察者问题 这是本书最具思辨性的部分，它将目光从无生命的粒子和场转向了有意识的观察者，探讨意识在物理现实中的位置。 经验的悖论：第一人称视角与客观科学 科学的理想是建立一个完全客观的描述，即“上帝视角”。然而，量子力学的测量问题以及我们对自身经验的依赖性，挑战了这种纯粹客观性的主张。本书审视了： 意识的物理基础： 探讨了诸如“整合信息理论”（IIT）等尝试量化意识的模型，并评估了它们与现有物理框架的兼容性。 本体论的地位： 意识是否仅仅是复杂计算的副产品，还是宇宙基本结构的一部分？作者考察了“泛心论”的变体，即认为某种基础的“信息处理”或“体验倾向”存在于所有物质之中，而非仅限于生物大脑。 涌现的实在与复杂系统的统治力 本书强有力地论证了，尽管基础定律可能简洁，但我们日常所见的“实在”——固体、生命、社会——是高阶复杂性下的涌现现象。 宏观与微观的鸿沟： 解释了为什么知道单个电子的行为并不能帮助我们预测股市或气候。涌现系统具有新的、不可还原的规律。 因果关系的层次： 探讨了在不同层次上，因果律的表达方式是不同的。低层级的物理定律是必要条件，但并非充分条件来解释高层级的现象。 结语：通往更深层统一的邀请 本书最终提出了一种超越传统二元对立的视角：现实可能是一个相互关联的、多层次的结构，其中数学、信息、物理定律和体验是同一基本实在的不同投影。它不是给出最终答案，而是邀请读者带着更精炼的工具和更开放的心态，重新审视那些我们习以为常的“事实”，继续这场关于“真实之路”的永恒探索。它呼吁下一代理论物理学家和哲学家，不要害怕跨越学科的藩篱，去构想一个真正能够容纳所有已知现象——从夸克到意识——的统一框架。

评分☆☆☆☆☆

我一直对宇宙的奥秘充满好奇，但市面上很多科普读物要么过于浅显，要么过于专业，难以找到一个恰到好处的平衡点。直到我遇到了《The Road to Reality》，它就像一个奇迹般的存在，填补了我一直以来的空白。这本书的魅力在于它对复杂物理概念的循序渐进的讲解，它没有急于抛出那些令人望而却步的数学符号，而是从最基础的数学原理开始，就像是为读者打下了坚实的地基。然后，随着篇幅的推进，它如同精密的建筑师，层层叠叠地构建起宏伟的物理学大厦。我特别欣赏作者在处理那些前沿理论时，所展现出的那种深邃的哲学思考。他不仅仅是在讲述“是什么”，更是在探讨“为什么”和“如何”。在阅读的过程中，我常常会停下来，反复咀嚼那些精妙的论述，思考宇宙的终极规律是否真的如作者所描绘的那样。这本书的阅读体验是一种沉浸式的，仿佛置身于一个巨大的思想迷宫，而作者则如同一个经验丰富的向导，带领我一步步走出迷雾，抵达真理的彼岸。

评分☆☆☆☆☆

这是一次真正意义上的“认知升级”体验，我必须如此形容《The Road to Reality》。这本书的深度和广度超出了我最初的预期，它不仅仅是对现代物理学知识的梳理，更是一场关于现实本质的深刻探讨。作者的叙事方式非常独特，他能够将那些极其抽象、极具挑战性的概念，用一种充满逻辑性和说服力的方式呈现出来。我尤其赞赏他对于数学在理解宇宙中的作用的强调，他并没有将数学视为一种工具，而是将其看作是描述宇宙语言的根基。在阅读过程中，我常常会惊叹于作者的博学和洞察力，他能够巧妙地将看似不相关的物理学分支联系起来，揭示出它们之间深藏的共性。这本书的阅读过程，与其说是在学习知识，不如说是在进行一次智力上的跋涉，每一步都充满了挑战，但也每一步都带来了深刻的启迪。它让我开始重新审视我们所处的世界，以及那些隐藏在表象之下的深刻规律。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我在拿起《The Road to Reality》之前，对物理学有着一种既敬畏又有些畏惧的心情。总觉得那些高深的理论和复杂的公式是遥不可及的。但这本书彻底颠覆了我的看法。作者以一种令人难以置信的耐心和清晰度，将物理学的宏大图景展现在我面前。他并非简单地灌输知识，而是引导我一步步去理解，去思考。从微观粒子的奇妙世界，到宇宙星系的浩瀚无垠，再到时间与空间的本质，这本书无所不包。最让我印象深刻的是，作者并没有回避那些仍然悬而未决的科学问题，而是以一种开放的心态，展示了科学探索的边界和未来可能的发展方向。这种坦诚和深度，让我感到非常振奋。阅读这本书的过程，就像是在攀登一座知识的高峰，虽然过程艰辛，但登顶后的风景是令人心旷神怡的，它带来了对宇宙更深刻的理解和敬畏。

评分☆☆☆☆☆

这本《The Road to Reality》绝对是一次穿越物理学宇宙的史诗级旅程。刚拿到这本书的时候，我被它厚重的分量和封面上那深邃的图案吸引住了，仿佛预示着即将展开一场知识的冒险。翻开书页，我首先感受到的是作者罗杰·彭罗斯那种非凡的洞察力和清晰的思维。他并非简单地罗列公式和理论，而是以一种极具启发性的方式，将那些晦涩难懂的物理学概念，如同一幅幅精美的画卷般徐徐展开。从最基础的数学工具，到量子力学、相对论，再到宇宙学和信息理论，彭罗斯以其特有的严谨和优雅，引导读者一步步深入到现实的本质之中。我尤其喜欢他讲解那些抽象概念时的比喻和类比，它们就像黑夜中的灯塔，照亮了前进的方向，让我这个并非专业物理学背景的读者也能捕捉到那些深刻的哲理。这本书不仅仅是一本教科书，更像是一位智者在低语，他挑战着我们对宇宙和我们自身存在的固有认知，鼓励我们去探索那些未知的领域。每一次阅读，都能发现新的惊喜，每一次合上书本，都能感受到思想的升华。

评分☆☆☆☆☆

《The Road to Reality》这本书，给我带来的不仅仅是知识的增长，更是一种思维方式的重塑。作者在讲解物理学概念时，不仅仅是陈述事实，更是在引导读者进行一种批判性思考。他鼓励我们去质疑，去探索，去寻找更深层次的联系。我发现，即使是一些我曾经认为难以理解的物理学原理，在作者的笔下也变得生动起来。他善于运用形象的比喻和逻辑严谨的论证，将那些抽象的概念具象化，让我们能够抓住事物的本质。这本书的阅读体验是循序渐进的，每一章都建立在前一章的基础上，形成了一个完整的知识体系。我常常会花很长时间去思考作者提出的问题，并尝试着自己去解答。这种主动的学习方式，让我对物理学产生了前所未有的浓厚兴趣。它让我明白，探索现实的道路是漫长而充满挑战的，但只要保持好奇和坚持，终将会有所收获。

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图书馆的馆藏称不上丰富，却都十分有价值，包括圣保罗的“使徒书信”手稿（the Epistles of St. Paul）、牛顿自藏的《自然原理》初版、密尔顿诗作手稿、弥尔纳（A. A. Milne）的《小熊维尼》（Winnie the Pooh）手稿、拜伦全身玉石座像，甚至还包括了一具古埃及的木乃伊。

评分☆☆☆☆☆

这书有一千多页，只有翻翻泛读了，用对角线阅读法，谈不上有什么理解，不过是品味而已全书渗透着Roger Penrose对现代物理学的思考，以及对众多理论的鉴赏，首尾两章更充斥着他的哲学观点、审美品味，他对超弦理论不满意，他认为超过4维直观上就不可接受，他认为物理学的发展还是要着眼于量子力学怎么兼容相对论尤其是广义相对论，前面几章对数学几个分支的讲解也很到位，比如复数、实分析、复分析、傅立叶分析、流形等，Roger Penrose也许是在世的在科学方面最为博学的科学家，无论是数学、物理还是哲学，他对意识问题也有独特的理解，个人觉得Roger Penrose的著作比霍金的可读性高。

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鞋匠量了尺寸，指着小瘸子说：

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皇帝大笑着起身：“容儿倒是比朕的儿子还要了解朕的心意！”

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作者本人与霍金齐名，而且他徒弟尼达姆 (Needham, T.)写过《复分析》。在复分析书中，用一种真正不同寻常的、独具创造性的视角和可以看得见的论证方式解释初等复分析的理论，公开挑战当前占统治地位的纯符号逻辑推理。作者通过大量的图示使原本比较抽象的数学概念，变得直观易懂，读者在透彻理解理论的同时，还能充分领略数学之美。 那么想来老师必定这方面造诣更深。

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她策骑疾驰而来，将火场中的牧民们一一救出，见到同样在救人的他，朗声而笑：“外乡人，不错嘛！”

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整个中国找这本书，京东上最后一本归我了。