溯源探幽：熵的世界 冯端,冯少彤 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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冯端，冯少彤 著

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出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030477255

商品编码：29771254926

包装：平装

出版时间：2018-03-01

基本信息

书名:溯源探幽：熵的世界

定价：38.00元

售价：24.7元,便宜13.3元,折扣65

作者:冯端,冯少彤

出版社：科学出版社有限责任公司

出版日期：2018-03-01

ISBN：9787030477255

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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熵是一个极其重要的物理量，但又以其难懂而文明。本书将带你追本溯源，寻幽探微，漫游神奇的物理迷宫，领略熵的真谛。《BR》本书着重论述熵的基本概念，分别从热力学、统计物理、分子动理论、信息论、非线性动力学、天体物理和宇宙论等不同侧面、不同层次来剖析其蕴含的意义。同时，在宽广的范围内讨论了熵在现代自然科学与技术中的应用，阐明了它所处的地位。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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溯源探幽：熵的世界 作者： 冯端，冯少彤 一、 导言：探寻宇宙秩序的底层逻辑 在浩瀚的科学图景中，存在着这样一个核心概念，它既是宏观世界运行的准则，也是微观粒子涨落的必然趋势，它深刻地塑造了我们对时间、信息乃至生命本身的理解。这个概念，便是“熵”（Entropy）。 《溯源探幽：熵的世界》并非一部晦涩难懂的物理学教科书，而是两位深耕于此领域的学者——冯端与冯少彤——联袂奉献的一部跨学科的深度探索之作。本书旨在引领读者，从纷繁复杂的自然现象背后，抽丝剥茧，直抵支配万物演化的基本规律。它以“溯源”为旨归，追溯熵概念的哲学起源与数学基础，以“探幽”为路径，深入现代科学前沿，揭示熵在热力学、统计力学、信息论乃至宇宙学中的隐秘联系与深远影响。 本书的写作风格力求严谨而不失灵动，逻辑清晰而富于启发性。我们相信，理解熵，不仅仅是掌握一个物理量，更是获得一种洞察世界本质的全新视角。 二、 理论的基石：从热寂到统计的演化 本书的第一部分，重点梳理了熵概念的诞生与发展脉络。 1.1 热力学的黎明与宏观视角的局限 我们将从19世纪热力学的发展切入，探讨克劳修斯（Clausius）如何引入“熵增定律”，以解释热量传递的方向性——即热量总是自发地从高温物体流向低温物体，而这一过程是不可逆的。我们详细分析了热力学第二定律在宏观尺度上构建的“时间之箭”的坚实基础。然而，早期对熵的理解更多停留在宏观可测量的热力学量上，其微观本质仍笼罩在迷雾之中。 1.2 玻尔兹曼的洞见：微观世界的概率描述 本书的重点篇幅将献给路德维希·玻尔兹曼（Ludwig Boltzmann）。玻尔兹曼将熵的概念从宏观热力学推向了微观统计力学的殿堂。他提出的著名公式 $S = k ln W$（其中 $W$ 代表系统可能达到的微观状态数，即“热力学概率”）彻底改变了物理学的面貌。我们详尽阐述了“宏观状态”与“微观状态”之间的映射关系，解释了为什么一个系统的熵值总是倾向于最大化——因为具有最大宏观可实现性的微观状态数量，远超其他任何状态的数量。这里的叙述将着重强调“概率”在物理定律中的核心地位，打破了经典决定论的铁壁。 1.3 经典与量子的交汇：熵的普适性检验 随后，我们将探讨熵的概念如何渗透到量子领域。虽然量子力学对系统的描述方式截然不同，但熵的统计本质依然成立。本书会比较吉布斯熵（Gibbs Entropy）和冯·诺依曼熵（Von Neumann Entropy）在描述封闭系统和量子信息系统时的异同，为读者建立起一个统一的统计物理学框架。 三、 信息的编织：熵与香农的信息革命 熵的概念，在走出物理学的象牙塔后，迎来了其最具革命性的应用领域——信息科学。本书的第二部分将集中探讨夏农（Claude Shannon）如何借用“熵”这一概念，量化信息的“不确定性”。 2.1 香农熵：不确定性的量化 我们详细剖析香农的信息熵公式，阐释信息论中的熵如何衡量一个随机变量所包含的平均信息量。一个事件越是难以预测，其发生所带来的信息量就越大，其先验的不确定性（即熵）也越高。 2.2 物理熵与信息熵的深层联系 本书的核心“探幽”之处在于揭示这两大看似分离的领域如何统一于更底层的原理之下。我们将讨论兰道尔（Landauer）原理，即擦除一个比特信息所必须耗散的最小能量，这清晰地勾勒出信息处理与热力学过程之间不可磨灭的物理耦合。这种联系不仅具有理论上的优雅性，更对未来计算技术的能效提出了根本性的挑战。 2.3 纠错与压缩：熵在工程中的实际体现 除了理论探讨，本章还将结合数据压缩（如霍夫曼编码）和信道容量理论，展示信息熵如何直接指导现代通信系统的设计和优化，确保信息在传输过程中的效率和可靠性。 四、 宇宙的尺度：从生命到时空的熵 在本书的最后部分，我们将视野提升至宇宙的宏大尺度，考察熵在复杂系统、生命起源乃至时空结构中的作用。 4.1 耗散结构与生命：反熵的幻象 生命体常被视为“逆熵”的奇迹，它们能够维持高度有序的内部结构。然而，本书将运用普里戈金（Prigogine）的耗散结构理论，阐释生命并非真正地违反热力学第二定律，而是通过开放系统与外界进行高熵交换（例如消耗低熵的太阳能，排出高熵的废热）来维持自身的低熵状态。生命，是宇宙中一种高效的“熵增加速器”。 4.2 宇宙学中的熵：大爆炸与热寂的未来 我们将考察宇宙学视域下的熵。宇宙初期，由于物质高度集中（引力势能低），其引力熵远低于当前膨胀状态下的熵。随着宇宙的加速膨胀和结构的形成（黑洞的出现被认为是引力熵的主要载体），宇宙的熵值持续增加，并最终导向“热寂”——一个能量均匀分布、再无可用功的终极状态。 4.3 黑洞的引力熵：贝肯斯坦-霍金的伟大统一 黑洞是熵理论最令人震撼的体现之一。本书将详细介绍贝肯斯坦（Bekenstein）和霍金（Hawking）如何证明黑洞拥有熵，其大小与其视界面积成正比。这不仅为热力学与广义相对论架起了一座桥梁，也深刻暗示了信息、引力与时空结构之间存在着更为基本而深刻的统一性。 五、 结语：熵的哲学意蕴 《溯源探幽：熵的世界》的终篇将引导读者进行一次哲学层面的反思。熵揭示了自然界中不可避免的衰退和演化方向，它教会我们接受无常，理解“方向性”的意义。理解了熵的边界，我们才能更深刻地欣赏生命所体现的短暂而绚烂的有序性。这本书是一次邀请，邀请所有对世界运行的底层规律抱有好奇心的读者，一同踏上这场溯源与探幽的思维之旅。 本书内容详实，逻辑严密，涵盖了从经典物理到现代信息论和宇宙学的多重视角，旨在为普通读者和专业研究者提供一个全面而深入的“熵”的世界观。

评分☆☆☆☆☆

这本《溯源探幽：熵的世界》让我对“熵”这个概念有了全新的认识。在此之前，我对熵的理解仅停留在物理学领域，是关于能量耗散和系统无序度的宏观概念。但这本书的开篇就如同一股清流，将我带入了一个更广阔的视野。作者以一种极为生动且富有想象力的方式，将熵的原理延伸到了生命、信息、宇宙乃至社会等多个维度。我印象最深刻的是关于信息熵的部分，它阐释了信息传递过程中“混乱”与“秩序”的辩证关系，以及如何在噪声中提取有效信息。这种从微观粒子到宏观世界的跨越，从自然科学到人文社科的融合，展现了作者深厚的跨学科功底。阅读过程中，我时常会停下来，对照自己生活的方方面面去思考熵的体现，比如个人信息爆炸时代的“信息过载”是否就是一种信息熵的剧增？社会发展中，看似无序的群体行为背后又隐藏着怎样的熵增或熵减的规律？这本书并非枯燥的理论堆砌，而是通过大量的生动案例和引人入胜的叙述，将抽象的科学概念具象化，让我仿佛置身于一个由熵编织而成的宏大叙事之中，既感叹宇宙的精妙，又对自身所处的环境有了更深刻的洞察。

评分☆☆☆☆☆

初读《溯源探幽：熵的世界》，我原以为会是一本晦涩难懂的学术著作，但很快就被其独特的叙事风格所吸引。作者并非直接抛出复杂的公式和定义，而是像一位经验丰富的向导，带领读者沿着一条充满趣味的路径，逐步深入熵的世界。他巧妙地运用历史故事、哲学思辨以及生活中的点滴细节，将熵这一核心概念串联起来，勾勒出一幅幅引人入胜的图景。例如，在探讨生命起源与熵的关系时，作者并没有止步于生物化学的解释，而是引入了“负熵”的概念，并将其与生物体的自我组织、生长和繁衍联系起来，这极大地拓宽了我对生命现象的理解。书中对宇宙演化和熵增关系的阐述更是令人震撼，从宇宙大爆炸的奇点到最终的“热寂”设想，熵的无情扩张似乎预示着一切的终结，但作者又在字里行间流露出对生命顽强抵抗熵增的赞美。这种宏大与细腻并存的视角，哲学与科学交织的表达，让我深刻体会到熵作为宇宙基本法则的普适性，以及它如何深刻地影响着我们对世界和自身的认知。

评分☆☆☆☆☆

《溯源探幽：熵的世界》带给我的，是一种对既有认知体系的颠覆和重塑。我一直认为，科学的边界是清晰的，而这本书却模糊了这些界限，将熵的概念如同触角一般伸向了各个领域。作者在描绘“熵”的无处不在时，所展现的想象力和逻辑严谨性令人称道。特别是在讨论经济发展与熵的关系时，作者从资源消耗、环境污染等角度深入分析了经济增长模式对熵的贡献，并引发了对可持续发展模式的深刻反思。这并非简单的“经济＝熵”的论断，而是通过对经济活动中能量和物质转化的细致剖析，揭示了经济发展背后隐藏的熵增规律。同时，书中对信息技术革命与熵的关联也进行了独到的解读，比如数据爆炸、算法推荐等现象，如何与信息熵的变化息息相关。这本书挑战了我以往对“进步”和“发展”的定义，让我开始思考，在追求效率和便利的同时，我们是否也在不经意间加速了熵的增长，从而可能面临着某种不可逆转的境地。这种从技术、经济到哲学层面的多维度探索，让我对“熵”有了更深刻、更全面的理解，也促使我重新审视人类文明的走向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，简直就像一场智力探险。作者以一种极其巧妙的方式，将“熵”这个听起来有些抽象的概念，变得 relatable 且充满魅力。他没有回避科学的严谨性，但更侧重于挖掘熵在不同领域产生的深远影响。我特别欣赏他对“时间箭头”的探讨，它不仅仅是物理学中的一个概念，更是连接过去、现在和未来的哲学命题。作者通过对熵增定律的解读，赋予了时间以方向感，让我们得以理解为何世界总是朝着更无序的方向发展，为何记忆总是指向过去，而非未来。此外，书中对“熵”在人工智能领域的应用也进行了深入的剖析，例如机器学习算法如何通过不断降低“信息熵”来学习和优化，这让我看到了科技发展的内在逻辑。这种将物理学原理与前沿科技相结合的叙述方式，不仅让我对人工智能有了更深的理解，也感受到了科学研究的蓬勃生命力。整本书读下来，仿佛经历了一次思维的洗礼，让我对宇宙的运行规律有了更敬畏的认识，也对科学的探索充满了好奇。

评分☆☆☆☆☆

《溯源探幽：熵的世界》给我最直接的感受是，原来我们一直身处在一个“熵”的世界里，而这本书则像一面镜子，让我们得以清晰地照见它的形态与运作。作者将“熵”的概念，从物理学的象牙塔中解放出来，融入了我们日常生活的方方面面。我深切体会到，书中关于“熵”与“生命力”的辩证关系，即生命体如何通过摄取能量来对抗熵增，维持自身的有序和运转，这让我对生命的顽强与奇迹有了更深的敬意。同时，书中对“熵”与“社会系统”的分析也令人警醒。作者将看似杂乱的社会现象，如信息爆炸、资源枯竭、社会分化等，都置于“熵”的视角下进行解读，揭示了这些现象背后可能存在的深层原因。这并非是一种悲观论调，而是一种基于科学规律的理性审视，它促使我们去思考，如何在追求进步与发展的同时，更加审慎地对待我们赖以生存的系统。这本书的价值在于，它用一种全新的语言和框架，重新解释了我们所熟悉的世界，为我们理解当下和未来提供了深刻的洞见。