从无穷开始:科学的困惑与疆界 - (EPUB全文下载)

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版权信息
书名:从无穷开始:科学的困惑与疆界
作者:[法] 让-皮埃尔·卢米涅 马克·拉雪茨-雷
译者:孙展
ISBN:978-7-115-47919-8
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版权声明
前言 让“无穷”进来
第 1 章 苍穹浩瀚
热情与争论
阿派朗
封闭世界
现实还是潜在?
有穷世界的悖论
受争议的亚里士多德学派
恒星天球间的裂缝
布鲁诺:对“无穷”的狂热
新的天文学
牛顿的宇宙学
宇宙曲线中的宇宙岛
新的时空
扩张的宇宙
夜之黑,“无穷空间”的第一佯谬
到底是有穷,还是无穷?
双重生命
宇宙视界
■ 视界佯谬
宇宙拓扑学
无穷的幻象
第 2 章 数字的无穷
运算中的无穷
超大数
无穷的直觉
■ 无理数
■ 超越数
■ 序列、级数与集合
无穷变为现实
无穷的悖论
康托尔的基数无穷
■ 可列集
■ 实数与连续统
■ 无穷的序列
连续统假设
■ 不可判定性与选择公理
■ “全知”数
数学上的更多无穷
■ 无穷与透视
■ 超穷序数
■ 古德斯坦序列
■ 非标准数
■ 超实数集
■ 有穷的游戏,无穷的游戏
■ 李群
有穷论与直觉主义
第 3 章 物质的无穷
持续性、延展性与无穷性
芝诺悖论
微积分
物质的可分性
黑体与无穷
量子场

重正化物质
希格斯玻色子
暗能量?
超弦理论
无穷就这么消失了?
第 4 章 独特的量子引力
无底洞
■ 一条奇特的视界
■ 黑洞的假无穷
■ 黑洞的真无穷
■ 被“遮挡”的无穷
■ 被放弃的无穷
时间的起点
有限时间的威胁
奇点的威胁
量子引力与离散时空
■ 非交换几何
■ 因果集合
■ 圈量子引力与量子空间
■ 趋向于无限维
量子几何动力学
从宇宙到多重宇宙
■ 不可能存在,也很宝贵
■ 多重宇宙的物理学证据
■ 无穷的多重宇宙
■ 一句讨人喜欢的蠢话
后记 对无穷的反思
伪装起来的无穷
宇宙学:无穷获得认可
应该消除无穷吗?
参考文献
经典论著
无穷与世界的多样性
相对论和宇宙学
数学
量子物理与新理论
文学
人名对照表
版权声明
Originally published in France as: De l'infini. Horizons cosmiques, multivers et vide quantique
, Second edition, by Jean-Pierre Luminet and Marc Lachièze-Rey © Dunod, Paris, 2005, 2016
Simplified Chinese language translation rights arranged through Divas International, Paris
 
巴黎迪法国际版权代理(www.divas-books.com

本书中文简体字版由 DUNOD Éditeur 授权人民邮电出版社独家出版。未经出版者书面许可,不得以任何方式复制或抄袭本书内容。
版权所有,侵权必究。
前言 让“无穷”进来
“是谁?太好了,让‘无穷’进来。”
——路易·阿拉贡,《梦潮》(1924)
人类能直接认知的事物是有限的。但“无穷”二字经常会在思考的瞬间乍现。伊曼努尔·列维纳斯曾经说过:“有些事物能让思想超越一切限制,而这种特质就是‘无穷’。”但是,“无穷”这一概念是否真实存在于自然界,存在于试图描述自然界的科学之中?它是否存在于世间万物之中?它是否构成了一个实在、多重的现实维度?或者,它仅仅是人类思维中一种虚构的概念,没有任何一种物理现象与之对应?对于这些难题,亚里士多德曾给出过完整的阐释。
运动、空间、时间……每一种量都只有两种可能——有限或无限。然而,亚里士多德在《物理学》中提出,实际已知的实体和实际可实施的流程才是有限的。因此,他的学说并不排斥对“无穷”的思索。不过,亚里士多德并未真正承认这些概念的存在,他认为“无穷”是“潜在的”,而并非实际存在。
一位步行者可以无限地重复行走,一步又一步……原则上,他总能再多走出一步。“无限重复”引出了最初的“无穷尽”的概念:这种总能“再向前走一步”的特性就是“潜无穷”。这一概念自然而然地联系到自然数的连续性上:1、2、3……一个数后面总跟着另一个数,不存在最后一个数,因为必有后续者。这就是“递推法”的基本原理,数的“潜无穷”概念就此诞生。
不过,数字 2 的存在已经预示着“潜无穷”,因为 2=1+1,我们完全可以照这样的式子写下去,2+1=3,3+1=4,永无止境。1 是一个单位,2 是一种变化,变化多端。如果说 2 已经预示着无穷,这是否意味着,“变化”与“多样”本身就是潜在的无穷呢?
可见,无穷不仅是自然科学问题,也是哲学问题,涉及了神学、艺术、伦理学……因此,我们需要区分宇宙科学、物质科学与数字科学,即数学。
亚里士多德把“无穷”与“未完成”联系到了一起。在继他之后的几个世纪里,科学家——尤其是哲学家与神学家,都强烈反对“实无穷”理念,他们表现得十分激动,甚至超乎常理了。早期的基督教神父们、新柏拉图派学者和经院哲学家们认为,“无穷”首先是上帝的属性。而后,这个概念从神学领域发展到数学与自然哲学领域,阐述了关于透视几何学(15 世纪)、宇宙无限大(17 世纪)与无穷小(17 到 18 世纪)的概念。由此,“无穷”变得可以被理解。从两百年前开始,无穷才作为数学与逻辑学领域中的一个独立概念被建立和归纳。
当物理学家竭力把无穷从理论中驱除出去的时候,数学家却很支持这一概念。实际上,无穷与数字和集合的概念有关。是否存在一个数字与无穷相关?是否存在包含无数元素的集合?我们提出的问题或 ............

书籍插图:
书籍《从无穷开始:科学的困惑与疆界》 - 插图1
书籍《从无穷开始:科学的困惑与疆界》 - 插图2

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