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| 編輯推薦: |
(1)颠覆现有认知:如果宇宙是一串代码,人类是程序里的BUG吗? 马斯克、比尔·盖茨、霍金热议的“模拟世界”假说,究竟是哲学猜想还是科学可能?本书直面这一终极之问,带你用硬核的物理学与计算证据,重新审视“真实”的定义。
(2)亲临创世现场:给你一台超算,你会怎样“制造”宇宙? 首度揭秘科学家如何扮演“上帝”,将物理定律化为“01”代码,在计算机中启动“数字大爆炸”,亲手捏出暗物质、暗能量、恒星、黑洞、星系乃至整个宇宙。
(3)破解演化密码:从大爆炸到今天,138亿年宇宙史诗全景呈现! 全书用清晰逻辑串联起天体物理、相对论与量子力学,解锁宇宙底层运行规律,搭建系统、清晰认知框架,轻松看懂宇宙完整一生。
(4)直击科学前沿:大量宇宙学尖端成果首次披露! 重子循环、黑洞反馈、过冷问题……世界顶尖科学家以亲身经历,为你生动拆解当今天文学领域的最棘手的“案件”,让前沿科学探索如同侦探小说一样精彩。
(5)知识与颜值并存:别具一格的科学插画,独家解析震撼天体奇观! 书中收录来自顶级模拟项目的珍贵图像与科学插画,让星系并合、超新星爆发等震撼奇观跃然纸上,用视觉盛宴满足你对浩瀚宇宙的所有想象。
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| 內容簡介: |
我们所见的一切,是坚固的现实,还是某种更宏大存在中的一段代码? 本书将带你踏入一个前所未见的“数字创世现场”。你将看到科学家如何驱动超级计算机,从虚无中启动一场数字大爆炸,像编写创世剧本一样,亲手“制造”恒星、星系与暗物质网络——一个高度逼真的虚拟宇宙,正运行于硅基芯片之上。 当物理定律转化为数字代码,当虚拟时空中孕育出与真实宇宙惊人相似的图景,这一切都指向了一个震撼心灵的谜题:如果我们可以模拟一个宇宙,那么我们自身,是否也可能生活在某个更高级的“模拟世界”之中? 这是一场从奇点到星系的科学探险,也是一次关于“存在”的终极思考。无论你是科学发烧友,还是对世界本质怀有朴素好奇的普通人,这本书都将为你打开一扇重新审视我们所处现实的大门。
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| 關於作者: |
作者简介:
[美]罗米尔·戴夫(Romeel Davé)
入选“全球前2%顶尖科学家”榜单,爱丁堡大学物理学教授,宇宙学模拟领域的国际权威。他主持开发了世界上首个并行流体动力学代码,并对星系演化和宇宙“缺失重子”问题做出突破性贡献,其成果深化了人类对宇宙结构的认知。戴夫教授亦致力于科学传播,与妻子共同制作的科普纪录片《黑太阳》《哈勃的多元宇宙》等屡获国际奖项。
译者简介:
张水乃
南京大学天体物理学博士,中国科学院紫金山天文台副研究员。工作聚焦于星系生态系统这一天体物理学前沿领域,研究活动星系核反馈与恒星形成活动反馈背后的物理机制。
孙佳
中国科学院大学博士,主要研究银河系中恒星形成区的年轻恒星。
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| 目錄:
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序 章 模拟宇宙的奇境 001
从编程少年到宇宙“创造者” 006
星空与文明 009
通往科学的道路 012
“哥白尼革命”的回响 015
第一章 宇宙学框架 017
从混沌到精确:现代宇宙学的变革 019
宇宙“砰”地一下诞生了 021
如果宇宙在膨胀,为什么我总是找
不到停车位? 026
创世新篇:21世纪的宇宙起源故事 029
宇宙简史 031
大爆炸模型的胜利之日 034
天文学家弄丢了90%的宇宙质量 036
暗物质候选者之争 038
大爆炸的余晖:宇宙背景辐射 041
“平坦”的宇宙 046
爱因斯坦的伟大“错误” 047
宇宙暴胀:“无中生有”的一切 053
自洽的宇宙学 056
第二章 把宇宙放进计算机里 059
万物皆粒子 062
模拟膨胀的时空 065
动态范围问题 068
分层模拟的智慧 072
算法革新:加速再加速 075
引力软化:避免数值灾难的巧妙设计 080
优化时间步长:告别“南方公园效应” 082
起跑线:设定初始条件 085
我们出发了! 086
第三章 编织宇宙网 089
模拟与巡天的协奏 092
宇宙网的结构 095
暗物质晕:永恒旋转 099
分道扬镳:重子坠落 102
星系诞生 106
星系形成如此简单吗? 107
第四章 星系演化的奥秘 111
哈勃序列:星系形态的分类艺术 116
“气体天体物理学” 121
流体动力学战争 124
盘星系的挑战 127
太大、太快、太多 129
反馈机制:星系生长的自我调节 131
超新星就像“球形奶牛”吗? 134
亚网格物理学 136
模拟中“刮起”星系风 141
星系形成的(低)效率 144
第五章 现代星系形成模拟 149
反馈模型之争:动能风还是热倾泻 152
重子循环:星系生态系统的物质流动 155
从缺失处寻找答案 158
红色的死寂星系 162
黑洞喷流:超级能量引擎 165
黑洞反馈 169
我们抵达终点了吗? 172
第六章 未来已经来临 177
精确星系形成学 179
重子循环的直观模型 181
2100年:未来的模拟宇宙 184
我们生活在虚拟世界吗? 190
致谢 198
推荐阅读 199
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| 內容試閱:
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我们生活在虚拟世界吗? 承认吧:当你拿起这本书时,你最想知道答案的问题就是这个吧? 作为一名数值宇宙学家,我对此感同身受。如果我们确实生活在一个模拟的世界,那意味着某处存在一位“至高模拟者”(像我一样,但比我聪明得多,并且有算力无限的计算机),他设计并运行了我们称之为“宇宙”的模拟程序。若果真如此,我可以认为自己是模拟者链条中的一环,也许有一天,我的某个“N代玄孙模拟者”也将创造属于他自己的宇宙。如果是这样,那么创造我们宇宙的“至高模拟者”是否也只是无尽的模拟者链条中的一环?第一个模拟者是谁?模拟过程会一直层层嵌套下去吗?简直匪夷所思。 表面上看,模拟和现实之间存在一些有趣的相似之处。模拟由于软化长度而具有内在的模糊性,而宇宙由于量子力学波函数也具有内在的模糊性。模拟包含一些任意选择的自由参数,而宇宙也有一些我们称之为自然常数(如光速)的看似随机的数值。模拟中存在由机器精度导致的基本离散性,超出此精度的给定量是不可知的,而宇宙具有类似的离散性,与海森伯不确定性原理相关。模拟在某个指定时间开始,预设了初始条件,如果生活在模拟世界,这看起来跟起源未知、“之前”没有意义的大爆炸何其相似。
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