庞加莱猜想 追寻宇宙的形状 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 春日真人 著

图书标签:

• 数学
• 拓扑学
• 庞加莱猜想
• 宇宙学
• 几何学
• 科学普及
• 理论物理
• 数学史
• 科学前沿
• 普林斯顿大学出版社

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115407498

版次：1

商品编码：11825642

包装：平装

开本：32开

出版时间：2015-12-01

用纸：纯质纸

编辑推荐

　　第35届“日本赏”奖

　　PARISCIENCE 2008奖

　　获奖作品

　　日本NHK电视台特别纪录

　　全景再现世纪难题“庞加莱猜想”的“百年魔咒”

　　揭秘庞加莱猜想百年挑战历程

　　记录追寻宇宙的形状与神秘数学家

　　体验数学“妖物”般的魅力与神秘

内容简介

　　1904年，法国数学家亨利?庞加莱提出了关于探寻宇宙形状的“庞加莱猜想”，自此后的100年间，不断有数学家向这个千禧难题发起挑战，庞加莱猜想被俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼以令人惊叹的绝妙方法证明。然而这位神秘的天才数学家却拒绝了2006年菲尔兹奖……

　　庞加莱猜想是什么？宇宙的形状又如何？佩雷尔曼是如何证明庞加莱猜想的？

　　本书为日本NHK特别节目制作组关于“庞加莱猜想”的专题纪录，全景记录追踪宇宙的形状与神秘数学家的线索、谜题与真相。

作者简介

　　春日真人，生于1968年，日本东京大学力学系研究科理化学毕业。1993年加入日本NHK电视台，曾任职于长野放送局、节目制作部教养节目组、节目开发部等，现担任经济、社会情报节目导演、制作人。作品有《生命再临：生命科学家柳泽桂子》《认识父母》《流产婴儿去向的冲击》《论文捏造：梦幻医疗为何崩溃》等，主要制作前言医疗与生命伦理类节目。

精彩书评

　　★这个问题（庞加莱猜想）必将引领我们到达那遥远的世界。

　　——亨利·庞加莱

　　★与庞加莱猜想的战斗，一着不慎就会“走火入魔”。

　　——沃尔夫冈·哈肯（Wolfgang Haken，四色定理证明者）

　　★我也曾尝试过一些三维空间的庞加莱猜想研究，但很快就放弃了。我认为我的研究方法应该没什么用。要解决这个难题，显然需要一些新的创想。

　　——史蒂文·斯梅尔（Steven Smale，1966年菲尔兹奖获得者，高维度庞加莱猜想证明者）

　　★庞加莱猜想中，如果宇宙不是球形的，那么可能会是什么形状呢？……不论宇宙是什么形状，都必定可以分解为至多8种各自不同的几何结构。

　　——威廉·瑟斯顿（William Thurston，1983年菲尔兹奖获得者）

目录

Part One 追踪佩雷尔曼　　21

出生之地——圣彼得堡　23

金钱地位皆可弃　28

沧桑巨变的天才少年　33

Part　Two 庞加莱猜想的诞生　37

热爱自由数学的天才——庞加莱　39

庞加莱猜想——揭开“形状”的谜题　44

地球的形状　47

宇宙的形状　55

Part　Three 古典数学与拓扑学　63

数学的新艺术运动　65

拓扑学的魔法　68

庞加莱猜想之噩梦　74

Part　Four 20 世纪50 年代 被“白鲸”吞食的数学家们　79

来自希腊的苦行僧　81

来自德国的年轻的对手　87

无声的对决　93

某位年迈数学家的述怀　102

Part　Five 20 世纪60 年代 忘掉古典来摇滚吧　107

席卷时代的数学之王——拓扑学　109

史蒂文·斯梅尔的奇袭　112

通往高维度空间的旅行　119

天才少年的诞生　125

天才数学家的“素颜”　130

拓扑学已死？　133

Part　Six 20 世纪80 年代天才瑟斯顿的光与影　137

魔术师的登场　139

宇宙真的是球形吗？——苹果和树叶的魔法　145

震惊世人的新猜想——宇宙有八种形状？　152

天才瑟斯顿的烦恼　156

Part　Seven 20 世纪90 年代开启通往成功的大门　167

俄罗斯人在美国　169

不为人知的“转机”　177

世界七大数学难题　182

百年一遇的奇迹　189

破解世纪难题　200

为什么是佩雷尔曼？　208

尾声　永无止境的挑战　212

后记　224

人名对照表　230

参考文献　233

精彩书摘

　　《庞加莱猜想 追寻宇宙的形状》：
　　当时，受到帕帕证明“德恩引理”成就的激励，不少年轻学者来到普林斯顿，尝试以此为起点，挑战庞加莱猜想的证明。来自德国的沃尔夫冈·哈肯博士也是其中之一。
　　说到哈肯博士，相信应该有很多人都知道他。哈肯博士曾经完成了世界级的难题“四色定理”的证明。1852年弗朗西斯·古斯里（Francis Guthrie）提出了这个命题：世界上所有的地图，应当都可以只用四种颜色着色。但是在那之后的很长时间里，这个现象的数学证明都没有得以解决。直到1976年，哈肯博士和凯尼斯·阿佩尔（Kenneth Appel）博士利用当时还比较少见的电子计算机，宣告最终证明了四色定理。不过在当时，人们也怀疑使用叫作“计算机”的这个黑匣子得出的证明结果，就一点也没有错误吗？像这样庞大的证明，其过程完全不受人工控制，世人是否应该承认？这个证明在当时受到了很多人的质疑，在数学界引发了大量的讨论。
　　不管怎样，奔赴普林斯顿高等研究院的哈肯博士，当时还只不过是一名研究拓扑学的年轻学者。一方是被称为最接近庞加莱猜想的帕帕，一方是在他后面不断追赶的哈肯博士，不久两人之间就爆发了激烈的争论。
　　2007年7月，一个星期天的早上，我们一行来到了美国芝加哥市的郊区，拜访了沃尔夫冈·哈肯博士。
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前言/序言

星河的低语：探寻宇宙深处的奥秘 一本关于宇宙学、弦理论与暗物质的史诗级著作，带你穿越时空的边界，直抵万物起源的奥秘。 本书并非聚焦于单一的数学猜想，而是以一场宏大而深邃的宇宙探索之旅为蓝图，试图勾勒出我们所栖居的实在界的全貌。它深入剖析了二十世纪末至二十一世纪初，理论物理学领域最激动人心、也最令人困惑的几大核心议题，将复杂的数学模型转化为可感知的哲学思辨。 第一部分：时间之河的湍流——相对论的遗产与时空结构的瓦解 我们将从爱因斯坦的广义相对论开始，但很快就会转向其局限性——当引力与量子世界发生冲突时，时空结构如何坍塌成一团混沌。本章详述了黑洞物理学的最新进展，特别是信息悖论如何挑战了我们对信息守恒的基本认知。我们不再仅仅关注黑洞的事件视界，而是深入探讨了“火墙”假说、量子泡沫以及引力如何可能在普朗克尺度下“涌现”出我们所感知的平滑时空。 本部分着重探讨了“量子引力”这一世纪难题的几种主要候选路径：圈量子引力（LQG）如何试图将时空原子化，以及弦理论如何在更高维度中寻找统一的描述。这不是一本介绍基础公式的教材，而是对当前最前沿、最具争议性的理论框架的哲学性审视。我们追问：时间，究竟是宇宙的基本属性，还是一种错觉？ 第二部分：维度之外的交响——弦的振动与多重宇宙的低语 宇宙的“形状”远比我们想象的复杂。本书的第二篇章将带领读者进入一个充满奇特几何形状的领域：卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds）。虽然我们生活在四维时空（三维空间加一维时间），但弦理论预言了额外的、紧凑化的维度。本章将详细解释这些“卷曲”的维度如何决定了基本粒子的性质和力的强度。 我们将探讨M理论——那个试图统一所有五种超弦理论的“母理论”——它所暗示的十一维结构。通过对对偶性的深入分析，读者将了解到，看似不同的物理理论，可能仅仅是同一个更宏大理论在不同“视窗”下的投影。这部分内容将挑战读者对“实在”的直观理解，展示物理定律的根源可能存在于一个我们无法直接感知的、高度对称的超空间之中。多重宇宙理论（Multiverse Hypothesis）在此处得到详尽的探讨，特别是永恒暴胀（Eternal Inflation）模型如何自然地催生出无数个具有不同物理常数的平行宇宙。 第三部分：暗影中的构建师——暗物质与暗能量的身份危机 宇宙的绝大部分（约95%）由我们看不见、摸不着、也无法直接探测的“暗”成分构成。本书用大量篇幅聚焦于解释现代宇宙学面临的“身份危机”。 关于暗物质，我们不再停留在“WIMPs”或“轴子”的简单罗列。本章详细考察了诸如MOND（修正牛顿动力学）等非标准模型的复兴迹象，并深入讨论了最新的直接探测实验（如LZ实验）的局限性。我们探讨了暗物质如何塑造了星系的形成与演化，以及它在宇宙网结构中的“骨架”作用。 更具颠覆性的是对暗能量的讨论。宇宙的加速膨胀——这一发现震撼了整个物理学界——其背后的驱动力至今仍是最大的谜团。本书将对“真空能”与“精质场”（Quintessence）进行细致的对比分析，并讨论如何利用詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）的数据来检验宇宙学常数（Λ）是否真的恒定不变。我们试图回答：是时空本身的弹性在增强，还是存在一种尚未被发现的、弥漫在整个宇宙中的动态能量场？ 第四部分：信息、熵与宇宙的终局 在旅程的终点，我们将把目光投向宇宙的最终命运。热力学第二定律——熵增原理——在宏大尺度上意味着什么？如果宇宙最终走向“热寂”（Heat Death），那么信息是如何在这一过程中被保存或销毁的？ 本章将讨论“宇宙学中的信息论”，探讨黑洞蒸发是否意味着信息被永久抹去，以及全息原理（Holographic Principle）如何暗示了我们三维世界的全部信息可能被编码在一个二维的边界之上。我们审视了“大撕裂”（Big Rip）、“大坍缩”（Big Crunch）以及“永恒膨胀”这三种主要的宇宙终结场景，并试图评估哪种可能性在当前的观测数据面前更具说服力。 结语：对未知的谦卑致敬 本书旨在提供一个全面的、不回避困难的视角，展示人类理性在面对宇宙最深层奥秘时所展现出的不懈追求。它不是提供确定的答案，而是清晰地描绘出我们目前所站立的知识边界，以及通往下一座高峰的崎岖路径。这是一次献给所有对“我们从何而来，将往何处去”抱有永恒好奇心的人的邀请函。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，第一感觉是它的分量感，不仅是厚度，更是内容所承载的智慧重量。我听说庞加莱猜想是数学界一个非常著名且困难的问题，它的解决耗费了几代数学家的心血。这本书的叙事方式，我猜想可能不会是枯燥的公式堆砌，而是更侧重于讲述这个猜想背后的故事。比如，它可能会描绘庞加莱提出猜想时的历史背景，当时的数学界是什么样子？然后，随着时间的推移，不同的数学家们是如何尝试去解决它，他们遇到了哪些困难，又是如何克服的？那些在解决过程中出现的辅助定理和新方法，它们本身是否也有着独立的魅力？我尤其期待书中能够展现数学家们的个人经历和思想碰撞，那种在寂寞的学术殿堂里，为了一个共同目标而奋斗的精神。这不仅仅是关于一个数学问题的解决，更是关于人类智慧的传承和科学精神的体现，这让我感到非常敬佩。

评分☆☆☆☆☆

读到这本书的书名，我脑海中立刻浮现出那些伟大的科学发现史，那些改变人类世界观的时刻。庞加莱猜想，虽然名字听起来有些学术化，但“追寻宇宙的形状”这个副标题，瞬间点燃了我对探索未知的热情。我猜想，作者在书中会通过生动的故事和形象的比喻，将那些复杂的数学概念，比如“同胚”、“单连通”等等，转化为易于理解的语言。我希望这本书能够像一位优秀的向导，带领我穿越数学的迷宫，去欣赏隐藏在其中的几何美学和逻辑的严谨。我特别想知道，究竟是什么样的观察和思考，让庞加莱提出了这样一个关于三维空间形状的猜想？而格里戈里·佩雷尔曼又是如何凭借他独特的证明方法，最终攻克了这个困扰数学界百年的难题？这本书或许会像一本侦探小说，一步步揭示真相，让我体验到解开谜题的乐趣，同时也让我感受到数学的强大力量，它能够精确地描述和理解我们身处的这个宇宙。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名“追寻宇宙的形状”让我联想到很多科幻电影里的场景，那些关于宇宙尺度、多维空间、甚至是虫洞的设想。虽然我知道“猜想”这个词意味着这是数学领域的研究，但我更感兴趣的是，数学上的严谨推导，是如何能够触及到我们对宏观宇宙的理解。是不是那些抽象的数学模型，才是揭示宇宙真实形态的钥匙？作者似乎在这本书里，将庞加莱猜想作为一个切入点，去探讨更广泛的数学与物理学之间的联系，以及它们如何共同描绘我们所处的现实。我设想着，书中可能会穿插一些关于早期宇宙学、黑洞理论，甚至是一些关于暗物质、暗能量的讨论，将这些宏大的科学议题，与一个看似小小的数学猜想巧妙地联系起来。这种跨学科的融合，对于我这样非专业读者来说，无疑是一种巨大的吸引力，它能让我看到科学的共通性，以及不同领域思想的火花碰撞。我希望这本书能像一本精心制作的纪录片，用通俗易懂的语言，带领我进行一次关于宇宙本质的深度游览。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名给我一种既抽象又宏大的感觉，“庞加莱猜想”代表了数学的深度，“追寻宇宙的形状”则指向了物理世界的广阔。我一直在思考，数学的抽象理论，是如何能够真实地反映和预测宇宙的运行规律的。这本书会不会试图解释这种联系？我期待书中能够深入浅出地介绍拓扑学的一些基本概念，并说明这些概念如何与我们对空间、形状的直观理解相契合。同时，我希望能够了解庞加莱猜想本身的意义，它在数学领域的重要性，以及它解决之后，对我们理解宇宙的形状可能带来的启示。这本书会不会探讨不同宇宙模型，比如球形宇宙、平坦宇宙等，并将庞加莱猜想的证明与这些模型联系起来？我希望在阅读过程中，能够获得一种全新的视角，去审视我们所生活的宇宙，并对它的形状和结构有更深刻的认识，感受到数学作为一门“宇宙的语言”的魅力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就充满了神秘感，银河系的星云与复杂的数学图形交织在一起，仿佛在预示着一场智识的探险。我一直对宇宙的奥秘和那些试图理解宇宙本质的伟大思想家们充满好奇。庞加莱猜想，这个名字本身就带着一种深邃的魅力，它关联着拓扑学，一个我并不完全熟悉的领域，但作者的介绍让我觉得，即使是没有深厚的数学背景，也能跟着文字的脉络，去感受那些抽象概念背后的几何直觉和逻辑之美。故事似乎不仅仅局限于一个猜想的证明过程，更像是一段跨越时代的思想对话，连接着庞加莱本人对空间本质的思考，以及后来数学家们为此付出的努力。我期待在阅读中，能够窥见数学家们是如何凭借智慧与毅力，去解构和重塑我们对三维空间的认知，那种在看似无限可能中寻找确定性的过程，本身就足够令人着迷。我相信，这本书会带领我进入一个由数字、图形和深刻洞见构成的迷人世界，去感受人类对未知的不懈探索精神。

评分☆☆☆☆☆

好书，科普读物中的经典，值得拥有

评分☆☆☆☆☆

正在看，不错。。。。

评分☆☆☆☆☆

内容还可以，就是所有配图全部都是用绿色印刷的，看着不舒服。

评分☆☆☆☆☆

真的非常不错，会继续购买。

评分☆☆☆☆☆

书质量不错，印刷非常清晰，纸的质量也非常好，包装精心细致，很完美的一次购买

评分☆☆☆☆☆

内容还是稍微单薄点

评分☆☆☆☆☆

不一样的思维。学习了。

评分☆☆☆☆☆

非常不错的书，一是页面太小

评分☆☆☆☆☆

一个完全没有数学思考的记者写的完全没有价值的玩意