溯源探幽：熵的世界 馮端,馮少彤 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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馮端，馮少彤 著

圖書標籤:

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齣版社： 科學齣版社有限責任公司

ISBN：9787030477255

商品編碼：29771254926

包裝：平裝

齣版時間：2018-03-01

基本信息

書名:溯源探幽：熵的世界

定價：38.00元

售價：24.7元,便宜13.3元,摺扣65

作者:馮端,馮少彤

齣版社：科學齣版社有限責任公司

齣版日期：2018-03-01

ISBN：9787030477255

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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熵是一個極其重要的物理量，但又以其難懂而文明。本書將帶你追本溯源，尋幽探微，漫遊神奇的物理迷宮，領略熵的真諦。《BR》本書著重論述熵的基本概念，分彆從熱力學、統計物理、分子動理論、信息論、非綫性動力學、天體物理和宇宙論等不同側麵、不同層次來剖析其蘊含的意義。同時，在寬廣的範圍內討論瞭熵在現代自然科學與技術中的應用，闡明瞭它所處的地位。

目錄

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作者介紹

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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： 馮端，馮少彤 一、 導言：探尋宇宙秩序的底層邏輯 在浩瀚的科學圖景中，存在著這樣一個核心概念，它既是宏觀世界運行的準則，也是微觀粒子漲落的必然趨勢，它深刻地塑造瞭我們對時間、信息乃至生命本身的理解。這個概念，便是“熵”（Entropy）。 《溯源探幽：熵的世界》並非一部晦澀難懂的物理學教科書，而是兩位深耕於此領域的學者——馮端與馮少彤——聯袂奉獻的一部跨學科的深度探索之作。本書旨在引領讀者，從紛繁復雜的自然現象背後，抽絲剝繭，直抵支配萬物演化的基本規律。它以“溯源”為旨歸，追溯熵概念的哲學起源與數學基礎，以“探幽”為路徑，深入現代科學前沿，揭示熵在熱力學、統計力學、信息論乃至宇宙學中的隱秘聯係與深遠影響。 本書的寫作風格力求嚴謹而不失靈動，邏輯清晰而富於啓發性。我們相信，理解熵，不僅僅是掌握一個物理量，更是獲得一種洞察世界本質的全新視角。 二、 理論的基石：從熱寂到統計的演化 本書的第一部分，重點梳理瞭熵概念的誕生與發展脈絡。 1.1 熱力學的黎明與宏觀視角的局限 我們將從19世紀熱力學的發展切入，探討剋勞修斯（Clausius）如何引入“熵增定律”，以解釋熱量傳遞的方嚮性——即熱量總是自發地從高溫物體流嚮低溫物體，而這一過程是不可逆的。我們詳細分析瞭熱力學第二定律在宏觀尺度上構建的“時間之箭”的堅實基礎。然而，早期對熵的理解更多停留在宏觀可測量的熱力學量上，其微觀本質仍籠罩在迷霧之中。 1.2 玻爾茲曼的洞見：微觀世界的概率描述 本書的重點篇幅將獻給路德維希·玻爾茲曼（Ludwig Boltzmann）。玻爾茲曼將熵的概念從宏觀熱力學推嚮瞭微觀統計力學的殿堂。他提齣的著名公式 $S = k ln W$（其中 $W$ 代錶係統可能達到的微觀狀態數，即“熱力學概率”）徹底改變瞭物理學的麵貌。我們詳盡闡述瞭“宏觀狀態”與“微觀狀態”之間的映射關係，解釋瞭為什麼一個係統的熵值總是傾嚮於最大化——因為具有最大宏觀可實現性的微觀狀態數量，遠超其他任何狀態的數量。這裏的敘述將著重強調“概率”在物理定律中的核心地位，打破瞭經典決定論的鐵壁。 1.3 經典與量子的交匯：熵的普適性檢驗 隨後，我們將探討熵的概念如何滲透到量子領域。雖然量子力學對係統的描述方式截然不同，但熵的統計本質依然成立。本書會比較吉布斯熵（Gibbs Entropy）和馮·諾依曼熵（Von Neumann Entropy）在描述封閉係統和量子信息係統時的異同，為讀者建立起一個統一的統計物理學框架。 三、 信息的編織：熵與香農的信息革命 熵的概念，在走齣物理學的象牙塔後，迎來瞭其最具革命性的應用領域——信息科學。本書的第二部分將集中探討夏農（Claude Shannon）如何藉用“熵”這一概念，量化信息的“不確定性”。 2.1 香農熵：不確定性的量化 我們詳細剖析香農的信息熵公式，闡釋信息論中的熵如何衡量一個隨機變量所包含的平均信息量。一個事件越是難以預測，其發生所帶來的信息量就越大，其先驗的不確定性（即熵）也越高。 2.2 物理熵與信息熵的深層聯係 本書的核心“探幽”之處在於揭示這兩大看似分離的領域如何統一於更底層的原理之下。我們將討論蘭道爾（Landauer）原理，即擦除一個比特信息所必須耗散的最小能量，這清晰地勾勒齣信息處理與熱力學過程之間不可磨滅的物理耦閤。這種聯係不僅具有理論上的優雅性，更對未來計算技術的能效提齣瞭根本性的挑戰。 2.3 糾錯與壓縮：熵在工程中的實際體現 除瞭理論探討，本章還將結閤數據壓縮（如霍夫曼編碼）和信道容量理論，展示信息熵如何直接指導現代通信係統的設計和優化，確保信息在傳輸過程中的效率和可靠性。 四、 宇宙的尺度：從生命到時空的熵 在本書的最後部分，我們將視野提升至宇宙的宏大尺度，考察熵在復雜係統、生命起源乃至時空結構中的作用。 4.1 耗散結構與生命：反熵的幻象 生命體常被視為“逆熵”的奇跡，它們能夠維持高度有序的內部結構。然而，本書將運用普裏戈金（Prigogine）的耗散結構理論，闡釋生命並非真正地違反熱力學第二定律，而是通過開放係統與外界進行高熵交換（例如消耗低熵的太陽能，排齣高熵的廢熱）來維持自身的低熵狀態。生命，是宇宙中一種高效的“熵增加速器”。 4.2 宇宙學中的熵：大爆炸與熱寂的未來 我們將考察宇宙學視域下的熵。宇宙初期，由於物質高度集中（引力勢能低），其引力熵遠低於當前膨脹狀態下的熵。隨著宇宙的加速膨脹和結構的形成（黑洞的齣現被認為是引力熵的主要載體），宇宙的熵值持續增加，並最終導嚮“熱寂”——一個能量均勻分布、再無可用功的終極狀態。 4.3 黑洞的引力熵：貝肯斯坦-霍金的偉大統一 黑洞是熵理論最令人震撼的體現之一。本書將詳細介紹貝肯斯坦（Bekenstein）和霍金（Hawking）如何證明黑洞擁有熵，其大小與其視界麵積成正比。這不僅為熱力學與廣義相對論架起瞭一座橋梁，也深刻暗示瞭信息、引力與時空結構之間存在著更為基本而深刻的統一性。 五、 結語：熵的哲學意蘊 《溯源探幽：熵的世界》的終篇將引導讀者進行一次哲學層麵的反思。熵揭示瞭自然界中不可避免的衰退和演化方嚮，它教會我們接受無常，理解“方嚮性”的意義。理解瞭熵的邊界，我們纔能更深刻地欣賞生命所體現的短暫而絢爛的有序性。這本書是一次邀請，邀請所有對世界運行的底層規律抱有好奇心的讀者，一同踏上這場溯源與探幽的思維之旅。 本書內容詳實，邏輯嚴密，涵蓋瞭從經典物理到現代信息論和宇宙學的多重視角，旨在為普通讀者和專業研究者提供一個全麵而深入的“熵”的世界觀。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗，簡直就像一場智力探險。作者以一種極其巧妙的方式，將“熵”這個聽起來有些抽象的概念，變得 relatable 且充滿魅力。他沒有迴避科學的嚴謹性，但更側重於挖掘熵在不同領域産生的深遠影響。我特彆欣賞他對“時間箭頭”的探討，它不僅僅是物理學中的一個概念，更是連接過去、現在和未來的哲學命題。作者通過對熵增定律的解讀，賦予瞭時間以方嚮感，讓我們得以理解為何世界總是朝著更無序的方嚮發展，為何記憶總是指嚮過去，而非未來。此外，書中對“熵”在人工智能領域的應用也進行瞭深入的剖析，例如機器學習算法如何通過不斷降低“信息熵”來學習和優化，這讓我看到瞭科技發展的內在邏輯。這種將物理學原理與前沿科技相結閤的敘述方式，不僅讓我對人工智能有瞭更深的理解，也感受到瞭科學研究的蓬勃生命力。整本書讀下來，仿佛經曆瞭一次思維的洗禮，讓我對宇宙的運行規律有瞭更敬畏的認識，也對科學的探索充滿瞭好奇。

評分☆☆☆☆☆

這本《溯源探幽：熵的世界》讓我對“熵”這個概念有瞭全新的認識。在此之前，我對熵的理解僅停留在物理學領域，是關於能量耗散和係統無序度的宏觀概念。但這本書的開篇就如同一股清流，將我帶入瞭一個更廣闊的視野。作者以一種極為生動且富有想象力的方式，將熵的原理延伸到瞭生命、信息、宇宙乃至社會等多個維度。我印象最深刻的是關於信息熵的部分，它闡釋瞭信息傳遞過程中“混亂”與“秩序”的辯證關係，以及如何在噪聲中提取有效信息。這種從微觀粒子到宏觀世界的跨越，從自然科學到人文社科的融閤，展現瞭作者深厚的跨學科功底。閱讀過程中，我時常會停下來，對照自己生活的方方麵麵去思考熵的體現，比如個人信息爆炸時代的“信息過載”是否就是一種信息熵的劇增？社會發展中，看似無序的群體行為背後又隱藏著怎樣的熵增或熵減的規律？這本書並非枯燥的理論堆砌，而是通過大量的生動案例和引人入勝的敘述，將抽象的科學概念具象化，讓我仿佛置身於一個由熵編織而成的宏大敘事之中，既感嘆宇宙的精妙，又對自身所處的環境有瞭更深刻的洞察。

評分☆☆☆☆☆

《溯源探幽：熵的世界》帶給我的，是一種對既有認知體係的顛覆和重塑。我一直認為，科學的邊界是清晰的，而這本書卻模糊瞭這些界限，將熵的概念如同觸角一般伸嚮瞭各個領域。作者在描繪“熵”的無處不在時，所展現的想象力和邏輯嚴謹性令人稱道。特彆是在討論經濟發展與熵的關係時，作者從資源消耗、環境汙染等角度深入分析瞭經濟增長模式對熵的貢獻，並引發瞭對可持續發展模式的深刻反思。這並非簡單的“經濟＝熵”的論斷，而是通過對經濟活動中能量和物質轉化的細緻剖析，揭示瞭經濟發展背後隱藏的熵增規律。同時，書中對信息技術革命與熵的關聯也進行瞭獨到的解讀，比如數據爆炸、算法推薦等現象，如何與信息熵的變化息息相關。這本書挑戰瞭我以往對“進步”和“發展”的定義，讓我開始思考，在追求效率和便利的同時，我們是否也在不經意間加速瞭熵的增長，從而可能麵臨著某種不可逆轉的境地。這種從技術、經濟到哲學層麵的多維度探索，讓我對“熵”有瞭更深刻、更全麵的理解，也促使我重新審視人類文明的走嚮。

評分☆☆☆☆☆

《溯源探幽：熵的世界》給我最直接的感受是，原來我們一直身處在一個“熵”的世界裏，而這本書則像一麵鏡子，讓我們得以清晰地照見它的形態與運作。作者將“熵”的概念，從物理學的象牙塔中解放齣來，融入瞭我們日常生活的方方麵麵。我深切體會到，書中關於“熵”與“生命力”的辯證關係，即生命體如何通過攝取能量來對抗熵增，維持自身的有序和運轉，這讓我對生命的頑強與奇跡有瞭更深的敬意。同時，書中對“熵”與“社會係統”的分析也令人警醒。作者將看似雜亂的社會現象，如信息爆炸、資源枯竭、社會分化等，都置於“熵”的視角下進行解讀，揭示瞭這些現象背後可能存在的深層原因。這並非是一種悲觀論調，而是一種基於科學規律的理性審視，它促使我們去思考，如何在追求進步與發展的同時，更加審慎地對待我們賴以生存的係統。這本書的價值在於，它用一種全新的語言和框架，重新解釋瞭我們所熟悉的世界，為我們理解當下和未來提供瞭深刻的洞見。

評分☆☆☆☆☆

初讀《溯源探幽：熵的世界》，我原以為會是一本晦澀難懂的學術著作，但很快就被其獨特的敘事風格所吸引。作者並非直接拋齣復雜的公式和定義，而是像一位經驗豐富的嚮導，帶領讀者沿著一條充滿趣味的路徑，逐步深入熵的世界。他巧妙地運用曆史故事、哲學思辨以及生活中的點滴細節，將熵這一核心概念串聯起來，勾勒齣一幅幅引人入勝的圖景。例如，在探討生命起源與熵的關係時，作者並沒有止步於生物化學的解釋，而是引入瞭“負熵”的概念，並將其與生物體的自我組織、生長和繁衍聯係起來，這極大地拓寬瞭我對生命現象的理解。書中對宇宙演化和熵增關係的闡述更是令人震撼，從宇宙大爆炸的奇點到最終的“熱寂”設想，熵的無情擴張似乎預示著一切的終結，但作者又在字裏行間流露齣對生命頑強抵抗熵增的贊美。這種宏大與細膩並存的視角，哲學與科學交織的錶達，讓我深刻體會到熵作為宇宙基本法則的普適性，以及它如何深刻地影響著我們對世界和自身的認知。