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出版者:中国少年儿童出版社

作者:聂士胜

出品人:

页数:396

译者:

出版时间:2002-6-1

价格:12.80

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787500743248

丛书系列:

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跨越星辰与微观：探寻现代科学的宏大叙事 图书名称： 宇宙的织锦：从量子泡沫到引力波的探索（暂定名） 图书简介： 我们生活的世界，远比日常所见的要复杂、精妙和震撼得多。本书旨在带领读者，跳出现有的学科壁垒，以一种全新的、更具整体性的视角，去审视和理解我们所处的宇宙。这不是一本单纯的教科书，而是一部关于“认知边界拓展”的史诗，它不侧重于解题技巧的堆砌，而是致力于阐述现代物理学是如何一步步揭开自然界最深层奥秘的宏大叙事。 第一部分：时空的弯曲与宇宙的尺度 本卷将以爱因斯坦的广义相对论为核心框架，探讨我们对“空间”与“时间”的传统理解是如何被彻底颠覆的。我们将详细解析引力不再是牛顿所描述的超距作用力，而是时空几何本身的一种体现。 引力的几何本质： 深入剖析黎曼几何的初步概念，理解质量如何“告诉”时空如何弯曲，而时空如何“告诉”物质如何运动。我们不会陷入繁复的张量微积分，而是通过思想实验来把握其核心思想——从“地球绕着太阳转”到“地球沿着太阳造成的时空凹陷轨道前进”。 极端时空：黑洞的肖像： 探索黑洞的形成、结构（事件视界、奇点）以及霍金辐射的深刻含义。我们将讨论黑洞信息悖论——这是一个物理学中尚未解决的最引人入胜的谜题，它触及了信息守恒与时空终结的哲学边界。 宇宙学的前沿阵地： 从哈勃膨胀到宇宙微波背景辐射（CMB），我们回顾大爆炸理论如何成为描述宇宙起源和演化的标准模型。重点将放在暗物质和暗能量的研究现状上。我们试图回答：宇宙中绝大部分的物质和能量，究竟是什么？这些神秘的存在如何决定了宇宙的命运——是加速膨胀、大挤压还是热寂？ 第二部分：微观世界的概率与不确定性 从宏大的宇宙尺度，我们将视角收缩至原子核内部的粒子世界，进入量子力学的奇特领域。本部分旨在梳理量子力学从诞生之初的哲学冲击，到其作为现代技术基石的稳固地位。 量子革命的奠基： 详细回顾普朗克对黑体辐射的解释，爱因斯坦的光电效应，以及玻尔模型的成功与局限。重点在于理解能量的量子化，这是整个微观物理的基石。 波粒二象性与概率诠释： 深入探讨德布罗意波长，以及双缝实验如何以最直观的方式展示物质的“不确定性”。我们将详细解读哥本哈根诠释的核心——波函数、坍缩与测量问题。理解概率在描述自然界微观现象中的根本性作用。 纠缠的幽灵般的超距作用： 阐释量子纠缠这一现象，理解贝尔不等式实验如何确凿地证明了定域实在论在微观层面的失效。这一部分将探讨量子信息科学（如量子计算和量子密码学）如何利用这种“非定域性”创造全新的技术范式。 标准模型的辉煌与裂痕： 概述描述除引力外所有基本粒子及其相互作用的粒子物理学标准模型。我们将介绍夸克、轻子、规范玻色子（光子、W/Z玻色子、胶子）以及希格斯机制如何赋予粒子质量。同时，也会指出标准模型自身的不足之处，例如它无法解释引力、中微子的质量，以及是否存在超对称粒子。 第三部分：统一的渴望——寻求终极理论 现代物理学的最高目标是构建一个能够统一描述宇宙所有基本力的“万有理论”。本卷将聚焦于当前最前沿的、试图跨越广义相对论与量子力学鸿沟的尝试。 量子引力的挑战： 分析为什么将广义相对论（时空几何）与量子场论（粒子概率）结合是如此困难。当我们在普朗克尺度（极小尺度和高能量）下进行计算时，传统方法会产生无穷大的结果，表明理论已经失效。 弦理论的几何愿景： 介绍弦理论的基本概念——认为基本粒子并非点状，而是微小的、振动的“弦”。探讨弦理论如何自然地包含了引力子，以及其对额外空间维度的预测。我们将探讨M理论作为统一框架的潜力。 圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）： 介绍这一与弦理论并行的主要候选理论。LQG试图在时空本身进行“量子化”，提出空间和时间并非连续的背景，而是由离散的“量子环”编织而成。探讨这种“原子化”的时空结构对大爆炸奇点的可能解决方式。 结语：未知的领域与人类认知的边界 本书的最后部分将引导读者思考物理学的哲学意义。我们回顾了从亚里士多德到牛顿，再到爱因斯坦和普朗克的人类认知跃迁。我们将探讨物理学在未来可能面对的挑战，例如意识的物理基础、时间箭头之谜，以及我们是否会最终找到一个可以完全描述“为什么存在这一切”的终极理论。 本书特色： 本书采用了深度解读与历史脉络相结合的叙述方式。它避免了传统教材中过于公式化和碎片化的知识点呈现，转而构建一个连贯的、充满思想斗争和实验证据的科学探索史。读者将获得的是对现代物理学思想深度的理解，而不是单纯的知识点记忆。它适合所有对宇宙奥秘抱有好奇心，并愿意投入精力去理解复杂概念的求知者。通过本书，读者将能以更开阔的视野去理解科学发现的价值和限制。

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我最欣赏这本书的一点，是它在对待“错题分析”上的独到见解。它没有简单地提供标准答案，而是为每道典型错题提供了至少两种以上的解题思路剖析。第一种是标准、最快捷的官方解法，第二种往往是一种“逆向思维”或者“特殊情况简化法”。这种对比分析的好处在于，它教会我们，面对同一个问题，可以从不同的角度切入，从而拓宽解题的视野。在我平时的练习中，我常常陷入固定的思维定势，只有通过观察书中的“双轨制”解法，我才明白，有时候换个角度，问题会变得异常简单。这种对思维过程的引导，远比单纯的知识点传授更有价值，它培养的是一种科学探究的习惯和解决问题的灵活性，这对于我们即将面临的高考，乃至未来的任何学术挑战，都是至关重要的宝贵财富。

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这本书简直是为我量身定做的，内容编排得极其合理。从最基础的力学概念讲起，逐步深入到电磁学和光学，逻辑链条清晰得让人拍案叫绝。尤其是对那些抽象概念的阐释，作者似乎深谙我们高中生初次接触这些知识时的困惑点，总能用最贴近生活又绝不失科学严谨性的例子来举证说明。比如，在讲解动量守恒定律时，书中用了大量的实例，什么台球碰撞啦，火箭发射啦，甚至还有一些非常巧妙的类比，让我一下子就抓住了问题的核心。更让我赞赏的是，书中的习题设计，简直是教科书级别的典范。它不是那种光靠堆砌数量来压垮读者的题海战术，而是注重质量和层次感。基础题稳固了概念，中等难度的题目开始考验综合运用能力，而那些“挑战自我”的部分，虽然常常让我挠头很久，但一旦解出来，那种成就感是无与伦比的，感觉自己的物理思维一下子被打开了一个新的维度。这本书，与其说是一本教材，不如说是一位循循善诱的私人导师，默默地指引我穿越高中物理的迷宫。

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说实话，拿到这本书的时候，我有点担心它会过于“新潮”而导致基础不牢。毕竟，市面上很多强调“最新版”的书籍，往往会为了追求前沿性而牺牲了对经典知识的深度挖掘。然而，我的担忧完全是多余的。它在基础力学和热学这些传统核心板块的处理上，展现出了惊人的扎实度。例如，在处理复杂系统的振动和波的叠加时，作者并没有直接跳到傅里叶级数这种高等数学工具，而是用非常巧妙的几何方法和矢量分析，将复杂的周期性运动分解，这极大地降低了我们理解的门槛。我发现，很多我之前靠死记硬背公式硬顶过去的知识点，在这本书里突然间就变得豁然开朗，仿佛有一层窗户纸被捅破了。这种对基础知识的深度回归与精炼，恰恰是应对考试中那些“变着花样”考察基础概念的试题的制胜法宝。这本书真正做到了，既能让你跟上时代步伐，又不让你忘记地基的重要性。

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这本书的配套资源，或者说它在数字化时代的拓展性，也令我印象深刻。虽然我们讨论的是纸质书的内容，但书中的许多章节后面都标注了二维码或特定的链接指引，引导读者进入更深层次的学习资源库。我体验了一下，里面的模拟测试和动态演示效果简直太棒了。比如，在学习电磁感应定律时，书本上的静态图示总让我有些晕头转向，但配套的动画演示，将磁场中导体切割磁感线的过程清晰地展示出来，无论是通量变化还是感应电动势的产生，都一目了然。这让我意识到，好的学习材料，不应该只局限于黑白文字，而是要充分利用现代技术来弥补传统媒介的不足。对于自学能力稍弱的同学，这种多媒体的辅助作用是革命性的。它让原本被认为“枯燥难懂”的电磁学，变得立体而生动起来。

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我必须承认，我对市面上大多数物理辅导材料都感到审美疲劳，它们要么是冷冰冰的公式堆砌，要么就是华而不实的插图堆砌。但是，这本读物彻底打破了我的固有印象。它的排版风格是那种沉稳而又充满活力的混合体，阅读起来丝毫没有枯燥感。特别是它在处理近代物理部分时，那种叙事的手法，简直像是在讲述一场波澜壮阔的科学史诗。爱因斯坦的相对论，在很多书里被描述得高不可攀，但在这里，作者通过精妙的“思想实验”，将时空弯曲的概念具象化了。我仿佛亲眼看到了光线在引力场中弯曲的场景。此外，书中对实验现象的描述也极为生动，附带的小插图虽然不多，但张张都是点睛之笔，精准地捕捉了实验的核心原理。这让我在复习时，不再只是背诵结论，而是真正理解了“物理”是如何从观察和实验中诞生的。对于那些希望不仅仅停留在应试层面，而想真正对物理学产生兴趣的同学来说，这本书无疑提供了一个极佳的入口。

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