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出版者:世界图书出版公司(此信息作废)

作者:G.L.Squires

出品人:

页数:254

译者:

出版时间:2000-4

价格:38.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787506249676

丛书系列:

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穿越浩瀚星河：宇宙大尺度结构的观测与理论 一本书籍的深度探索与前沿洞察 本书旨在为对宇宙学、天体物理学以及现代物理学前沿领域抱有浓厚兴趣的读者，提供一个关于宇宙大尺度结构——从星系团到超星系团，再到宇宙网的形成、演化和观测的全面而深入的综述。我们不仅仅停留在对现有知识的简单罗列，而是力求展现科学家们如何通过精密的观测数据和复杂的理论模型，一步步揭示宇宙在最大尺度上的宏伟蓝图。 第一部分：基石与观测的奠基 宇宙大尺度结构的研究，是建立在坚实的理论物理和精密的观测技术之上的。本部分将首先回顾现代宇宙学的基础——$Lambda$CDM（冷暗物质与暗能量主导）模型，并深入探讨描述结构形成动力学的基本方程。 1.1 宇宙学的标准模型与涨落的起源 我们将详细剖析宇宙微波背景辐射（CMB）在提供结构形成“种子”方面的关键作用。这包括对CMB温度和极化各向异性数据的精确解读，特别是其功率谱中的声学峰，如何锚定了暗物质、重子物质和暗能量的精确密度参数。紧接着，我们会探讨暴胀理论（Inflation）如何解释这些初始的量子涨落如何被拉伸放大，并成为日后所有结构的胚胎。 1.2 探测宇宙网的探针 要描绘宇宙网的形态，必须依赖于对数十亿天体的系统性巡天。本书将用大量篇幅介绍现代大样本红移巡天的技术和成果。从早期的CfA红移巡天，到SDSS（斯隆数字巡天）的辉煌成就，再到最新一代的DESI（暗能量光谱仪）和未来即将运行的LSST（薇拉·鲁宾天文台），我们详细阐述了如何利用这些巡天数据构建三维的星系分布图。 1.3 关键统计工具：相关函数与功率谱 结构统计是理解物质分布的关键。本章将深入讲解如何从观测数据中提取信息： 空间二点相关函数 ($xi(r)$): 描述任意两点在空间中彼此靠近的概率，它清晰地展示了星系团的团簇性和空洞的存在。 功率谱 ($P(k)$): 在波数空间中描述物质分布的振荡模式，它与CMB的功率谱遥相呼应，是检验不同物质成分对结构形成影响的有力工具。 第二部分：结构的演化与物理机制 宇宙结构并非一成不变，它们在引力作用下不断地合并、增长和演化。本部分聚焦于驱动这一过程的物理机制。 2.1 暗物质晕的形成与分级合并 暗物质是结构形成的主导者。我们深入探讨了冷暗物质（CDM）的性质，以及基于半解析模型和N体模拟（N-body Simulations）所揭示的暗物质晕（Halos）的形成路径：从小尺度的微晕到星系团级别的巨大晕的层级合并过程。我们将讨论晕的密度廓线（如NFW廓线）、子结构（Subhalos）的丰度及其对可见星系动力学的影响。 2.2 重子物质的卷入：星系与星系团的形成 暗物质晕是“骨架”，但我们看到的星系和星系团是重子物质冷却、塌缩并最终形成恒星的产物。本章将讨论星系形成中的关键物理过程： 气体的冷却与吸积: 气体如何落入晕中并辐射冷却。 反馈机制（Feedback）: 超新星爆发和星系中心超大质量黑洞（AGN）喷流和辐射如何将热气体驱逐出星系，从而调节恒星形成率，这是解决“温差星系问题”的核心。 2.3 宇宙网的形态学：丝、壁与空洞 当观测规模扩展到数亿光年时，物质不再是随机分布的，而是呈现出纤维状、片状和空洞交织的网络结构——宇宙网。本书将结合拓扑数据分析（TDA）和形态学参数，量化丝状结构（Filaments）的连接性和壁面（Sheets）的扁平性，并分析这些形态特征如何受暗能量（驱动宇宙加速膨胀）和暗物质密度的影响。 第三部分：前沿课题与未来展望 本部分的焦点是当前宇宙学研究中最活跃、最具挑战性的领域，以及下一代观测项目将如何突破现有瓶颈。 3.1 弱引力透镜效应：探测不可见之物 弱引力透镜（Weak Lensing）是探测宇宙中暗物质分布的“黄金标准”之一。我们将详细介绍如何通过测量背景星系形状的微小剪切（Shear），来重建前景物质（包括暗物质）的质量分布。这不仅可以独立测量宇宙的几何形状，也是检验GR（广义相对论）在宇宙尺度上是否成立的关键手段。 3.2 结构形成中的暗能量与修正引力 标准$Lambda$CDM模型预言的结构形成速率，是否与观测完全吻合？本章将探讨如何利用星系团的丰度（Cluster Abundance）和星系团间的距离（Baryon Acoustic Oscillations, BAO）作为“标准量尺”，来约束暗能量的性质（例如，是否为爱因斯坦的宇宙学常数，或是一个动态的Quintessence场）。同时，也会探讨在何种尺度上，需要考虑对爱因斯坦引力理论的修正，以解释大尺度结构的演化。 3.3 模拟宇宙的边界：高精度N体与流体动力学模拟 从理论到观测的桥梁依赖于数值模拟。本书会介绍目前最先进的模拟项目（如Illustris TNG、Millennium Simulation），它们如何整合了从宇宙学初始条件到恒星形成、黑洞反馈等所有复杂物理过程。我们将探讨这些模拟如何帮助我们理解观测中的“偏差”——例如，为什么模拟中产生的富星系团比观测中少？ 结语：未完的史诗 本书的撰写，旨在引导读者不仅理解我们当前对宇宙宏大结构的认识，更重要的是，培养一种批判性的思维，去认识到这些知识的局限性，以及未来十年内，从地面望远镜到空间任务（如欧几里得任务、罗马太空望远镜）将如何带领我们进入一个更精确、更深邃的宇宙学时代，继续书写人类对自身起源的探索史诗。本书为物理学、天文学研究生及专业研究人员提供了一份详尽的参考，同时也为对宇宙奥秘充满好奇的爱好者们打开了一扇通往前沿科学的大门。

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这本《量子力学题解》的封面设计简直太吸引人了，那种深邃的蓝色调，配上简洁而富有科技感的字体，让人一眼就能感受到它蕴含的知识的厚重与精妙。我是在一个物理论坛上偶然看到有人推荐的，说它对于理解量子力学的核心概念非常有帮助，尤其是那些抽象的数学表达，这本书似乎有一套独到的解析方法。我抱着试试看的心态买了一本，打开之后，首先映入眼帘的是作者那充满热情的序言，他似乎非常清楚我们这些初学者在面对薛定谔方程、不确定性原理时的那种迷茫和挫败感，用一种近乎鼓励的语气引导我们进入这个奇妙的世界。书中的排版也做得非常人性化，公式和文字之间的留白恰到好处，不像有些教科书那样密密麻麻，让人望而生畏。我已经迫不及待地想翻开第一章，看看那些看似高不可攀的物理图像，是如何被作者用清晰的步骤一步步拆解开来的，希望这次的“探险”能真正点亮我脑海中关于微观世界的图景。这种精心打磨过的细节，足以看出出版方和作者在制作这本书时所倾注的心血，绝对不是那种应付了事的“速成”读物。

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作为一名已经工作多年的科研人员，我深知理论知识的扎实与否，直接决定了研究的深度和广度。我手中有很多关于量子力学的参考书，但很多都侧重于前沿的理论构建，对于基础概念的精细化处理反而有所欠缺。这次翻阅《量子力学题解》，我主要关注的是它对一些基础但容易被忽略的细节是如何处理的。令我印象深刻的是它对边界条件和归一化问题的讨论。很多教材只是草草带过，但这本书花了相当的篇幅，详细探讨了在不同几何结构下，选择不同坐标系对求解结果的微妙影响，甚至还引用了几个历史上的争论点作为佐证。这种对细节的执着，体现了作者深厚的学术功底和对教学严谨性的要求。它不是那种追求速度的“快餐书”，而是真正沉下心来，把物理的“味道”做足的精品。对于想要从“会做题”提升到“理解物理本质”的读者来说，这本书无疑是一个极佳的工具，它强迫你去思考每一步背后的物理图像，而不是机械地套用公式。

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这本书的装帧质量简直让人爱不释手，我个人对于书籍的触感和纸张的选择非常挑剔。这本《量子力学题解》采用了高克重的纸张，印刷清晰锐利，即便是那些复杂的希腊字母和数学符号，也显得干净利落，不会有任何油墨扩散或模糊的情况。我特别喜欢它在章节末尾设置的“思想辨析”小栏目。这些小栏目往往不是关于计算的，而是关于量子力学哲学层面的探讨，比如对“波函数坍缩”的不同诠释，或者对“量子纠缠”的非定域性如何与经典直觉相悖。这些内容的穿插，极大地丰富了阅读的体验，让原本枯燥的习题学习多了一份思辨的乐趣。它成功地将物理学习变成了一场思想的漫步，而不是单纯的知识搬运。每次拿起它，我都能感受到一种仪式感，仿佛在进行一场严肃而又充满激情的学术交流。对于那些不仅追求解题技巧，还渴望领略量子力学“美感”的读者，这本书绝对不容错过。

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我必须承认，我对物理学，尤其是量子力学一直抱有一种敬畏甚至可以说是恐惧的态度。在我过去的学习经历中，相关的教材往往充满了晦涩难懂的符号和跳跃式的推导，常常是读完一页，脑子里却一片空白。所以，当我接触到这本《量子力学题解》时，我的期待值其实是降到最低的——我只是希望它能比我手头那本放在角落里积灰的经典教材要“友好”那么一点点。然而，实际的体验却让我大为惊喜。这本书的叙事方式非常具有亲和力，它不像是在“灌输”知识，更像是一位经验丰富的导师在旁边耐心地给你“讲解”思路。比如，对于一些关键的算符对易关系，它没有直接抛出结论，而是通过几个非常贴合实际的物理场景（虽然是理想化的）来引导读者去感受为什么必须这样定义，这种“以境生情”的教学方法，极大地降低了抽象概念对我的心理门槛。我已经开始尝试跟着书中的步骤去做那些练习题了，虽然有些步骤我还需要反复琢磨，但那种豁然开朗的感觉，是其他任何材料都无法比拟的，它真正做到了“解题”而不只是“给答案”。

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我在尝试使用这本书来指导我的高中生（高年级，已经开始接触大学预科内容）学习时，发现它在难度分层上做得尤为出色。这本书并非一路高歌猛进，它将习题难度划分得极其精细，从“基础概念巩固”到“进阶难题挑战”，再到最后的“前沿应用探索”，层层递进，衔接自然流畅。更妙的是，对于那些特别需要深入理解的题目，书中会附带一个“拓展思考”的提示框，这个提示框通常不会直接给出答案，而是引导学生去查阅相关的其他领域的知识点，比如热力学或者线性代数中的某个定理，从而实现跨学科的学习。这极大地培养了学生的独立研究能力。我的学生反馈说，做完这本书配套的练习后，他们对大学物理课程的信心有了显著提升，不再觉得量子力学是遥不可及的“天书”。这种循序渐进、注重能力培养的设计，使得这本书不仅仅是一本“题解”，更是一套完善的自学和教学体系。

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