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出版者:中央广播电视大学出版社

作者:高益明 编

出品人:

页数:263

译者:

出版时间:2003-6

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787304024161

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《宇宙的低语：量子力学与时空奥秘》 内容简介： 《宇宙的低语：量子力学与时空奥秘》是一本旨在揭示宇宙最深层奥秘的科普著作。它将带领读者穿越微观世界的奇幻景象，探索能量与物质的本质，最终触及时空结构的神秘面纱。本书不局限于对某一学科知识的浅显介绍，而是力图构建一个宏观与微观、理论与观测相辅相成的完整图景，激发读者对科学前沿的好奇心，并提供一种理解宇宙运行逻辑的新视角。 第一部分：微观世界的奇异之舞——量子力学的基石 本部分将从量子力学的诞生讲起，追溯其如何颠覆了经典物理学的Determinism（决定论）观念。我们将深入探讨量子力学的几个核心概念，力求用清晰易懂的语言阐释其反直觉的本质： 量子假设与能量的离散化： 普朗克的黑体辐射理论如何引入“量子”的概念，将连续的能量流分割成一份份不可再分的“能量子”。这将解释为什么微观粒子不再拥有无限小的能量，而是以特定的“跳跃”方式存在。我们将通过类比，例如台阶与斜坡，来帮助理解能量的量子化。 波粒二象性： 光和电子究竟是粒子还是波？本书将详细介绍双缝干涉实验，这个被誉为“量子力学的心脏”的实验，它直观地展示了微观粒子同时具备粒子和波的特性。我们将探讨德布罗意的物质波理论，并解释为什么在宏观世界我们看不到这种现象，而它在微观尺度上却是普遍存在的。 不确定性原理： 海森堡提出的不确定性原理是量子力学中最令人困惑的定理之一。本书将解释为什么我们无法同时精确测量一个粒子的位置和动量。我们将从数学公式背后，深入剖析其物理意义，理解测量行为本身如何影响被测量的客体，以及这种根本性的限制如何塑造了微观粒子的行为。 量子叠加与态叠加： 量子叠加是指一个粒子可以同时处于多种可能状态的混合。我们将以“薛定谔的猫”思想实验为例，阐述这一概念的深刻含义。本书将解释，只有在进行观测时，粒子才会“坍缩”到其中一个确定的状态。这种“选择”过程并非是概率的游戏，而是量子世界内在的属性。 量子纠缠： “鬼魅般的超距作用”，爱因斯坦曾这样形容量子纠缠。本书将深入剖析两个或多个粒子之间奇特的关联，无论它们相距多远，一个粒子的状态变化会瞬间影响到其他粒子。我们将探讨量子纠缠在信息传输和量子计算中的潜在应用，以及它如何挑战我们对“局域性”的传统认知。 第二部分：时空的织锦——相对论与宇宙的宏伟图景 在理解了微观世界的运作规则后，本书将视角转向宇宙的宏观尺度，探索引力、空间和时间的本质。我们将深入浅出地讲解爱因斯坦的相对论，揭示其如何重塑了我们对宇宙的认知： 狭义相对论：光速不变与时空延展： 从“同时”的相对性出发，本书将带领读者理解狭义相对论的两个基本原理：光速不变原理和相对性原理。我们将解释为什么运动的物体会发生时间膨胀和长度收缩，以及质量与能量的等价关系（E=mc²）如何在宇宙中发挥着至关重要的作用。本书将通过生动的例子，例如同步飞行的宇航员和高速运动的粒子，来具象化这些抽象的概念。 广义相对论：引力即时空的弯曲： 广义相对论将引力从一种“力”的概念转变为时空的几何属性。本书将解释，质量和能量如何“压弯”时空，而物体则沿着弯曲的时空路径运动，这便是我们感受到的引力。我们将探讨引力透镜效应，即光线在经过大质量天体时发生弯曲的现象，以及它如何帮助我们观测遥远的宇宙。 黑洞：时空的终极扭曲： 本部分将聚焦宇宙中最神秘的天体——黑洞。我们将解释黑洞的形成机制，例如大质量恒星的引力坍缩。本书将深入描述黑洞的视界，以及视界内部事件的不可逆性。我们将探讨奇点，以及在这个时空结构被撕裂的区域，我们现有的物理学定律是否依然适用。 宇宙膨胀与宇宙学原理： 从哈勃的观测出发，本书将介绍宇宙正在加速膨胀的科学证据。我们将探讨宇宙学原理，即宇宙在大尺度上是均匀和各向同性的。本书将概述宇宙的演化模型，从大爆炸到当前的星系形成，并展望宇宙的未来命运。 暗物质与暗能量：宇宙的神秘填充物： 尽管我们对宇宙的构成有了初步了解，但科学家们发现，我们可见的物质只占宇宙总质量和能量的一小部分。本书将介绍暗物质和暗能量的概念，它们虽然不发光，但通过引力效应影响着宇宙的结构和膨胀。我们将探讨目前研究暗物质和暗能量的实验和理论进展，以及它们为何是当前宇宙学研究中最激动人心的领域之一。 第三部分：跨越疆界——量子力学与相对论的融合之路 本书的第三部分将着眼于现代物理学面临的最大挑战之一：如何将量子力学和广义相对论这两个看似不兼容的理论统一起来。 量子引力猜想： 我们现有的量子场论能够成功描述电磁力、强力和弱力，但将引力纳入量子框架却异常困难。本书将介绍一些前沿的量子引力理论，例如弦理论和圈量子引力。我们将解释这些理论试图解决什么问题，以及它们提出的新奇概念，例如额外维度和量子化的时空。 宇宙的起源与量子引力： 大爆炸奇点是广义相对论的预测，但它预示着物理定律失效。本书将探讨量子引力理论如何可能解释大爆炸的早期瞬间，以及宇宙最初的量子涨落如何塑造了我们今天的宇宙。 量子信息与宇宙的本质： 量子信息论的快速发展，为我们理解宇宙的本质提供了新的工具。本书将探讨量子纠缠是否是时空本身的基础，以及信息在宇宙中的作用。我们将讨论一些前沿的思想实验，例如“全息原理”，它暗示了三维空间的图像可能编码在一个低维度的表面上。 结语：面向未来的科学探索 《宇宙的低语：量子力学与时空奥秘》并非一本简单的知识堆砌的书籍。它旨在激发读者独立思考，培养科学的探索精神。本书鼓励读者以开放的心态拥抱未知的科学前沿，认识到我们对宇宙的理解仍处于不断演进的过程中。从微观粒子的奇异行为，到宏观宇宙的壮丽图景，再到连接两者的理论挑战，《宇宙的低语》将带领读者踏上一段令人着迷的科学旅程，感受宇宙深邃而迷人的魅力。它将为每一位对宇宙充满好奇的读者，打开一扇通往更广阔知识领域的大门。

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我尝试着从目录入手，快速浏览了一下它的整体框架，发现内容的组织逻辑性强得令人赞叹。作者显然对这个领域有着极其深刻的理解，他没有急于抛出那些晦涩难懂的理论，而是采用了一种非常平缓渐进的引导方式。一开始的基础概念铺陈得非常扎实，像搭积木一样，一层一层地往上盖，确保读者在接触到高阶内容之前，已经完全掌握了前置知识的精髓。我尤其欣赏它在引入新概念时所采用的对比和类比手法，比如将两种不同算法的优劣性放在一起横向比较，一下子就把抽象的数学思想具象化了。这种叙述风格极大地降低了初学者的入门门槛，让人感觉“原来这么复杂的东西，用这种方式理解起来竟然如此顺畅”。更妙的是，每章的末尾都有一个精炼的总结，帮我快速回顾本章的重点和关键结论，避免了读完一大段文字后感觉一头雾水的情况。这种结构上的匠心独运，显示出作者不仅是知识的拥有者，更是高超的知识传授者。

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读了这本书的初衷，是想找一本能够真正解决实际工程问题的参考资料，而不是那种停留在理论层面空谈的书籍。经过初步试读，我感觉我找到了“对的”东西。它在讲解完理论之后，紧接着就提供了一系列非常贴近现实的案例分析。这些案例不是那种为了凑字数而硬编的例子，而是真实地反映了工程实践中遇到的各种复杂情境。作者在处理这些实际问题时，不仅展示了最终的解法，更重要的是，他细致地剖析了每一步决策背后的思考过程——为什么选择这种方法而不是另一种？这种“思考链条”的展示，远比直接给出答案更有价值。我甚至发现，书中提到的一些处理数值误差和收敛速度的技巧，是我在以往学习中从未接触过的，对开拓我的视野大有裨益。这种强调“如何思考”而非仅仅“是什么”的深度挖掘，让我对这本书的实用价值给予极高的评价。

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我特别关注了书中对历史脉络的梳理部分，这一点往往是衡量一本经典教材分量的关键指标。这本书在这方面做得相当出色，它没有将各个理论孤立地呈现出来，而是将它们置于一个宏大的历史发展背景之下。你会清晰地看到某个算法是如何在前人的基础上被改进、被完善，甚至是被颠覆的。作者以一种近乎讲故事的方式，描绘了数学家们在探索这些计算方法的漫长旅程中所经历的挣扎与突破。这种对“来龙去脉”的交代，不仅增强了知识的趣味性，更重要的是，它帮助读者理解了为什么现在我们使用这些特定的方法——它们是历史沉淀和无数次失败尝试的结晶。这使得学习过程不再是枯燥的公式堆砌，而是一场追溯人类智慧边界的探险，极大地提升了阅读的深度和人文关怀。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那种深邃的蓝色调，配上烫金的字体，立刻就给人一种专业且严谨的感觉。我刚拿到手的时候，特意去闻了闻新书的味道，油墨香混合着纸张特有的芬芳，简直是阅读前奏中最美妙的仪式感。内页的纸张质感也非常出色，光线再强也不会有刺眼的反射，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。排版上，字体大小和行距的把握拿捏得恰到好处，注释和参考文献部分的处理也显得井井有条，看得出出版社在制作过程中下了不少功夫。特别是那些复杂的数学公式和图表，印刷得极其清晰锐利，即便是那些需要仔细辨认的小角标和大括号，也丝毫没有模糊不清的情况。这本厚厚的书拿在手里沉甸甸的，光是这份重量就足以让人对其内容的深度产生无限的遐想。它不仅仅是一本工具书，更像是一件值得收藏的艺术品，无论是放在书架上还是在咖啡馆里翻阅，都能彰显出阅读者对知识的尊重与品味。我甚至有点舍不得在上面做过多的标记和折角，生怕破坏了它原本的完美。

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这本书的文字风格非常具有个人特色，带着一种不怒自威的学者气息，但又绝不流于故作高深。语言简洁、精准，用词考究，很少出现模棱两可的表达。你能够清晰地感受到作者在斟酌每一个词语时所花费的心力，确保其数学含义的准确无误。阅读过程中，几乎不需要频繁地查阅其他词典或参考资料来理解作者的原意，这在技术类书籍中是极其难得的品质。它有一种沉稳的力量感，仿佛你正在聆听一位领域内的泰斗在与你进行一对一的深入交流。这种高密度的信息输出，要求读者必须保持高度的专注力，但与之相伴的收获也是巨大的。它不是一本可以让你在睡前放松地翻阅的书，它需要你的心智投入百分之百的精力，但当你成功攻克一个难点时，那种满足感是无可替代的。

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