引领孩子们亲历科学:小学科学教学案例解读 (平装) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:江苏教育出版社

作者:张洪鸣编

出品人:

页数:326 页

译者:

出版时间:2001年09月

价格:15.3

装帧:平装

isbn号码:9787534342486

丛书系列:

图书标签:

• 小学科学
• 教学案例
• STEM教育
• 科学探究
• 儿童教育
• 启发式学习
• 实验教学
• 教育教学
• 学科教育
• 素质教育

书籍简介：探寻未知的边界：当代物理学的十大前沿课题 作者： 著名物理学家 孙教授 携手 多位跨学科研究者 装帧： 精装版 页数： 约 600 页 尺寸： 16开 --- 导言：我们站在何种理解的门槛上？ 自伽利略仰望星空，牛顿奠定经典力学基石以来，人类对自然规律的探索从未止步。然而，步入二十一世纪，我们发现，我们所掌握的知识，如同灯塔微弱的光芒，映照出更广阔、更深邃的未知海洋。传统的物理学框架在极端条件和微观尺度下开始显现裂痕，而这些裂痕，恰恰是通往新物理学世界的钥匙。 本书并非一本面向初学者的科普读物，它是一次对当代物理学最激动人心、最具颠覆性潜力的十大前沿课题的深度剖析与前瞻性探讨。我们致力于为所有对宇宙终极奥秘抱有终极好奇心的读者，提供一个结构严谨、论述深入的知识地图。本书将带领读者穿梭于理论的殿堂与实验的前线，直面那些挑战我们现有认知边界的宏大问题。 核心内容深度解析：十大前沿课题的构建与挑战 本书共分为十个独立但相互关联的章节，每一章都聚焦于当前物理学研究中最炙手可热且最具争议性的领域。 第一章：暗物质的身份之谜——宇宙质量的隐形巨擘 我们知道，普通物质只占宇宙总质量的不到5%。剩下的约27%由“暗物质”构成。本章详尽回顾了从星系旋转曲线观测到引力透镜效应的证据链条。我们将深入探讨WIMPs（弱相互作用重粒子）、轴子（Axions）等主流候选理论的物理机制、实验探测的最新进展（如地下氙探测器和空间望远镜的最新数据），并分析“修正牛顿动力学”（MOND）作为替代方案的局限性。重点在于，阐述当前实验设计如何试图在微观层面直接捕获或间接观测到这些不可见的物质实体。 第二章：暗能量与宇宙加速膨胀——斥力的本质追问 自1998年发现宇宙加速膨胀以来，暗能量已成为宇宙学皇冠上的宝石，占据了宇宙总能量密度的近68%。本章聚焦于理解这种“斥力”的本质。我们将对比宇宙学常数模型（Lambda-CDM模型）的成功与不足，探讨“第五种力”——动态暗能量模型的可能性。书中详细分析了来自斯隆数字巡天（SDSS）、暗能量巡天（DESI）等大型项目的数据，并探讨了爱因斯坦场方程在宇宙学尺度下的修正方向。 第三章：量子引力与弦理论的回归——时空的微观结构 广义相对论与量子力学在普朗克尺度下的不兼容，是现代物理学的核心矛盾。本章将深入解析试图调和这一矛盾的尝试。我们将详细阐述弦理论（String Theory）的M理论框架、额外维度、对偶性概念，及其在描述黑洞信息悖论中的应用。同时，对圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）的背景独立性原理和对时空量子化的描述也将进行严谨的对比分析。 第四章：黑洞物理学的“信息悖论”——信息是否可以被摧毁？ 霍金辐射的发现引发了物理学中最深刻的哲学与数学冲突之一：落入黑洞的量子信息是否永久丢失？本章汇集了最新的理论进展，包括“火墙悖论”（Firewall Paradox）、“软毛”（Soft Hair）理论、以及全息原理（Holographic Principle）在解决信息丢失问题上的潜力。本书将特别关注对事件视界附近量子场论的精细模拟结果。 第五章：粒子物理学的新疆界——超越标准模型的迹象 尽管标准模型取得了巨大成功，但它无法解释中微子质量、三代粒子的质量层级、以及暗物质。本章重点讨论寻找“轻子普适性”的偏差（如LHCb实验中的$B$介子衰变异常），探索超对称性（Supersymmetry, SUSY）的最新实验检验结果，并分析高能加速器物理学未来可能指向的“大统一理论”（GUT）的初步形态。 第六章：中微子物理学的“幽灵粒子”——质量与质量顺序 中微子振荡现象证明了中微子具有静止质量，这是对标准模型的一个重大修正。本章聚焦于三种中微子味（电子、μ子、陶子）的精确质量测量、质量顺序（正常序或反常序）的确定，以及“惰性中微子”或“马约拉纳中微子”存在的实验证据。对“三中微子振荡模型”的极限验证是本章的重点。 第七章：凝聚态物理的拓扑革命——新型物质状态的操控 拓扑概念正以前所未有的深度渗透到凝聚态物理中。本章探讨拓扑绝缘体、拓扑超导体等“新奇”物质态，它们具有受拓扑保护的表面态或边缘态，对局域扰动不敏感。我们将详述如何利用拓扑量子数来描述这些材料，及其在构建抗干扰量子计算元件中的巨大潜力。 第八章：量子计算与信息科学的基石——纠缠、容错与可扩展性 量子计算不再是理论推演，而是正在进行中的工程挑战。本章超越了量子比特（Qubit）的基本概念，深入探讨实现大规模量子计算所需解决的关键工程问题：如何实现高保真度的量子门操作、如何设计高效的量子纠错码（如表面码），以及在超导、离子阱、光子等不同物理实现路径中的优劣势对比。 第九章：强相互作用的极端状态——夸克-胶子等离子体与核物质的内部结构 在极端高温高密环境下，质子和中子结构会瓦解，物质会进入夸克-胶子等离子体状态。本章分析重离子对撞实验（如RHIC和LHC）如何重现早期宇宙的条件，并深入探讨QCD（量子色动力学）理论如何描述这种“完美流体”的行为。同时，对中子星内部的极端压力下核物质的方程状态也将进行严谨的讨论。 第十章：非平衡态与复杂系统的涌现规律——超越统计力学的限制 传统物理学擅长处理平衡态系统，但真实世界充满了非平衡过程。本章探索如何利用信息论、随机矩阵理论和图形化模型来描述耗散系统、自组织临界现象和生命体中的热力学行为。重点关注“时间晶体”（Time Crystals）这一打破时间平移对称性的新奇相变现象。 --- 本书特色与读者定位： 本书的写作风格兼具严谨的学术深度和清晰的逻辑结构。我们避免了过于简化的类比，力求在解释复杂概念时，准确引用最新的实验数据和理论框架。书中包含大量由专业绘图师设计的概念图和数据拟合曲线，以辅助理解。 目标读者群： 物理学、天文学及相关工程领域的研究生和高年级本科生。 希望系统性跟进物理学前沿进展的研究人员和工程师。 具有深厚科学素养，渴望挑战自身认知极限的业余科学爱好者。 结语：对未知的永恒敬意 我们相信，对上述十大课题的深入理解，将是未来数十年科技革命的驱动力。阅读本书，即是参与到人类对宇宙最深层奥秘的集体探索之中。我们并非提供最终答案，而是精心绘制了通往答案的路径图，邀请您与我们一同，以敬畏之心，迎接下一次科学飞跃的到来。

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