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出版者:中国科技大

作者:谈庆明

出品人:

页数:185

译者:

出版时间:2005-8

价格:15.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787312018039

丛书系列:

图书标签:

• 物理
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• 数学
• 量纲分析
• 设计理论
• 科学
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• 量纲
• 单位制
• 物理量
• 模型分析
• 无量纲化
• 相似理论
• 科学计算

探索宇宙的尺度与规律：一部关于物理量、单位与相似性原理的深度论述 《尺度之维：物理定律的通用语言》 本书并非聚焦于“量纲分析”这一特定方法论的教材，而是试图以更宏大、更具哲学思辨的视角，深入探讨物理世界中“尺度”与“量纲”的本质联系，以及它们如何共同构建起自然规律的普适框架。我们力求超越单纯的公式推导，引导读者进入一个由量纲、单位和无量纲参数构成的精妙世界。 第一章：从可测量性到普适性——量纲的哲学基石 本章追溯了物理学中“量”的概念起源。我们探讨了为何人类需要引入量纲系统来描述经验观察，以及不同的物理量——长度、时间、质量、温度等——在本质上代表着宇宙结构的不同维度。我们将审视伽利略、牛顿时代对物理量的精确度量如何奠定经典力学的基础，并引入“量纲一致性”作为物理定律的内在要求。这不是关于如何计算的章节，而是关于“为什么必须如此”的哲学拷问。我们深入分析了量纲系统（如SI单位制）的选择并非偶然，而是人类认识世界深层结构的一种编码方式。我们还将讨论那些难以被传统量纲体系完全捕获的物理概念，例如熵或信息量，以及它们如何挑战我们对“基本量”的理解。 第二章：尺度分离与有效场论——从微观到宏观的桥梁 自然界存在着巨大的尺度差异，从普朗克尺度到宇宙学尺度。本章的核心在于探讨“尺度分离原理”如何在物理学的不同分支中发挥作用。我们不会直接教授如何进行量纲分析来推导公式，而是讨论尺度分离如何允许我们在特定能量或尺度下构建“有效理论”。例如，在宏观力学中忽略量子效应，或者在低能物理中忽略高能粒子的影响。这部分将引入重整化群的概念（不作为数学工具，而是作为描述尺度依赖性的物理图像），展示物理定律如何随着观察尺度的变化而展现出不同的“面貌”，而量纲分析正是帮助我们理解这种转换的潜在结构。我们将考察这种尺度依赖性如何影响我们对基本常数（如光速、引力常数）的理解，它们在不同尺度下的物理意义有何不同。 第三章：相似性、建模与物理的“自相似”结构 本章专注于“相似性”在物理建模中的核心地位。我们探讨了如何通过识别系统内部或系统之间的物理相似性来简化复杂的物理问题。我们将讨论系统的“自由度”与“约束条件”如何共同决定其行为的本质。不同于直接应用量纲分析来确定幂律关系，我们关注的是构建相似模型（如水槽中的波浪模拟、风洞中的气动测试）背后的物理逻辑：只要关键的无量纲参数（如雷诺数、马赫数）保持不变，系统的动态行为就应保持相似。 这一章将侧重于物理系统中的“自相似性”——系统的一部分行为与整体行为在特定尺度下表现出结构上的相同性，这不仅仅是数学巧合，更是自然界内在组织原则的体现。 第四章：基本常数与宇宙的边界条件 宇宙由一系列基本常数所限定，这些常数，例如万有引力常数 $G$、光速 $c$、约化普朗克常数 $hbar$，它们的量纲共同定义了物理学的基本“度量衡”。本章将探讨这些常数的物理意义，以及它们如何设定了宇宙事件的“速率”和“界限”。我们将分析普朗克单位制的深刻含义——这是一个完全基于这些基本常数构建的量纲系统，它标志着现有物理理论在极端条件下的失效点。我们不会计算普朗克长度，而是探讨当所有物理量都处于普朗克尺度时，我们所理解的因果关系、时空结构将如何瓦解。这部分是对物理学基本假设的深入考察。 第五章：信息、熵与量纲的延伸 信息论和热力学中的熵概念，虽然在经典力学中没有直接的长度、质量、时间量纲，但它们在描述系统的复杂性和不可逆性方面扮演着关键角色。本章试图将这些“非传统”的量引入量纲的讨论框架中。我们考察玻尔兹曼常数 $k_B$ 如何连接微观世界的能量与宏观世界的温度，以及它在信息与熵之间的桥梁作用。我们讨论信息熵的单位（比特或纳特）与物理熵的单位（焦耳每开尔文）之间的深层联系，揭示信息和物理实在之间可能存在的统一性。这部分引导读者思考：量纲分析是否可以推广到描述纯粹的“组织”或“关联性”的量？ 结语：超越工具，洞察结构 本书旨在将“量纲”从一个计算技巧提升到一种洞察物理世界结构和规律的思维方式。它邀请读者去欣赏物理定律中隐藏的普适性，理解尺度如何定义了我们所能观察到的物理现象，以及基本常数如何为我们的宇宙设定了框架。最终，我们追求的不是如何快速求解一个工程问题，而是如何通过对物理量的本质理解，更深刻地把握自然界的统一性与差异性。

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这本书的装帧质量简直无可挑剔，纸张的触感和油墨的印刷都透露出一种对阅读体验的极致追求。我购买这本实体书，很大程度上是因为我喜欢在阅读物理和工程类的书籍时，能够随时在书页上做批注和划重点。我希望能从这本书中获得对基础物理概念更深刻的直觉理解，而不是仅仅停留在公式的表面。例如，关于系统边界的设定如何影响我们对物理现象的描述，这是一个非常微妙但至关重要的问题。我希望作者能用生动、贴近日常生活的例子来阐释这些抽象的原理，而不是堆砌晦涩难懂的数学符号。如果书里能包含一些经典实验的详细步骤和操作上的窍门，那就太棒了。我总觉得，真正的物理理解，来自于动手操作和细致观察的经验积累，单纯的阅读很难完全替代这种“肌肉记忆”般的感悟。期待它能成为我案头常备的工具书，随时翻阅，常读常新。

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这本书的标题对我有着莫名的吸引力，它暗示着一种对事物本质的探究，一种剥离表象、直抵核心的思维方式。我是一位偏向于应用科学的研究者，在日常工作中经常需要处理各种不同单位和尺度的问题，这让我非常关注如何建立跨领域的通用语言。我特别关注作者在介绍理论时，如何处理不同学科之间的接口问题——比如化学中的平衡常数和物理学中的统计力学之间，是否存在某种更底层的、可以统一描述的逻辑框架。如果这本书能够提供一套清晰的方法论，指导我们如何在面对一个全新的、陌生的物理系统时，快速地构建出有效的模型并进行初步的量化估计，那这本书的价值就无可估量了。我希望它不仅仅是知识的陈述，更是一种思维方式的训练，能帮助我培养出“一眼看穿”问题本质的洞察力。

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这本书的封面设计真是太有意思了，那种略带复古的排版和柔和的色调，一下子就抓住了我的眼球。我一直以来对科学史和物理学思想的发展过程非常着迷，尤其是那些奠基性的理论是如何一步步构建起来的。我期望这本书能深入探讨我们理解世界运行规律的那些基本框架是如何被确立的，比如能量守恒、动量这些核心概念是如何从早期的模糊认识发展到如今精确的数学描述的。我特别好奇作者是如何组织材料的，是按照时间顺序，还是按照逻辑结构来梳理这些思想的演变？如果能穿插一些早期科学家的书信或者实验记录的片段，那就更完美了，那能让我感受到那个时代探索者的心路历程，而不是干巴巴的理论推导。我希望它能提供一个宏观的视角，让我们看到科学知识的积累是一个多么曲折而又充满智慧的过程，而非一蹴而就的顿悟。一本好的科普读物，应该像一位博学的向导，带领我们穿越时空的迷雾，去感受那些伟大思想的诞生瞬间。

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这本书的定价虽然不算低，但从印刷的精美程度来看，我感觉物有所值。我一直试图寻找一本能够帮助我巩固基础知识的书籍，尤其是在进行高等数学学习之前，对物理世界的基本规律有扎实、无漏洞的认知至关重要。我希望这本书能够深入探讨物理量、单位和它们之间关系的构建过程，这才是我们建立任何模型的基础。我非常看重清晰的定义和严谨的推导过程，希望作者在讲解时，能够对每一个引入的物理量进行细致的背景介绍和物理意义的阐释。这本书如果能成为我梳理知识体系的“锚点”，帮助我辨析哪些是普遍适用的基本原理，哪些是特定条件下的近似模型，那么它就成功了。我期待它能提供一种坚实的基础，让我能够自信地面对更复杂的专业挑战。

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我是在一个朋友的强烈推荐下购入此书的，他强调这本书的叙事风格非常流畅，完全不像传统教材那样枯燥乏味。我本身对科学史有浓厚的兴趣，尤其是那些伟大的科学发现背后的“非理性”因素，比如科学家的直觉、哲学背景甚至社会思潮对理论形成的影响。我期待这本书能将科学的严谨性与人文的温度结合起来。如果作者能花篇幅探讨一下在十七、十八世纪，当这些基本概念尚在萌芽阶段时，哲学家和自然科学家们是如何在争论中逐步达成共识的，那会非常引人入胜。我尤其欣赏那些能够将复杂的思想脉络梳理得井井有条的作者，希望这本书能展现出清晰的逻辑层次，让我在阅读时不至于迷失在浩瀚的历史细节中，而是能清晰地把握住知识树的主干。

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还是要加强基础修养，毕竟too young，Pi定理都快忘了。

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