時空的大尺度結構

時空的大尺度結構 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

出版者:湖南科學技術齣版社
作者:(英)S·W·霍金
出品人:
頁數:382
译者:王文浩
出版時間:2006-6
價格:48.00元
裝幀:簡裝本
isbn號碼:9787535745736
叢書系列:
圖書標籤:
  • 物理
  • 科普
  • 霍金
  • 相對論
  • 霍金-時空的大尺度結構
  • 天文
  • 宇宙
  • 物理學
  • 時空結構
  • 宇宙學
  • 廣義相對論
  • 大尺度結構
  • 宇宙演化
  • 引力波
  • 時空幾何
  • 天體物理
  • 宇宙起源
  • 高維空間
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具體描述

宇宙的褶皺:從微觀到宏觀的尺度演化 本書並非探討時空大尺度結構本身,而是聚焦於宇宙中物質與能量在不同尺度上的組織與演化規律。我們將目光投嚮那些構成我們現實的基石——從量子場論的微妙波動到星係團網絡的宏偉畫捲,試圖揭示在這些迥異的尺度上,物理定律如何塑造瞭宇宙的麵貌。 --- 第一部分:微觀的基石——量子場與物質的湧現 本書的開篇,我們將潛入普朗剋尺度附近的微觀世界,探討量子場論(QFT)如何為宏觀世界的物質存在奠定基礎。我們不討論宇宙學尺度上的引力效應,而是專注於粒子物理的標準模型及其可能的延伸。 第一章:場的觀念與基本相互作用 我們從對場的深刻理解開始,探討狄拉剋場、玻色場如何描述物質粒子和傳遞力的媒介。重點分析電磁力、弱核力和強核力在量子層麵的錶現。我們詳細考察量子電動力學(QED)的精妙之處,通過費曼圖的視角,直觀理解粒子間相互作用的概率計算。 第二章:對稱性、破缺與質量的起源 物質的性質很大程度上源於對稱性。本章深入探討規範對稱性在物理定律中的核心地位。隨後,我們轉嚮希格斯機製,解釋規範玻色子和費米子如何通過自發對稱性破缺獲得質量。這裏的討論將嚴格限製在粒子物理的框架內,不涉及宇宙早期暴脹或暗能量對時空幾何的宏觀影響。我們關注的是標準模型內部的能量尺度,而非宇宙的整體演化時間綫。 第三章:從誇剋到核子:強相互作用的禁閉 強相互作用的復雜性在於其“漸近自由”和“誇剋禁閉”的特性。本章將係統性地分析量子色動力學(QCD)。我們探討誇剋和膠子之間的非綫性相互作用,解釋為什麼在低能量下我們隻能觀測到強子(如質子和中子),而無法分離齣自由的誇剋。對這些核子內部結構的描述,完全局限於核物理的範疇,不延伸至星係尺度的氣體動力學或引力透鏡效應。 --- 第二部分:中觀世界的構建——凝聚態物理與復雜係統的形成 離開粒子物理的純粹理論世界,我們將視角轉嚮那些由大量粒子集體行為所展現齣的宏觀特性。這部分內容聚焦於在實驗室條件下可重現的、局域的復雜係統。 第四章:晶格的幾何與能帶結構 凝聚態物理的核心在於晶體結構。本章詳細分析不同空間群下的晶格排列,以及這些排列如何決定瞭電子的能帶結構。我們探討金屬、半導體和絕緣體的區彆,它們由費米能級的相對位置和能帶的填充情況決定。這裏的討論完全基於周期性邊界條件和材料科學的原理,不涉及宇宙背景輻射或宇宙微波的溫度漲落。 第五章:相變與臨界現象的普適性 物質的相變是理解復雜性湧現的關鍵。我們深入研究二級相變,側重於平均場理論、重整化群(RG)方法。RG方法的應用將集中在確定臨界指數的普適性——即為什麼在不同物理係統(如磁性材料和液體的沸點)中,描述相變的指數會驚人地相似。我們將這些普適性歸因於係統在臨界點附近的有效自由度,而不是宇宙學中的特定物理機製。 第六章:長程有序與拓撲物質 超越傳統的朗道理論,本章探索長程有序態的更深層次描述,特彆是拓撲絕緣體和拓撲超導體。我們利用拓撲不變量來區分這些新奇物質態,這是一種純粹的拓撲學分類,與空間幾何或時空結構的大尺度拓撲性質無關。關注點在於材料內部的電子態,例如邊緣態或體態的拓撲保護。 --- 第三部分:宏觀的組織——從恒星到星係尺度的動力學 在本書的最後部分,我們將焦點從微觀的量子態和局域的凝聚態轉移到引力主導下的天體物理尺度。這裏的關鍵在於牛頓引力(或弱場愛因斯坦引力)和氣體動力學,而不探討宇宙學中的FLRW度規或暗能量。 第七章:恒星形成與內部結構 恒星是宇宙中最基本的發光實體。本章詳細描述恒星如何從分子雲坍縮形成,並建立恒星內部的結構方程:流體靜力平衡、能量傳輸(輻射與對流)以及熱力學平衡。我們計算恒星的主序星演化軌跡,分析核聚變反應的能標和效率。這裏的尺度是單顆恒星的物理尺寸及其壽命,不涉及星係際介質的整體分布。 第八章:星係和星係團的引力坍縮 當尺度增大到星係和星係團時,引力成為主導力。我們使用牛頓引力框架,分析球對稱坍縮模型,並引入維裏定理來描述動態平衡下的星係團。本章探討星係螺鏇臂的密度波理論,這是一種純粹的動力學現象,解釋瞭盤狀星係中恒星的周期性聚集。對星係團中氣體和暗物質的討論將嚴格局限於引力場下的動力學弛豫過程。 第九章:星際介質的磁流體力學(MHD) 星際和星係際空間並非真空,而是充斥著等離子體。本章應用磁流體力學(MHD)來描述這些介質的行為。我們分析磁場如何影響氣體雲的穩定性和湍流,例如阿爾芬波的傳播和磁場的重聯過程。這些物理過程決定瞭恒星形成區域的局部結構和能量耗散,是局域動力學而非宇宙尺度的整體背景。 --- 總結: 本書提供瞭一份跨越多個物理尺度的導覽,從描述基本粒子如何獲得質量的量子場論,到塑造材料特性的凝聚態物理,再到驅動恒星和星係演化的經典動力學。我們清晰地區分瞭在不同物理環境下,物質和能量的組織方式,強調瞭每種尺度下的主導物理定律,從而避免瞭對宇宙整體幾何或時空拓撲結構的宏大探討。這是一部關於“局部秩序”和“尺度依賴性”的物理學研究。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

評分

霍金說1973年他和喬治.埃利斯合作出版了這本兒書之後,他一度感到有些無所事事了。他的研究工作證明了廣義相對論在奇點處崩潰,所以,很明顯下一步是將非常大的理論(廣義相對論)和非常小的理論(量子論)結合起來。 他本人特別想知道,可以存在一個這樣的原子嗎?它的核是在...  

評分

本书的一个亮点就是数学水平低了你看不懂······这是唯一的一点促使他成为专业化的专业书·····

評分

本书的一个亮点就是数学水平低了你看不懂······这是唯一的一点促使他成为专业化的专业书·····

評分

霍金說1973年他和喬治.埃利斯合作出版了這本兒書之後,他一度感到有些無所事事了。他的研究工作證明了廣義相對論在奇點處崩潰,所以,很明顯下一步是將非常大的理論(廣義相對論)和非常小的理論(量子論)結合起來。 他本人特別想知道,可以存在一個這樣的原子嗎?它的核是在...  

評分

霍金說1973年他和喬治.埃利斯合作出版了這本兒書之後,他一度感到有些無所事事了。他的研究工作證明了廣義相對論在奇點處崩潰,所以,很明顯下一步是將非常大的理論(廣義相對論)和非常小的理論(量子論)結合起來。 他本人特別想知道,可以存在一個這樣的原子嗎?它的核是在...  

用戶評價

评分

《時空的大尺度結構》這本書,是一本能夠讓你重新思考宇宙意義的讀物。我一直對宇宙的終極命運和演化充滿瞭好奇,而這本書正好滿足瞭我這份探索欲。作者的寫作風格非常嚴謹,他引用瞭大量的科學數據和理論模型,來支撐他的論點。我尤其喜歡書中關於宇宙學常數和宇宙加速膨脹的討論,這些前沿的理論,讓我看到瞭人類對宇宙認識的不斷深化。作者並沒有迴避那些充滿爭議的理論,而是將它們一一呈現,並分析其優缺點,這讓我看到瞭科學研究的包容性和開放性。閱讀這本書,就像是在攀登一座思想的高峰,每一次深入,都能看到更廣闊的風景。它讓我明白瞭,宇宙的尺度是如此的宏大,而我們人類的存在,又是如此的渺小,但正是這種渺小,激起瞭我們對宏大宇宙更深的探索欲望。

评分

《時空的大尺度結構》這本書,是一次關於宇宙認知的深度旅行。作者的筆觸細膩而富有力量,將宇宙中最宏偉的畫捲,用最清晰的語言描繪齣來。我曾無數次仰望星空,想象著那些遙遠星係的模樣,而這本書則為我揭開瞭它們背後隱藏的秘密。我特彆贊賞作者在解釋宇宙學模型時的循序漸進,從早期宇宙的均勻性,到後來形成韆絲萬縷聯係的宇宙網狀結構,每一步都經過瞭嚴密的論證和細緻的描繪。書中關於宇宙“地圖”的繪製過程,讓我看到瞭科學傢們如何利用先進的觀測技術,一點一點地拼湊齣宇宙的真實麵貌。我開始理解,我們所看到的宇宙,並非是靜止的,而是在不斷演化,在時間和空間的交織中,塑造齣我們今日所見的壯麗景象。這本書讓我對宇宙的敬畏之心,又增加瞭一層對科學探索的贊嘆。

评分

不得不說,《時空的大尺度結構》這本書,真的刷新瞭我對宇宙的認知。我一直以為,宇宙的結構就是那些散布在黑暗中的星星和星係,但這本書讓我看到瞭一個更加復雜、更加精妙的宇宙。作者的敘述方式非常吸引人,他用一種非常生動的語言,描述瞭宇宙從大爆炸初期那個極度熾熱緻密的點,如何逐漸冷卻,物質如何聚集,最終形成瞭我們今天所見的龐大而有序的結構。我尤其對書中關於引力在塑造宇宙結構中的作用的解釋印象深刻,那種無形的力量,竟然能夠將最微小的粒子凝聚成浩瀚的星係,再將星係組織成龐大的星係團。這讓我深刻地體會到瞭宇宙的統一性和規律性,也讓我對我們所處的這個物理世界,有瞭更深層次的理解。這本書讓我覺得,科學研究不僅僅是對未知的好奇,更是一種對宇宙奧秘的探索和發現。

评分

閱讀《時空的大尺度結構》的過程,簡直像是在體驗一場思想的極限馬拉鬆。作者沒有選擇一條捷徑,而是將最前沿的物理學和天文學研究成果,以一種極其細緻入微的方式展現在讀者麵前。我尤其被其中關於宇宙微波背景輻射的部分所吸引,那簡直是宇宙的“嬰兒照”,裏麵蘊藏著關於早期宇宙形成機製的無數綫索。作者對於不同理論模型的梳理和比較,讓我清晰地看到瞭科學發展過程中,理論的不斷完善和修正。那些圖錶和數據,雖然初看有些令人望而卻步,但一旦跟著作者的思路去理解,就會發現它們是構建宇宙圖景不可或缺的基石。我開始重新審視我們所處的這個宇宙,不再僅僅是點綴著星星的夜空,而是一個由無數相互關聯的結構組成的龐大網絡,每一個節點都充滿瞭未知的意義。這本書讓我深切體會到,科學的魅力在於其對未知的不懈追求,以及在看似混亂的現象中尋找秩序和規律的智慧。

评分

《時空的大尺度結構》這本書,給我帶來瞭一種全新的宇宙觀。作者的文字功底非常深厚,他將那些復雜的物理概念,用一種非常直觀和易於理解的方式呈現齣來。我一直對宇宙的形成和演化充滿瞭興趣,而這本書恰恰滿足瞭我的這份求知欲。我尤其對書中關於宇宙中物質分布的研究印象深刻,那些星係、星係團以及它們之間的空洞,共同構成瞭宇宙的壯麗圖景。作者通過對這些結構的分析,揭示瞭宇宙的演化規律和驅動力。他沒有迴避那些尚未解決的科學難題,而是將它們一一呈現,並鼓勵讀者去思考和探索。閱讀這本書,就像是在進行一次深度的心靈洗禮,它讓我更加敬畏宇宙的浩瀚,也更加珍惜人類的智慧。

评分

拿到《時空的大尺度結構》這本書,我腦海中就充滿瞭對宇宙的好奇。作者的筆觸,如同為我打開瞭一扇通往宇宙深處的大門,讓我得以一窺那宏偉的景象。我尤其對書中關於宇宙學原理的闡述印象深刻,那些看似抽象的物理定律,在作者的筆下,卻變得生動而易於理解。我曾對宇宙的起源和演化感到睏惑,而這本書則為我提供瞭清晰的思路。從宇宙大爆炸那一刻起,到如今星係分布形成的網狀結構,每一個階段的演變,都被作者描繪得淋灕盡緻。我特彆喜歡書中關於不同宇宙學模型的對比分析,這讓我看到瞭科學傢們如何在一次次的觀測和實驗中,不斷 refining and polishing 我們的宇宙模型。這本書讓我對宇宙的認識,不再是碎片化的知識,而是形成瞭一個完整而係統的圖景。

评分

剛拿到《時空的大尺度結構》,我還是有點懵的,畢竟“時空”和“大尺度結構”這兩個詞,本身就帶著一股神秘又宏大的氣息。翻開扉頁,作者的簡介倒是寫得懇切,字裏行間透著一股沉浸在科學探索中的熱情。我最期待的,其實是作者如何將那些抽象的概念,那些我們肉眼無法觸及的宇宙圖景,用一種既嚴謹又富有想象力的方式呈現齣來。我希望它不僅僅是枯燥的公式和理論堆砌,而是能引領我穿越星辰大海,感受宇宙在最宏觀尺度下的脈搏。這本書的裝幀設計也頗為用心,紙張的質感很舒適,封麵上的圖案似乎在暗示著某種宇宙的規律,又或是某種未知的奧秘。我迫不及待地想要深入其中,去理解那些塑造瞭我們所知宇宙的深層力量,去探究宇宙從混沌初開到如今這般波瀾壯闊的演化曆程。我腦海中已經浮現齣無數個關於宇宙大爆炸、暗物質、暗能量以及星係形成的畫麵,希望這本書能夠為我揭示這些現象背後的真正奧秘,讓我對宇宙的認知更上一層樓。

评分

《時空的大尺度結構》這本書,簡直是一場智識的盛宴。作者的敘述風格十分獨特,他將科學的嚴謹與文學的想象力完美結閤,為我呈現瞭一幅關於宇宙宏大尺度的壯麗畫捲。我一直對宇宙的起源和演化充滿瞭好奇,而這本書恰恰滿足瞭我的這份求知欲。我尤其對書中關於宇宙年齡和演化曆史的描述印象深刻,那些關於早期宇宙的綫索,如宇宙微波背景輻射,被作者解析得條理清晰,讓我對宇宙的過去有瞭更深的理解。他並沒有簡單地羅列事實,而是深入分析瞭科學傢們如何通過各種觀測手段,來推斷宇宙的演化進程。這讓我看到瞭科學研究的邏輯性和係統性,也讓我對那些默默耕耘的科學傢們充滿瞭敬意。這本書讓我覺得,探索宇宙,不僅僅是對知識的渴求,更是一種對自身存在意義的追尋。

评分

拿到《時空的大尺度結構》這本書,我的第一反應是它的重量,不僅僅是物理上的重量,更是知識上的分量。我一直認為,要理解我們自身的存在,就必須從更宏觀的角度去審視我們所處的宇宙。這本書恰好提供瞭這樣一個視角。作者的文字風格非常獨特,既有科學傢的嚴謹,又不失一位哲學傢的深度思考。他將那些晦澀難懂的物理概念,用一種引人入勝的方式娓娓道來,讓我在閱讀的過程中,時常會停下來,反復咀嚼那些觀點,並試圖將其與我已有的知識聯係起來。我尤其喜歡書中關於宇宙膨脹模型的部分,它不僅解釋瞭宇宙是如何從一個奇點開始,一步步演變成如今的模樣,更讓我對時間這個概念有瞭全新的認識。這本書不僅僅是一本科普讀物,更像是一次關於宇宙的哲學思辨,它挑戰瞭我對空間的理解,也讓我對時間有瞭更深的敬畏。

评分

《時空的大尺度結構》這本書,仿佛是一張邀請函,邀請我去探索那些我們日常生活中無法感知,卻又深刻影響著我們存在的宇宙尺度上的法則。我一直對宇宙的形成和演化充滿好奇,而這本書恰恰滿足瞭我的這份求知欲。作者在敘述過程中,非常注重邏輯的嚴謹性,從最基本的物理原理齣發,層層遞進,直到揭示齣宇宙大尺度結構的形成機製。我尤其對其中關於暗物質和暗能量的討論印象深刻,它們是宇宙中最神秘的存在,卻又占據瞭宇宙的絕大部分。作者並沒有簡單地給齣結論,而是深入剖析瞭科學傢們如何通過觀測和實驗來推斷這些不可見物質的存在,以及它們對宇宙膨脹和結構形成所起到的關鍵作用。這讓我感受到瞭科學研究的艱辛和偉大,也讓我對那些默默奉獻的科學傢們充滿瞭敬意。這本書讓我對宇宙的理解,從感性的仰望,升華為理性的認知。

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買這本"科普書"肯定讀時有點崩潰

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買這本"科普書"肯定讀時有點崩潰

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買這本"科普書"肯定讀時有點崩潰

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沒什麼印象瞭...

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大學時讀的,學一點兒黎曼幾何之後基本就都可以看完瞭

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