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页数:190

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出版时间:2006-5

价格:18.50元

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isbn号码:9787811101232

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《宇宙的低语：量子纠缠与时空编织的奥秘》 简介 这是一部探索宇宙深层奥秘的非虚构作品，它将带领读者穿越现代物理学的最前沿，揭示那些挑战我们日常直觉、却又深刻影响着宇宙运行方式的迷人现象。本书并非一本枯燥的教科书，而是以生动形象的语言，辅以引人入胜的类比和故事，为普通读者打开一扇通往奇妙量子世界的大门。我们将深入探讨量子纠缠这一“幽灵般的超距作用”，理解它如何颠覆了经典物理学的时空观念，以及它在量子计算、量子通信等颠覆性技术中的巨大潜力。同时，本书还将触及爱因斯坦的广义相对论，从全新的视角审视时空的本质，揭示引力如何弯曲时空，以及黑洞、引力波等宏大宇宙现象背后隐藏的深刻物理原理。 核心内容解析 第一章：量子世界的奇异舞步——初识量子纠缠 本章将以一种非技术性的方式，向读者介绍量子的基本概念。我们将从宏观世界的熟悉规律出发，逐步引出微观粒子世界的截然不同。想象一下，我们不再谈论具体的粒子，而是它们所表现出的“可能性”或“叠加态”。一个电子不再是某个确切的位置，而是同时存在于多个可能性的集合中，直到我们去“观察”它，它才会“坍缩”到某一个确定的状态。 紧接着，我们将聚焦于量子纠缠这一核心概念。本书将用一系列贴切的类比来解释纠缠的本质，例如成对出现的特殊硬币，无论相隔多远，当你翻看一枚是正面时，另一枚瞬间就会显现出反面。我们将详细阐述纠缠态的非局域性，这意味着纠缠粒子之间的关联似乎不受距离的限制，瞬间就能影响彼此。这将挑战我们对信息传递速度的固有认知，并引出爱因斯坦当年对这一现象的困惑——“幽灵般的超距作用”。我们将回顾科学家们如何通过贝尔不等式的检验，一步步证实了量子纠缠的真实存在，以及它并非简单的经典关联。 第二章：时空的温柔拥抱——广义相对论的革命 在量子的奇幻之后，我们将转向我们熟知却又充满未知的时空。本章将用通俗易懂的语言，深入浅出地解析爱因斯坦的广义相对论。告别牛顿“绝对时空”的观念，我们将理解时空并非固定不变的背景，而是与物质和能量相互作用的动态实体。 想象一下，一个重大的物体，比如一颗恒星，就像一个沉甸甸的球放在一张拉伸的橡胶膜上，它会使橡胶膜产生凹陷。这就是引力的本质——时空的弯曲。我们将探讨引力如何通过这种时空弯曲来影响物体的运动，解释行星为何围绕恒星运行，为何光线在经过大质量天体时会发生偏折。 本书还将深入介绍广义相对论带来的革命性预测，例如黑洞的形成和性质。我们将描述一个区域，其引力强大到连光都无法逃脱，并探讨黑洞视界、奇点等概念。同时，我们也将迎来对引力波的介绍——时空本身的涟漪，如同石头投入水中激起的波纹。我们将回顾科学家们如何探测到这些微弱的引力波，以及引力波天文学的兴起，它为我们提供了观察宇宙的新窗口，让我们能够“听到”宇宙大事件的声音。 第三章：纠缠与时空的交织——连接微观与宏观的桥梁 本章是本书的亮点所在，它将尝试解答一个困扰物理学界多年的难题：如何将描述微观世界的量子力学与描述宏观宇宙的广义相对论统一起来？我们将探讨量子力学中的纠缠概念，是否能够为理解时空本身的量子性质提供线索。 本书将引介一些前沿的理论探索，例如弦理论和圈量子引力等。我们将尝试解释这些理论如何试图将时空看作是更基本的、由量子实体构成的结构。例如，弦理论认为一切基本粒子都是由微小的、振动的弦构成，而这些弦的振动方式决定了粒子的性质。圈量子引力则认为时空本身是离散的、由“量子圈”构成的，而非连续的。 我们将重点关注量子纠缠与时空几何之间的潜在联系。是否存在一种方式，让量子纠缠的非局域性，能够解释或体现出时空的非局域性？例如，“ER=EPR”猜想，这是一个大胆的设想，认为爱因斯坦-罗森桥（虫洞）可能与量子纠缠是同一种现象在不同尺度上的表现。本书将以一种开放性的姿态，介绍这些尚在发展中的理论，并激发读者对宇宙终极统一理论的想象。 第四章：量子纠缠与时空的未来——颠覆性的技术与深刻的哲学思考 在对量子纠缠和时空奥秘有了初步了解后，本章将把目光投向未来。我们将探讨量子纠缠在现实世界中的应用前景，不仅仅是理论上的，更是正在加速实现的革命性技术。 首先，我们将深入浅出地介绍量子计算。与我们日常使用的经典计算机不同，量子计算机利用量子叠加和量子纠缠的特性，能够处理极其庞大的计算量，解决那些经典计算机无法企及的问题。例如，在药物研发、材料科学、密码破译等领域，量子计算有望带来突破性的进展。本书将用类比的方式，解释量子比特（qubit）的工作原理，以及量子门的操作，让读者对量子计算的威力有一个直观的认识。 其次，我们将讨论量子通信。利用量子纠缠的特性，我们可以实现理论上绝对安全的通信方式。任何窃听行为都会破坏量子纠缠态，从而被立即察觉。这将对未来的网络安全和信息传输带来颠覆性的变革。 最后，本书将从更广阔的视角，引导读者进行深刻的哲学思考。量子纠缠的非局域性，是否暗示着我们对“现实”的理解是片面的？时空的弯曲，又如何影响着我们对宇宙的认知？本书将鼓励读者跳出固有的思维模式，思考人类在宇宙中的位置，以及我们对物质、能量、空间和时间的理解，还有多少未知的边界等待我们去探索。 阅读本书的收获 阅读《宇宙的低语：量子纠缠与时空编织的奥秘》，您将： 摆脱对物理学的畏惧： 以一种轻松、引人入胜的方式，理解现代物理学中最核心、最前沿的理论。 拓展认知边界： 挑战您对空间、时间、现实和信息的传统认知，感受宇宙的奇妙与深邃。 了解前沿科技： 洞悉量子计算、量子通信等颠覆性技术背后的科学原理，预见未来的发展方向。 激发好奇心与探索欲： 培养对科学的浓厚兴趣，鼓励您持续关注宇宙的未知奥秘。 这是一次穿越粒子微观世界与宇宙宏观图景的奇妙旅程，一次关于“我们是谁，我们在哪，宇宙如何运作”的深刻求索。本书将为您打开一扇通往更高维度的视野，让您在仰望星空时，不再只是惊叹，更能理解那份令人敬畏的深邃。

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坦白说，我拿到这本书时，对那些复杂的波形图和时序图是心存畏惧的。然而，这本《数字电子技术》在图形化表达方面做得非常出色，可以说是教科书级别的典范。它对时序图的绘制规范性和清晰度达到了极高水准，每一个信号的变化沿、稳定区间、以及关键的建立时间和保持时间都标注得清清楚楚，即便是那些复杂的握手协议或多级流水线时序，也能通过图例辅助理解。特别是在讲解半加器、全加器、多路选择器等组合逻辑电路的逻辑符号和实际IC内部结构时，作者采用了分层分解的方式，从最底层的晶体管开关到顶层的宏功能实现，层层递进，逻辑清晰。此外，书中的习题设计巧妙，很多题目是建立在特定芯片系列（比如74系列）的实际参数基础上的，这使得计算结果不再是空中楼阁般的纯数学解，而是具有实际电路约束的工程数值。这本书的语言风格成熟稳重，行文逻辑严密，几乎没有发现任何歧义或含糊不清的描述。它不仅教会了我数字电路的知识体系，更重要的是，它塑造了一种严谨的、自底向上思考电子系统问题的工程思维习惯。

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这本《数字电子技术》的封面设计简洁大气，黑白灰的主色调给人一种专业、严谨的学术感。我拿到书的时候，首先被它厚实的质感吸引住了，纸张的触感很舒服，印刷清晰，排版布局合理，即便是初学者也能很快找到重点。这本书的结构安排得非常有条理，从最基础的数制和逻辑门开始，循序渐进地深入到组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计与分析，再到存储器和可编程逻辑器件（PLD）的应用。作者在讲解每一个概念时，都非常注重理论与实践的结合。比如在介绍卡诺图化简时，不仅提供了详尽的步骤推导，还结合实际电路实例展示了简化前后性能上的巨大差异，让人对抽象的理论有了更直观的认识。尤其值得称赞的是，书中的例题和习题数量非常丰富，难度梯度设计合理，从基础巩固到综合应用都有覆盖，这对于自学或者巩固课堂知识的学生来说，无疑是一份宝贵的资源。我个人觉得，这本书的难点在于对时序电路状态转移图的分析，但作者通过几个精心设计的动画演示般的文字描述，使得原本晦涩难懂的同步异步电路操作变得清晰明了，大大降低了学习的挫败感。总而言之，这是一本值得长期放在案边，随时翻阅的工具书，不仅仅是教科书，更像是一位循循善诱的良师。

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说实话，我本来对这种技术类的书籍抱持着一种“能看完就不错了”的心态，因为很多教材动辄堆砌公式和复杂的数学推导，读起来像是在啃石头。然而，《数字电子技术》这本书的叙述方式却出人意料地平易近人。它没有一上来就给我甩一堆布尔代数定理，而是巧妙地从实际生活中电子设备的工作原理入手，比如数码表、计算器的工作逻辑，一下子就抓住了我的兴趣。作者的语言风格非常接地气，仿佛一位经验丰富的工程师在跟你面对面交流，他会用很多生动的比喻来解释像触发器、寄存器这些核心元件的工作机制。例如，解释D触发器的工作特性时，他用“只有在特定时钟信号的‘点头’下，数据才会进行更新”来描述，这种拟人化的表达方式，让复杂的时序概念瞬间变得鲜活起来。书中对CMOS和TTL逻辑家族特性的对比分析也做到了极致的细致，从噪声容限到功耗指标，表格化呈现，对比一目了然，这对于后续进行实际电路选型设计至关重要。我特别喜欢它在最后几章加入的微型计算机基础知识的铺垫，虽然不是重点，但这种跨学科的视野拓展，能让读者更好地理解数字电路在整个信息系统中的位置。这本书的价值在于，它成功地搭建了一座从基础理论到工程应用的坚实桥梁。

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作为一名非电子专业的工科生，我挑选这本书完全是抱着“硬着头皮也要搞懂”的决心。初翻这本书时，我最大的困惑点在于如何区分和理解各种逻辑门电路在不同集成度下的实现差异。这本书在这方面做得非常出色，它没有简单地罗列IC芯片型号，而是深入讲解了SSI（小规模集成）、MSI（中规模集成）电路的设计思想演变。特别是在讲解运算器和译码器等复杂组合电路时，作者没有采用“填鸭式”的讲解，而是采用了“模块化”的教学策略。先拆解功能，再分析结构，最后给出实现方案。例如，在设计一位全加器时，书中不仅展示了基于基本逻辑门的实现方式，还引入了使用中等规模集成电路如74LS283进行快速补位加法的对比，这种对比分析有力地说明了集成度提高带来的设计效率的飞跃。此外，对于抽象的时钟同步问题，书中清晰地阐述了“竞争与冒险”现象的成因，并针对性地给出了消除毛刺的有效方法，如增加滤波电容或使用去抖动电路，这些实战经验的分享，远比纯理论的阐述更有价值。这本书对硬件设计者的思维模式培养，起到了潜移默化的引导作用。

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我尝试过几本市面上流行的数字电路教材，它们往往要么过于偏重理论推导而忽视了现代集成电路的实际应用，要么就是过于偏重介绍各种芯片手册而缺乏系统性的底层原理讲解。而《数字电子技术》则找到了一种近乎完美的平衡点。这本书的优点在于其对“为什么”的追问和解答。例如，当我们学习到半导体存储器时，书中不仅讲解了SRAM和DRAM的工作原理差异，还探讨了它们在缓存和主存设计中的取舍依据——读写速度、密度、刷新要求等，这些都是工程师在实际工作中必须权衡的因素。更让我印象深刻的是关于PLD（可编程逻辑器件）的应用章节。作者没有停留在对CPLD和FPGA的表面介绍，而是详细剖析了HDL（硬件描述语言）的思想基础，如何通过代码来描述硬件结构，这对于我们这些需要快速原型设计的人来说，是极其宝贵的知识。书中对时序逻辑状态机的设计，尤其是Moore和Mealy机在输出响应上的区别，通过流程图和真值表的交替使用，被阐释得极为透彻，让人有一种茅塞顿开的感觉。这本书的深度和广度，都远超出了普通入门教材的范畴，它更像是一本面向应用型工程师的进阶指南。

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