理解宇宙

理解宇宙 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:复旦大学出版社
作者:[美] Don Lincoln
出品人:
页数:592页
译者:
出版时间:2006
价格:50.00元
装帧:平装
isbn号码:9787309052107
丛书系列:研究生前沿教材书系
图书标签:
  • 物理
  • 科普
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具体描述

本书作者Don Lincoln教授工作于当今能量最高的费密国立加速器实验室,他领导的顶级实验小组曾最早发现顶夸克。他擅长用通俗的比喻和插图讲述最前沿的科学发现,本书就是他在2003年写成的代表性著作之一。本书阐述有趣的夸克和轻子的世界图景,解释操控它们行为的各种力。全书完全从实验物理学家的视角出发,舍弃数学的复杂性,集中讨论实验物理前沿和理论物理前沿如何同有趣的宇宙学领域联系在一起。亦即从高能物理实验的最新发现,追溯宇宙的大爆炸历史以及随后的物质演变规律。凡是有一定科学背景的学生都渴望弄清哪些是至今我们已经弄懂的(夸克,轻子和反物质),哪些是我们还没有弄清的(H iggs玻色子、中微子振荡、以及宇宙中反物质为什么这样少的原因),还有哪些仅仅只是梦寐以求的(超对称性、超弦及超维度)。全书共10章:1.宇宙学和原子世界的早期历史。2.粒子物理发展史。3.夸克和轻子,高能物理实验的研究成果。4.物质结合力。5.寻找H iggs玻色子,这是当今物理学领域费时费力的一项最前沿最巨大的工程。6.加速器及检测设备,这是其他书中从未见过的内容。7.宇宙创生的神秘性。 8.21世纪物理学前沿的基础研究重点——反物质和暗能量。9.宇宙的毁灭和创生。10.我们为什么要这样研究。

这是一本有一定科学背景的学生都应当读且能读懂的关于21世纪热点科学的普及性著作。

《时间的褶皱:物质、能量与时空的交织史诗》 引言:在无限的尺度上追问存在的意义 人类文明的进步,始终伴随着对自身所处环境的深刻理解与不懈探索。从最初对星辰运行轨迹的朴素观测,到如今借助精密仪器触及宇宙的深层结构,我们对“实在”的认知从未停止拓展。《时间的褶皱》并非一本关于如何“理解宇宙”的百科全书,它聚焦于一个更为精微且富有哲思的切口:时间、物质与能量,这三大基本要素是如何在宇宙的宏大叙事中相互塑造、彼此依赖的。本书旨在为读者构建一个清晰的物理图像,揭示我们所感知的一切现象背后,那些隐藏在时空结构中的深刻规律。 第一部分:物质的诞生与结构的演化 本部分深入探讨了构成我们世界的基本单元——物质的起源与演化历史。我们将从量子场论的视角出发,解析基本粒子如何从早期宇宙的高能状态中凝聚成形。 第一章:量子场的低语与基本粒子的合唱 我们不满足于仅仅罗列标准模型中的粒子;相反,我们将追溯夸克与轻子如何在极早期宇宙的炽热汤中“冻结”出来。重点阐述了希格斯机制如何赋予这些基本构件以静止质量,以及这种质量如何成为后续复杂结构形成的前提。我们将详细剖析标准模型的局限性,并引入对超对称理论等前沿猜想的审视,探讨它们可能如何填补我们知识的空白。 第二章:从核子到星辰:元素合成的炼金术 核物理的壮丽篇章在恒星的内部展开。本书详细描绘了从质子、中子结合形成氘核开始,到恒星晚期通过氦聚变、碳氮氧循环,直至超新星爆发中铁元素以上所有重元素的核合成过程。我们考察了“奇点”——那些在特定质量和压力下才会出现的核反应模式,它们是宇宙化学多样性的真正源泉。对中子星和黑洞的物质状态,也给予了专门的分析,探讨在极端引力下物质如何被压缩到密度超越原子核的极限。 第三章:复杂性的涌现:从原子到生命体 物质的组织并非随机的。本章聚焦于电子如何与原子核结合,形成具有特定化学性质的原子;原子如何通过共价键、离子键等形成分子;分子如何进一步聚合形成我们熟悉的材料,如晶体、高分子乃至生物大分子。我们探讨了耗散结构理论如何解释在非平衡态下,物质系统如何自发地从无序走向有序,为生命的出现奠定物理基础。 第二部分:能量的流动与宇宙的驱动力 能量是宇宙变迁的引擎。本书的第二部分将能量视为一种动态实体,关注其在不同尺度上的转换、守恒与耗散。 第四章:热力学的铁律与信息传递 热力学定律是描述宏观世界运作的基石。我们将重点探讨熵增定律——这一不可逆转的趋势如何决定了宇宙的最终命运。通过对信息论与热力学的交叉研究,我们探讨了“信息”作为一种物理实体,与能量耗散之间的内在联系。每一笔能量的转换,都伴随着信息的丢失或重排,揭示了宇宙演化中不可逆转的“时间之箭”。 第五章:电磁力与光的世界 光不仅仅是可见的现象,它是电磁场的激发态,是能量传递最普遍的媒介。本章深入探讨了麦克斯韦方程组的精妙之处,以及电磁波如何在真空和介质中传播,携带信息和能量。从红外辐射到伽马射线暴,我们将分析电磁辐射如何成为我们观测遥远天体、理解宇宙历史的主要窗口。 第六章:引力的编织:时空弯曲的度量 引力不再是牛顿笔下的“超距作用力”,而是时空几何的体现。本书引入爱因斯坦的广义相对论,阐述了物质和能量如何弯曲其周围的时空结构,以及这种弯曲如何反过来指导物质的运动。我们将细致分析引力波的物理本质,它们是时空自身的涟漪,携带了宇宙中最剧烈事件的动态信息。 第三部分:时间的本质与时空的交织 时间,这个我们最熟悉却又最难以捉摸的概念,是本书的核心议题之一。我们将挑战传统上对时间的线性、绝对的理解。 第七章:相对性中的时间:同步与膨胀 狭义相对论揭示了时间与空间并非相互独立,而是交织成一个统一的“时空连续统”。本章详细解释了速度和引力如何影响时间的流逝速度,即时间膨胀效应。通过对双生子悖论的深入剖析,读者将直观理解,时间测量是依赖于观察者运动状态的相对量。 第八章:时空的拓扑结构与宇宙学视角 时间在宇宙学尺度上展现出其全局特性。我们将考察弗里德曼方程,探讨宇宙膨胀的动力学,以及时间维度如何从大爆炸奇点开始演化至今。书中将讨论“多重宇宙”理论中可能存在的时间概念的差异,以及时间在更高维度中可能展现出的复杂拓扑结构。 第九章:时间的箭头:熵、辐射与记忆 本书最后回归到时间之箭的问题。我们探讨了区分过去与未来的三大“箭头”:热力学箭头(熵增)、宇宙学箭头(膨胀)以及辐射箭头(电磁波的推开式传播)。我们论证,尽管微观物理定律在时间反演下基本对称,但宇宙的宏观演化,特别是信息处理的机制,赋予了时间一个明确的方向性,使得记忆与因果关系成为可能。 结论:在边界处审视我们的知识疆域 《时间的褶皱》并非试图提供一个终极答案,而是旨在展示物理学如何通过对物质、能量和时空的精妙耦合分析,描绘出一幅宏大而不断完善的宇宙图景。通过理解这些基本要素的相互作用,我们得以更深入地认识到,我们所存在的这个“实在”,是一个由基本规则精确调控、持续演化的动态系统。本书引导读者在这些物理定律的边界上,思考我们自身的定位与未来的探索方向。

作者简介

Don Lincoln

美国费密国立加速器实验室(Ferm iNational Accelerator Laboratory)实验物理学家。

1964年出生,1993年获得Rice大学物理学博士学位,之后去密歇根大学作为研究员参加D实验。费密实验室和D实验室是当今世界上设施最好、研究人员最多的两家高能物理研究机构。1998年成为费密实验室的研究员。在D实验室研究期间,他主持了数百万美元的极高技术研究项目,正是这段时间,D实验和其姊妹实验一道,成功地发现了顶夸克。他又是一位多产的作者,单独或与人合作,发表学术论文120多篇,出版图书多种。他还热衷于作学术报告和科普讲座。他可以用形象的比喻和插图,将五花八门的前沿研究成果,说得使缺乏科学背景的听众着迷,他讲演的足迹遍布美洲、欧亚大陆等10多个国家,其中给普通大众就讲述了100多次。他还给实验室人员培训和讲课。他认为,作为一名实验物理学家,有必要与大众分享实验成功的喜悦,《理解宇宙——从夸克到宇宙学》就是这一宗旨的具体体现。

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书为我打开了一扇通往宇宙深处的大门。它不仅仅是一本科普读物,更是一本关于人类探索精神的赞歌。作者通过对宇宙起源、结构、演化以及未来命运的全面梳理,展现了人类不断求知、不断突破的勇气和智慧。我从书中了解到,人类对宇宙的理解,经历了漫长而曲折的演变,从地心说到日心说,从牛顿的万有引力到爱因斯坦的相对论,每一次的理论突破都深刻地改变了我们对宇宙的认知。这本书让我对人类在宇宙中的渺小与伟大有了更深刻的体会,也更加坚定了我要继续探索宇宙奥秘的决心。

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这本书的深度和广度令人印象深刻。它不仅仅停留在对宇宙基本结构的介绍,更是深入探讨了宇宙学的前沿理论,例如暴胀理论、宇宙网状结构以及关于宇宙是否会再次收缩的各种猜想。作者在解释这些复杂概念时,表现出了极高的专业素养和清晰的逻辑思维。他能够将那些高度抽象的数学模型和物理原理,转化为易于理解的文字描述,并辅以精美的插图和图表,进一步加深读者的理解。这本书让我得以一窥物理学家们是如何通过观测、实验和理论推导,一步步揭开宇宙的面纱。它激发了我对科学探索的热情,也让我对那些致力于探索宇宙奥秘的科学家们充满了敬意。

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阅读这本书的过程,就像是在进行一次心灵的旅行,它带我走出了日常生活的琐碎,进入了一个更宏大、更深邃的维度。作者以一种充满激情和敬畏的心态来描绘宇宙,他的文字中充满了对宇宙之美的赞叹,以及对生命存在的神奇感慨。书中对于宇宙中那些令人难以置信的现象,例如引力波的探测、黑洞的事件视界以及类星体的耀眼光芒,都进行了详尽而生动的介绍。它让我深刻地体会到,我们所居住的宇宙,是一个充满奇迹和未知的领域,而人类的智慧,也正是为了去理解这一切而不断前进。

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对于任何渴望触及宇宙终极秘密的求知者而言,这本书无疑是一份宝贵的馈赠。它不仅仅是知识的传递,更是一种思维的启迪。作者巧妙地将物理学、天文学甚至哲学中的前沿思想融为一体,构建了一个庞大而精密的知识体系。从量子力学的不可思议的叠加态,到相对论中时空交织的奥秘,再到宇宙学中关于膨胀、演化和终极命运的各种假说,这本书无所不包,却又条理清晰。我尤其欣赏作者在论述过程中所展现出的严谨态度,他不会轻易断言,而是将科学的探索过程,包括那些未解之谜和争论,都一一呈现给读者,让我们一同参与到这场智力的冒险中。这本书让我意识到,我们对于宇宙的理解,仍然处于一个不断发展的过程中,每一次的发现都可能颠覆之前的认知,而这种不确定性本身,恰恰是科学最迷人的魅力所在。

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我一直认为,理解宇宙是人类最伟大的追求之一,而这本书为我提供了一个绝佳的平台来开启这段旅程。它就像一个经验丰富的向导,带领我穿越时空的维度,从微观的粒子世界到宏观的宇宙结构,进行了一次全方位的探索。书中关于宇宙大爆炸的起源,从一个奇点到万物的诞生,再到恒星的形成和行星的演化,每一个环节都被描绘得栩栩如生。作者对于宇宙年龄、构成以及未来命运的分析,更是让我对宇宙的宏大进程有了更深刻的认识。它让我明白了,我们所处的时代,只是宇宙漫长历史中的一个短暂瞬间,而宇宙本身,则在不断地变化和演进。

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这是一本真正意义上的“思想的盛宴”。它不仅仅是关于宇宙的物理属性,更是关于我们如何思考宇宙,如何理解我们在其中的位置。作者以一种深刻的洞察力,将科学发现与人类文明的进程紧密联系起来,展示了人类对宇宙认知的演变史。从古代哲学家们的星空遐想到现代天文学家的精确测量,每一步都凝聚着人类的智慧和努力。这本书让我意识到,科学的进步并非一蹴而就,而是建立在无数前人的探索和积累之上。它鼓励我们保持好奇心,不畏艰难,勇于挑战既有的认知,去探索更广阔的未知世界。

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一本旨在揭开宇宙奥秘的书籍,就像一次穿越浩瀚星海的旅程。从黑洞的深邃寂静到星系的壮丽旋转,从宇宙大爆炸的起点到可能存在的多元宇宙,作者以一种令人着迷的方式,将那些宏大而复杂的概念娓娓道来。阅读它,我仿佛置身于一个巨大的天文馆,每一次翻页都伴随着对宇宙更深层次的理解。它并非枯燥的科学论文集,而是充满智慧和想象力的叙事,将冰冷的物理定律赋予了生命和温度。书中对于暗物质和暗能量的探讨,更是挑战了我固有的认知,让我不禁思考我们所能感知的宇宙,究竟只是冰山一角,还是隐藏着更深不可测的本质。作者的笔触细腻而富有洞察力,能够将那些抽象的概念转化为具象的画面,例如将宇宙的膨胀比作一块正在被吹大的气球,或是将时空的弯曲形象地描绘成一个放置在弹力布上的重球。这种通俗易懂的解释,让即使是像我这样对天体物理学了解不深的读者,也能在字里行间感受到宇宙的奇妙与壮丽。

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我一直对宇宙的神秘之处充满好奇,而这本书恰好满足了我对宇宙探索的渴望。它如同一扇窗户,让我得以窥见那些遥远星系的壮丽景象,了解恒星诞生与死亡的宏伟循环,以及黑洞那令人敬畏的引力之谜。作者的叙述风格既充满诗意又不失科学的严谨,他能够将那些复杂的物理定律用生动形象的语言解释清楚,让我这个非专业人士也能轻松理解。例如,在讲述宇宙膨胀时,他没有仅仅停留在数据和公式上,而是运用了许多比喻和类比,让我仿佛亲眼看到宇宙在不断扩张,星系在其中渐行渐远。这本书让我对宇宙产生了全新的认识,它不再是遥不可及的神秘存在,而是充满规律、演变和无尽可能性的巨大舞台。

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这本书的独特之处在于它能够将那些令人望而生畏的科学概念,用一种充满吸引力的方式呈现给读者。作者的叙事技巧非常高明,他能够将复杂的数学公式转化为生动的语言,让那些抽象的物理定律变得触手可及。我尤其喜欢书中对于那些仍然存在的宇宙谜团的探讨,例如暗物质和暗能量的本质,以及宇宙中是否存在其他生命。这些未解之谜,不仅没有让作者止步,反而成为了他进一步探索的动力,也激发了我对这些问题的深入思考。这本书让我明白,科学探索的道路永无止境,总有新的发现等待着我们去揭示。

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这本书带来的不仅仅是知识的增长,更是一种深刻的哲学思考。在探索宇宙的广阔与深邃时,我开始重新审视人类在宇宙中的位置,以及我们存在的意义。作者通过对宇宙起源、演化以及可能结局的描绘,引导读者去思考生命是否是宇宙的必然产物,又或者只是一个偶然的奇迹。书中对于人类意识与宇宙关系的一系列讨论,尤其发人深省。我们是否能够完全理解宇宙,或者我们的认知本身就受到宇宙法则的限制?这些问题没有明确的答案,但这本书提供了一个坚实的思想框架,让我们能够更深入地去探索这些宏大的哲学命题。它鼓励我们保持开放的心态,拥抱未知,并在探索宇宙的同时,也探索我们自身的内心世界。

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