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出版者:浙江教育

作者:郑青岳 编

出品人:

页数:66

译者:

出版时间:2007-8

价格:6.50元

装帧:

isbn号码:9787533865177

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《现代物理学前沿探索》 内容简介 本书旨在为对现代物理学充满好奇的读者提供一个全面而深入的导览，跨越经典物理的边界，探索二十世纪以来物理学最激动人心的前沿领域。我们不侧重于高中阶段的力学、电磁学基础回顾，而是将重点聚焦于那些彻底改变我们对物质、能量、时空和宇宙认知的核心理论与实验发现。 本书结构严谨，内容翔实，分为四大核心篇章，力求在保持科学严谨性的同时，兼顾可读性与启发性。 --- 第一部分：时空与引力的革命——相对论的深远影响 本篇将从爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论的创立背景与基本原理出发，系统阐述其对经典物理学的颠覆性贡献。 第一章：狭义相对论的基石与效应 光速不变原理与相对性原理的再审视： 深入探讨伽利略变换向洛伦兹变换过渡的必然性。 时间膨胀与长度收缩的精确量化： 分析这些效应在粒子加速器实验中的实际观测，例如μ子的寿命测量。 质能等价性 ($E=mc^2$) 的物理内涵： 不仅是公式，更是对物质与能量本质统一性的深刻揭示，及其在核反应中的体现。 相对论性动量与能量： 如何修正牛顿力学的框架，以适用于高速运动粒子。 第二章：广义相对论——时空几何的几何化 等效原理的深刻含义： 讨论引力场与加速度场之间的等价性，为引力几何化奠定基础。 黎曼几何基础简介： 简要介绍曲率张量、度规张量等数学工具，理解引力如何被描述为时空的弯曲。 爱因斯坦场方程的物理图像： 物质（能量/动量）如何告诉时空如何弯曲，时空如何告诉物质如何运动。 广义相对论的经典验证与现代观测： 详细介绍水星近日点进动、光线在太阳附近的弯曲（爱丁顿实验）以及引力红移现象。 第三章：时空尽头的奇点 黑洞物理学导论： 从史瓦西半径到事件视界，深入解析黑洞的结构与性质。 信息的悖论与霍金辐射： 探讨量子力学与广义相对论在黑洞视界附近的冲突，以及信息丢失问题的理论进展。 引力波的探测与意义： 介绍LIGO/Virgo探测的原理与首次并合事件的分析，标志着人类进入引力波天文学时代。 --- 第二部分：微观世界的奇遇——量子力学的核心概念与应用 本篇将聚焦于量子力学的创立历程、核心假设，以及它如何重塑我们对原子、分子和基本粒子尺度的理解。 第四章：量子化的黎明 黑体辐射与普朗克假设： 能量量子化（$E=h u$）如何解决经典物理学的“紫外灾难”。 光电效应的解释与光子的提出： 进一步巩固光的粒子性，介绍爱因斯坦的贡献。 玻尔模型及其局限性： 对原子光谱的成功解释，以及向更普适理论过渡的必要性。 第五章：波粒二象性与不确定性 德布罗意波与物质波： 阐述一切物质都具有波动性的概念。 薛定谔方程的建立： 量子力学的核心动力学方程，及其波函数的概率解释。 海森堡不确定性原理的哲学与物理意义： 探讨测量行为对微观客体状态的根本限制。 第六章：量子力学的矩阵形式与态矢量 狄拉克符号系统（Bra-Ket Notation）： 介绍描述量子态的标准数学语言。 算符、本征值与观测： 如何从薛定谔绘景转向海森堡绘景，理解物理量的可观测性。 量子叠加态与测量问题： 讨论薛定谔的猫思想实验，以及波函数坍缩的解释难题（哥本哈根诠释、多世界诠释等）。 --- 第三部分：粒子物理学的标准模型 本篇将带领读者进入物质最深层的构成，探讨描述基本粒子及其相互作用的现代理论框架。 第七章：从核物理到基本粒子 原子核的结构： 强核力、核力的作用范围与束缚能。 夸克模型的诞生： 从八重态到味道的发现，以及盖尔曼的贡献。 反物质与费米子/玻色子分类： 费米-狄拉克统计与玻色-爱因斯坦统计的区分。 第八章：标准模型的四大支柱 电磁相互作用： 由光子介导，量子电动力学（QED）的精确性。 弱相互作用： 涉及衰变与中微子的产生，W和Z玻色子的发现。 强相互作用： 量子色动力学（QCD），夸克禁闭与渐近自由现象。 希格斯机制与质量的起源： 探讨标准模型中赋予基本粒子质量的机制，以及对希格斯玻色子发现的意义。 第九章：标准模型之外的探索 中微子振荡： 证明中微子具有质量，突破了标准模型的原始预测。 CP破坏与物质-反物质不对称性： 解释宇宙中物质多于反物质的原因。 超越标准模型的猜想： 简要介绍超对称性（SUSY）、大统一理论（GUT）的初步概念。 --- 第四部分：宇宙学与前沿交汇 本篇将视野拓展至整个宇宙的演化，并探讨引力与量子的最终统一尝试。 第十章：大爆炸宇宙学的证据链 哈勃定律与宇宙膨胀： 观测证据对稳恒态模型的否定。 宇宙微波背景辐射（CMB）： 完美的黑体谱，大爆炸遗迹的“化石”。 轻元素丰度与太初核合成： 对早期宇宙条件的定量约束。 第十一章：未知的疆界——暗物质与暗能量 旋转曲线的证据： 论证星系中存在大量不可见的物质（暗物质）。 宇宙加速膨胀： 暗能量的发现及其对宇宙未来命运的影响。 探测暗物质的实验尝试： 直接和间接探测的当前状态。 第十二章：物理学的终极目标——量子引力 理论的困境： 尝试将广义相对论与量子场论在普朗克尺度上统一的困难。 弦理论/M理论简介： 引入额外维度，作为统一所有基本力的可能框架。 圈量子引力（LQG）的视角： 时空本身的量子化尝试。 本书的编写风格力求清晰、逻辑严密，配有丰富的图表和历史背景介绍，适合具有坚实中学物理基础，并渴望深入了解现代物理学思想和发展方向的求知者。它不是解题手册，而是思维的拓展工具，旨在激发读者对自然界最深层次奥秘的探索热情。

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我之前对物理总有一种畏难情绪，感觉那些公式和理论离我太遥远，但这本书完全颠覆了我的这种感受。作者在讲解时，总是能把复杂的问题简单化，用一种非常贴近我们生活的方式来解释物理现象。比如，在讲到光学时，作者用照相机镜头的光学原理来解释，又用彩虹的形成来阐述光的折射和反射，这些生动的例子让我一下子就明白了那些抽象的公式背后到底是什么意思。而且，书中的插图和图表都非常精美，清晰地展示了物理过程，大大增强了理解的直观性。我最喜欢的一点是，它鼓励我们独立思考，而不是被动接受。每次看完一个章节，我都会尝试自己去运用学到的知识来解决一些生活中的小问题，这种成就感真的非常棒。

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说实话，我一开始对物理学习抱持着一种“能过就行”的心态，但这本书彻底改变了我的看法。它没有那种枯燥乏味的教科书式的陈述，而是用一种非常引人入胜的方式来呈现物理世界。比如，在讲到某个力学定律时，作者会结合生活中的实际例子，甚至是一些有趣的科学实验，让你身临其境地感受到物理现象的魅力。我记得有一段讲到惯性，作者用飞机起飞和刹车时的情景来类比，一下子就抓住了我的注意力，我甚至能想象出那个画面，然后对惯性的理解就变得无比深刻。而且，这本书的题目设计也很巧妙，不仅仅是考察你对知识点的掌握，更多的是考察你的应用能力和思维的灵活性。很多题目都需要你跳出固有的思维模式，从多个角度去分析，这反而激发了我解决难题的兴趣，让我觉得物理学习不再是痛苦的煎熬，而是一种智力上的挑战和乐趣。

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这本书真的惊艳到我了！刚拿到手的时候，就被它封面那股清新的设计感吸引住了，不是那种市面上常见的花里胡哨，而是一种简约大气，让人一看就觉得内容会很扎实。翻开第一页，我就被排版和字体深深打动了。清晰的文字、合理的间距，读起来丝毫不会觉得疲惫，而且重点信息也标注得很清楚，不需要费力去区分。更让我惊喜的是，它的知识点讲解逻辑性非常强，从最基础的概念开始，层层递进，像剥洋葱一样，把每一个物理概念都剖析得淋漓尽致。很多我之前一直困惑的知识点，在这本书里都能找到清晰易懂的解释，甚至还附带了一些生动形象的比喻，瞬间就让那些抽象的物理定律变得鲜活起来。而且，它不仅仅是讲解概念，还特别注重物理思想方法的培养。你会发现，作者并不是简单地堆砌公式，而是引导你思考“为什么会是这样”，培养你分析问题、解决问题的能力，这一点对于我这种想真正理解物理而不是死记硬背的学生来说，简直是救星！

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这本书的价值真的远超我的想象。它不仅仅是一本学习材料，更像是一个循循善诱的物理导师。里面的例题解析非常到位，每一个步骤都写得清清楚楚，而且不仅仅是告诉你“怎么做”，还会告诉你“为什么这么做”，甚至会分析一些常见的错误思路，这对于我来说，是避免掉进坑里的最好方法。我尤其喜欢它在章节末尾设置的“拓展阅读”和“思考题”部分，这些内容往往能触及到更深层次的物理原理，或者是一些前沿的物理学概念，这极大地拓宽了我的视野，也让我对物理学产生了更浓厚的兴趣。我甚至觉得，这本书的深度和广度，已经超越了很多大学入门级的物理教材，对于想要打下坚实物理基础的学生来说，它绝对是不可或缺的宝藏。

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坦白说，在遇到这本书之前，我的物理学习之路可以说是一片迷茫。无数次的公式记忆，无数次的难题演练，却总觉得对物理世界的理解停留在表面。但这本书的出现，就像是为我点亮了一盏明灯。它不是那种只告诉你“该怎么做”的书，而是告诉你“为什么这么做”，它更侧重于培养一种物理的思维方式。我尤其欣赏作者在处理一些疑难点时的耐心和细致，每一个概念的引入都有其必然性，每一个公式的推导都有其逻辑链条，读起来让人感到非常舒心，仿佛在与一位经验丰富的老友交流。书中的案例分析极其详实，不仅仅是简单地给出答案，更是深入剖析了解题思路，包括可能的误区，这种“拔高”式的讲解，让我受益匪浅。它让我认识到，物理不是一门冰冷的学科，而是充满智慧和趣味的探索过程。

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