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出版者:

作者:武秀荣

出品人:

页数:351

译者:

出版时间:2007-3

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787503847578

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 大学物理
• 高等教育
• 理工科
• 自然科学
• 教材
• 大学教材
• 物理
• 电磁学
• 力学

好的，以下是一份针对一本名为《大学物理学》的图书的简介，此简介内容不包含任何关于该书实际内容的描述，而是侧重于介绍与物理学学习、研究和应用相关的其他方面。 --- 《探索未知：物理学思维与现代科技的交汇》 在人类对宇宙奥秘的永恒追问中，物理学始终扮演着探路者的角色。本书并非传统意义上的教材或参考手册，它旨在提供一个宏观的视角，审视物理学思维模式如何渗透到科学研究、技术创新乃至日常决策的方方面面。我们希望引导读者超越公式的束缚，理解驱动物理学进步的核心理念及其对当代社会产生的深远影响。 第一部分：思维的框架——从观察到理论的构建 物理学的美妙之处，在于它提供了一套严谨而富有创造性的思维工具箱。本部分将深入探讨科学家如何将纷繁复杂的自然现象简化为可检验的模型。 一、简化与抽象的艺术： 真正的物理洞察往往来自于对复杂系统的有效抽象。我们将回顾历史上那些关键的简化模型是如何在看似矛盾的观测数据中，揭示出隐藏的普适规律。这不是对计算技巧的炫耀，而是对“什么是不重要”的深刻理解。例如，在分析宏观世界时，忽略微观粒子的随机运动，构建出流体力学的连续介质假设，是多么关键的一步。这种从现象到本质的提炼能力，是任何需要解决复杂问题的人士必备的素质。 二、量纲分析与单位的哲学： 单位和量纲不仅仅是计算的附件，它们是物理定律的内在语言。本章将探讨如何利用量纲分析，在缺乏完整理论框架时，推导出物理量之间的基本关系。通过实例分析，读者将体会到，对基本物理量（如质量、长度、时间）的深刻理解，能够有效避免逻辑上的错误，并指引研究方向。这是一种强大的直觉训练，它要求我们将抽象的概念与可测量的实体紧密联系起来。 三、反证法与可证伪性在科学中的地位： 科学的进步依赖于不断地挑战既有理论。本部分将讨论波普尔提出的“可证伪性”原则，及其在物理学范式转换中的核心作用。爱因斯坦的相对论之所以能取代牛顿力学，正是因为它提出了明确的、可以被实验检验的预言，即使这些预言最初看起来多么反直觉。了解理论的局限性，比盲目地相信其完美性更为重要。 第二部分：跨界融合——物理学作为科技的驱动力 现代科技的每一次飞跃，背后往往都能看到基础物理学原理的直接应用，或是受其启发而产生的全新学科。 四、材料科学的微观基石： 现代工业对新材料的渴求从未停止，从半导体到超导体，其性能的极限往往由量子力学和固体物理学的基本原理所限定。本章将聚焦于结构与性质之间的内在联系。我们不讲解具体的晶格结构计算，而是探讨“为什么”某些原子排列能产生奇异的电学或机械特性。理解这些底层逻辑，是指导未来材料设计的前提。 五、信息时代的熵与信息： 香农的信息论与热力学第二定律之间存在着深刻的数学和概念上的联系。信息可以被视为一种负熵。本部分将阐述物理学如何为信息处理的效率设定理论上限，以及在数据存储、通信和计算领域，如何努力去逼近或超越这些限制。这部分内容展示了理论物理学如何直接塑造了我们今天的数字生活。 六、从光子到计算速度的瓶颈： 经典电子学正面临着能耗和速度的物理极限。以光子为载流子的技术（如光子计算和量子通信）是解决这些瓶颈的希望所在。本章将侧重于探讨光与物质相互作用的规律如何被工程化，并讨论当前从实验突破到实用化产品之间存在的关键技术鸿沟。 第三部分：挑战与未来——未解之谜与研究前沿 科学的魅力在于已知之外的广阔领域。本部分将概述当前物理学界面临的重大挑战，这些挑战不仅关乎基础理论的完善，也关乎我们对宇宙的终极理解。 七、时空结构的两大支柱的调和： 广义相对论对宏观宇宙的描述取得了巨大成功，而量子场论则精妙地统一了电磁力、强核力和弱核力。然而，在极端条件（如黑洞中心或宇宙大爆炸的瞬间），这两大理论的描述是相互冲突的。本章将探讨科学家们如何尝试寻找一个统一的“万有理论”的线索，包括弦论、圈量子引力等前沿构想的哲学意义，而非其复杂的数学推导。 八、暗物质与暗能量的测量困境： 现代宇宙学观测表明，我们所能直接感知的普通物质仅占宇宙总质能的不到5%。绝大多数的“内容”由我们尚未直接探测到的暗物质和暗能量构成。本章将介绍目前全球范围内正在进行的、旨在捕捉这些神秘成分的实验设计思路，以及这些实验如何考验着我们对引力定律的普适性的假设。 九、复杂系统中的涌现现象： 物理学在描述简单、孤立的系统时表现卓越，但在面对大量粒子相互作用产生的“涌现行为”（如天气模式、湍流或生物系统的自组织）时，传统的还原论方法往往失效。本部分将探讨非平衡态统计物理学如何尝试建立新的数学工具，以描述从微观定律中“涌现”出的宏观有序结构。 本书的宗旨是激发读者对物理学思想的尊重，理解其作为一种思维方法论的价值。它鼓励学习者将物理学的严谨性、批判性思维和对未知的好奇心，应用于他们各自的领域之中，去构建更清晰、更可靠的模型，以应对这个日益复杂的世界所带来的挑战。阅读本书，您将获得的是一把洞察世界的钥匙，而非一张固定的地图。 ---

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这本书的封面设计得非常朴实，那种深蓝色的背景配上清晰的白色宋体字，让人一眼就能看出它的严肃性。我拿到手的时候，首先注意到的是它的厚度，这感觉就像抱了一块砖头，沉甸甸的，立刻就给人一种内容扎实、绝不含糊的预期。内页的纸张质量倒是中规中矩，不会反光到让人头疼，印刷清晰，图表布局也算合理。不过，说实话，初次翻阅的时候，那种扑面而来的公式和符号阵列，还是让我的心头稍微一紧。我特别留意了一下目录，结构划分得非常清晰，从力学到电磁学，再到热力学和光学，章节之间的过渡似乎是循序渐进的，这对于自学者来说无疑是个福音。我本来还担心像很多教材一样，概念性的讲解会不会过于简略，但翻开力学部分的第一章，发现对牛顿定律的阐述非常详尽，不仅给出了严谨的数学推导，还配有一些生活中的实例分析，比如抛物线运动的实际应用，这让我感到一丝安慰，至少它不是那种只会堆砌公式的“天书”。整体而言，第一印象是：这是一本为认真学习者准备的、目标明确的工具书。

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这本书在插图和图表的表现力上，给我的感受是“功能至上，美学缺位”。所有的示意图，无论是受力分析图、电场线分布图还是波的干涉图样，都采用了最基础的黑白线条勾勒，没有任何色彩辅助来区分不同的矢量方向或者电势高低。坦白说，在处理复杂的电磁场叠加问题时，仅仅依靠黑色线条和箭头，确实加大了理解的空间想象难度。我必须花额外的时间在草稿纸上进行涂画和着色，才能真正看清各个力的相互作用和方向。相对而言，热力学部分的等温线和绝热线图，因为其本身的几何特性，表现得尚可接受。但是，对于那些需要高度可视化来帮助理解的抽象概念，比如波粒二象性或者狭义相对论中的时空图，这本书几乎没有给出任何能让人眼前一亮的、有助于直观理解的图形设计。它更像是上世纪八十年代的出版物，一切以信息的准确传递为唯一目标，完全忽略了视觉体验在现代教育材料中的重要性。

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从整体的教学哲学来看，这本书体现了一种非常“传统”和“学院派”的物理教育理念，强调的是知识的完整性和推导的严密性，对于物理学的历史演变和哲学思考几乎没有涉猎。在全书的章节安排中，我没有找到任何关于物理学史话或者重大发现背后的故事性叙述。它直接从公理和假设开始，然后线性地推导出所有的物理定律。这种处理方式的好处是效率高、目标明确，非常适合那些已经对物理学有一定基础，只需要一个全面、精确的参考手册的学生。然而，对于那些对物理学抱有好奇心，想了解这些伟大定律是如何在人类历史的某个特定时刻被发现、被争论、最终被接受的过程的读者来说，这本书显得有些冰冷和疏离。它提供的是“是什么”和“如何计算”，但很少触及“为什么会是这样”以及“当时的人们是如何思考的”。因此，它更像是一本优秀的参考工具书，而非一本能够激发学习热情的入门读物，需要配合其他更具叙事性的材料来平衡阅读体验。

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这本书的语言风格可以说是极其“学术化”的，它几乎没有使用任何可以称得上是“口语化”的表达。每一个句子都像经过了精密的数学推导，逻辑链条严密到让人几乎找不到可以插入个人情感或疑问的余地。对于那些习惯了轻松阅读体验的读者来说，这无疑是一种挑战，阅读过程就像在攀登一座陡峭的山峰，需要极高的专注度。我发现，作者在引入新概念时，往往会先给出其严格的数学定义，然后再展开讨论其物理意义。这种自上而下的讲解方式，虽然保证了理论的准确性，但却可能让初次接触这些概念的读者感到困惑。比如，在讲解场论的部分，我感觉自己像是直接被扔进了一个高维的数学空间里，需要反复对照课后的习题才能勉强跟上思路。当然，这种严谨性也带来了它的好处：一旦你真正理解了某个章节的内容，你会发现它的内部逻辑是无懈可击的，不会因为语言的模糊性而产生误解。这更像是一份操作手册，而不是一本引人入胜的故事书，它要求读者付出相应的努力去解读它背后蕴含的精密世界。

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关于这本书的配套资源和习题设计，我做了比较细致的考察。习题部分是衡量一本物理教材好坏的关键指标，而这本教材在这方面表现得非常“两极化”。前半部分，也就是基础的经典力学和热学部分，习题设置循序渐进，难度梯度设计得相当合理，从基础的公式应用到需要综合运用多个定理的复杂问题，覆盖面很广，对于巩固课堂概念非常有帮助。然而，当我翻到后半部分的电磁学和量子基础时，习题的难度突然跳跃式地上升，很多题目明显是照搬自一些高级研究生考试的真题，而且很多题目没有提供详尽的解题步骤，仅仅在书后给出了最终答案。这对于那些主要依赖自学来提高解题能力的同学来说，可能会成为一个巨大的障碍。我期望看到的是更多的“过程指导”，而不是仅仅“结果展示”。此外，我没有在书中发现任何关于在线资源、解题视频或者互动模拟的链接或提示，这让它在数字化时代显得有些落伍。它更像是一个孤立的知识实体，期望读者完全依赖纸质文本进行学习和自我检验。

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