跟超级科学家一起上一堂力与运动的速成课 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国科学出版集团新世纪书局

作者:索恩

出品人:

页数:32

译者:

出版时间:2010-2

价格:11.80元

装帧:平装

isbn号码:9787508823041

丛书系列:超级科学家丛书

图书标签:

• 力学
• 运动
• 物理
• 科普
• 科学
• 教育
• 青少年
• 实验
• 趣味科学
• 超级科学家

探索宇宙的宏伟叙事：从微观粒子到无垠星辰 这是一部横跨多个学科、深入探讨宇宙基本运作原理的非凡之作。它不仅仅是一本科学读物，更是一次激动人心的思维探险，带领读者穿越时间与空间的维度，领略自然界中最深邃、最引人入胜的秘密。 本书聚焦于当代物理学、天文学以及化学领域的前沿发现与核心概念，旨在为求知者构建一个宏大而严谨的知识框架。我们不满足于对现象的简单罗列，而是深入挖掘驱动这些现象背后的基本法则和相互联系。 第一部分：物质的基石与量子世界的迷宫 本部分将带您深入物质世界的最小尺度——量子力学的领域。我们不再局限于宏观的、可直观感知的世界，而是进入一个充满概率、叠加态和纠缠的奇特空间。 1. 粒子图谱的重塑： 我们将详细剖析标准模型（Standard Model）的精妙结构。这不仅仅是夸克、轻子和规范玻色子的简单列表，而是对相互作用力的统一描述。读者将了解费米子（构成物质的粒子）和玻色子（传递力的粒子）之间的根本区别，以及希格斯机制如何赋予基本粒子质量，从而塑造了我们所见的现实。我们将探讨超越标准模型的可能性，例如超对称性理论（Supersymmetry）的预测及其对未来实验的指导意义。 2. 量子力学的核心哲学冲突： 本书深入探讨了量子力学中最具争议和思辨性的部分。从海森堡的不确定性原理如何从根本上限制了我们对物理实在的描述，到薛定谔的猫如何形象地揭示了叠加态的怪异性。我们不会回避对“测量问题”的探讨，分析哥本哈根诠释、多世界理论（Many-Worlds Interpretation）以及隐变量理论等主流和非主流的解释框架。重点在于理解，观察者与被观察对象之间的关系，如何成为现代物理学的核心哲学难题。 3. 化学键的能量景观： 基于量子力学的原理，我们转向化学领域。本书详细阐述了原子如何通过轨道杂化、分子轨道理论形成共价键、离子键和金属键。重点在于理解键能、键长与分子几何形状之间的精确平衡关系。通过对电子云分布的深入分析，读者将能够预测和理解复杂有机分子（如蛋白质和DNA的结构单元）的稳定性和反应活性，揭示生命现象背后的物理化学基础。 第二部分：时空的结构与宇宙的演化 从微观世界跳脱出来，我们将视角投向宇宙学的宏大尺度，探索时间和空间的本质，以及宇宙的起源、结构和最终命运。 1. 广义相对论的几何诗篇： 爱因斯坦的广义相对论被视为现代物理学的支柱之一。本书将以清晰的几何语言，解释引力并非一种“力”，而是时空弯曲的表现。我们将详细解析测地线（Geodesics）的概念，以及物质如何“告诉”时空如何弯曲，时空如何“告诉”物质如何运动。重点关注黑洞的形成、事件视界（Event Horizon）的物理意义，以及奇点（Singularity）处物理定律的失效。 2. 宇宙学的标准模型——ΛCDM： 我们将系统梳理大爆炸理论（Big Bang Theory）的证据链，包括宇宙微波背景辐射（CMB）的精细结构、星系的红移以及轻元素的丰度。本书重点阐述了当前宇宙学的两大支柱：暗物质（Dark Matter）和暗能量（Dark Energy）。暗物质的引力效应如何解释星系旋转曲线和星系团的形成？暗能量又如何驱动宇宙加速膨胀？我们将梳理搜寻暗物质粒子的实验进展（如地下探测器）和对暗能量性质的最新观测约束。 3. 恒星的生与死：核聚变的熔炉： 恒星是宇宙中的炼金术士。本书细致描述了恒星如何从分子云坍缩形成，以及其生命周期中不同阶段的核反应过程。从主序星的核心氢聚变到红巨星的外壳氦燃烧，再到超新星爆发（Supernova）中重元素的快速合成。我们将分析中子星和脉冲星的奇特物理状态，以及它们作为极端物理实验室的价值。 第三部分：信息、复杂性与交叉领域的边界 本书的最后一部分将探索跨越经典物理学界限的新兴领域，探讨信息如何在物理系统中扮演核心角色，以及系统复杂性的涌现规律。 1. 热力学与信息论的交汇： 熵（Entropy）的概念被提升到信息论的高度。我们将探讨玻尔兹曼对熵的统计力学定义，以及它与香农信息熵之间的深刻联系。重点分析朗道尔原理（Landauer's Principle），该原理揭示了信息擦除操作的不可逆性和能量耗散之间的基本联系，从而将计算的物理极限与热力学第二定律联系起来。 2. 复杂系统的涌现现象： 我们将探讨从简单的非线性方程中如何涌现出高度复杂的模式（如混沌理论）。通过对分形几何（Fractals）的介绍，读者将看到自然界中自相似结构的普遍性，从海岸线到雪花的形成。这部分旨在展示，即使基本定律是确定的，宏观系统的行为也可能表现出不可预测的复杂性。 3. 统一的梦想与未来的挑战： 本书以对物理学终极目标的展望作结。我们将回顾弦理论（String Theory）和圈量子引力（Loop Quantum Gravity）等试图调和广义相对论与量子力学的尝试。这些理论试图回答的核心问题是：是否存在一个描述所有基本力的单一框架？我们还将探讨量子计算的潜力，以及它如何可能彻底改变我们处理和理解复杂物理问题的能力。 总结： 本书为读者提供了一套全面的工具箱，用以解析我们所处的物质世界和广袤的宇宙。它要求读者以一种开放、批判性的思维去面对那些既美丽又令人困惑的物理学真理。通过对这些核心概念的深入剖析，读者不仅能理解“世界如何运作”，更能体会到人类理性探索未知边界的伟大历程。

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作为一名已经很久没接触过物理的“退休”学生，我最担心的是读完后会遗忘，因为很多知识点需要反复巩固才能内化。但是，这本书在章节末尾和关键概念总结处设计的一些小测试或者“思考题”，简直是神来之笔。它们不是那种死记硬背的填空题，而是需要你运用刚刚学到的原理去分析和判断的小场景。我喜欢这种主动回忆和应用知识的过程，它强迫我把刚刚读到的信息在大脑中重新构建联系。比如，书中提到一个关于秋千摆动的问题，要求我们分析在最高点和最低点时，绳子的张力和重力的合力方向变化。这种即时反馈的检验机制，确保了知识点的有效吸收。读完后，我感觉脑海中形成了一个坚固的力学知识网络，而不是一堆松散的、随时可能脱落的碎片。这本书的结构设计，完美地服务于知识的长期记忆和应用。

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我特别欣赏这本书在结构上的精妙安排，它不像教科书那样枯燥地罗列知识点，反而更像是一场精心策划的探险之旅。每一次翻页，都像是推开了一扇通往新认知领域的大门。最让我惊喜的是，它不仅讲解了“是什么”，更深入探讨了“为什么会这样”。比如，在讲到牛顿第三定律——作用力与反作用力时，作者没有停留在“你推我一牛顿，我就推你一牛顿”这种机械的表述上，而是通过滑冰场上两个人互相推开的场景，细致地分析了动量如何传递，以及这个原理如何应用在火箭发射的宏大场景中。这种联系实际、触类旁通的处理方式，极大地提升了知识的深度和广度。而且，书中的语言风格非常鲜活，完全没有那种拒人于千里之外的学术腔调，读起来流畅自然，让人有种欲罢不能的感觉。我甚至觉得，这本书的阅读体验，比我大学时读的许多入门教材都要来得有趣和有效率。

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说实话，我拿到这本书之前，对“速成课”这三个字有点保留，总觉得能在短时间内掌握复杂概念是不太现实的。然而，这本书彻底颠覆了我的看法。它似乎掌握了一种高效提炼信息的核心秘诀，能够精准地抓住力与运动体系中最关键的几个支柱——力、加速度、动量和能量，并把它们讲得透彻明白。它没有过度纠缠于那些偏门的、不影响整体理解的细枝末节，而是把重点放在了建立完整的思维框架上。比如，书中对功和能的概念阐述得特别到位，通过对不同情境下能量转化的描述，我明白了能量守恒定律在物理世界中的普适性和强大解释力。这种“抓住核心，举重若轻”的叙事策略，极大地压缩了学习时间，却保证了学习的质量。对于时间紧张但又渴望系统了解基础物理学的读者来说，这本书的效率简直是无与伦比的。

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这部书简直是为我这种物理小白量身定做的！我一直觉得力与运动这种概念听起来就很高深莫测，每次看到那些复杂的公式就头大。但这本书的切入点非常巧妙，它没有一上来就丢给我一堆抽象的理论，而是用那种非常生活化的例子来引导我们理解，仿佛身边就有一位耐心十足的教授，手把手地教你拆解日常生活中遇到的各种运动现象。比如，讲解惯性的时候，作者会用坐公交车急刹车的瞬间来举例，那种场景感一下子就拉满了，让我瞬间就明白了“保持原状态”的真谛。书中的插图也极大地帮助了理解，它们不仅仅是装饰，更是视觉化的辅助工具，把那些看不见摸不着的力，像是气流、摩擦力这些，都变得具体可感了。读完第一章，我竟然能自信地跟朋友解释为什么物体在太空中会做匀速直线运动了，这在以前是完全不敢想象的。这种由浅入深、循序渐进的教学方式，真的让我对物理产生了浓厚的兴趣，感觉自己好像真的在和一位超级科学家并肩探索宇宙的奥秘。

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这本书的魅力还在于它那种鼓励批判性思考的氛围。它不仅仅是告诉读者“对的答案是什么”，而是引导你去质疑和探索“为什么不是别的答案”。在讲解抛体运动的轨迹时，书中特意加入了对“空气阻力”这一“理想化模型破坏者”的讨论。作者坦诚地指出了理想模型（忽略空气阻力）的局限性，并简要提及了更复杂的真实世界情况。这种诚实的态度让我感到非常受用，它承认了科学的边界，同时也激发了我进一步探究更高级物理模型的兴趣。这种对科学精神的细微渗透，比单纯的知识传授要宝贵得多。我感觉自己读的不仅是一本物理入门书，更像是一本关于如何科学地观察和理解世界的指南。它培养的思维方式，远超出了书本上讨论的那些具体的力学问题本身。

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