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出版者:科学出版社

作者:中国自然辩证法研究会化学化工专业组

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出版时间:1986

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物理学中的时空与物质：经典与量子的交织 图书简介 本书旨在为对物理学基础概念有浓厚兴趣的读者提供一个全面而深入的探讨框架，重点聚焦于我们理解宇宙运行的两个核心支柱：时空结构与物质的本质。我们不探讨化学哲学这一特定领域，而是将目光投向更广阔的物理学领域，剖析从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的相对论性时空，再到量子场论中时空与物质相互作用的深刻转变。 第一部分：经典时空的构建与瓦解 本部分首先回顾了经典物理学对时空的基本描述，这是人类理解经验世界的基础。 第一章：牛顿的绝对舞台 我们从艾萨克·牛顿的《自然哲学的数学原理》出发，详细阐述了其“绝对空间”和“绝对时间”的概念。时间被视为独立于任何外部事件而均匀流逝的维度，空间则是固定不变的参照系，是所有运动发生的背景。本章深入分析了这种笛卡尔-牛顿式世界观的逻辑一致性，以及它如何成功地支撑了宏观力学的解释体系。我们考察了惯性系的概念，并讨论了伽利略相对性原理在经典框架下的应用，即物理定律在所有惯性参考系中形式不变。 第二章：电磁学的挑战与迈克尔孙-莫雷实验 经典物理学的统一性在19世纪末期受到了电磁学的严峻考验。麦克斯韦方程组预言了光速的恒定性，这与牛顿的时空观产生了根本性的矛盾。本章详述了“以太”理论的兴起及其试图调和矛盾的努力。随后，我们将重点分析迈克尔孙-莫雷实验的设计、执行过程及其革命性的零结果。这一实验不仅宣告了以太概念的破产，也为迎接物理学范式的重大转变——狭义相对论——铺平了道路。 第三章：狭义相对论：速度的统一与时空的相对性 爱因斯坦的狭义相对论是人类理解时空概念的第一次重大飞跃。本章将核心概念清晰化：光速不变原理和相对性原理的结合如何必然地导致时间膨胀、长度收缩以及质能等效（$E=mc^2$）。我们详细推导了洛伦兹变换，并解释了它如何取代了伽利略变换，从而构建了一个统一的、依赖于观察者运动状态的时空结构。本章会使用闵可夫斯基四维时空的几何视角，阐明“事件”取代了独立的时间点和空间点，成为更基本的物理实体。 第四章：广义相对论：引力即时空几何 狭义相对论的局限性在于它未能将引力纳入其中。广义相对论的诞生标志着时空概念的第二次革命。本章探讨了等效原理（惯性质量与引力质量的等同），并阐述了引力的本质并非一种力，而是物质和能量对时空曲率的体现。我们将深入探讨爱因斯坦场方程的结构，并讨论其在解释水星近日点进动、光线偏折等现象上的巨大成功。本部分以黑洞、引力波等预言作为总结，展示了弯曲时空在极端条件下的非凡威力。 第二部分：微观世界的物质观与量子革命 与宏观世界相对平滑、连续的时空描述不同，微观世界的物质和能量表现出根本的离散性和概率性，这要求我们重新审视“实体”和“实在”的意义。 第五章：从原子到量子：普朗克与玻尔的开端 本章追溯了量子理论的起源。我们讨论了黑体辐射问题和普朗克对能量量子化的假设。随后，我们将分析玻尔模型如何成功解释了氢原子光谱的离散性，尽管其理论本身仍是半经典性的。这一部分的重点在于建立一个核心认知：能量和动量在微观尺度上不再是连续可分的。 第六章：波粒二象性与海森堡的不确定性 德布罗意提出的物质波概念彻底颠覆了我们对粒子的传统看法。本章详述了电子衍射等实验如何确凿地证明了物质具有波动性。随后，我们将聚焦于量子力学的核心——波函数和薛定谔方程。重点分析海森堡不确定性原理的深远含义：它不仅是测量技术的限制，更是物理实在本身的内在属性。我们探讨了互补性原理，理解为何我们无法同时精确描述粒子的位置和动量。 第七章：量子场论：物质与场的统一 本书的后半部分将目光投向现代物理学的基石——量子场论（QFT）。QFT的根本洞察是将粒子视为量子场的激发态，从而克服了狭义相对论与量子力学结合时产生的非相对论性问题。本章将介绍基本概念，如量子化场、虚粒子以及费曼图的使用。我们将解释为什么电子、光子等基本实体是场的振动，而非独立的小球。 第八章：标准模型：基本相互作用的量子描述 标准模型是目前描述除引力外所有已知基本粒子及其相互作用的最成功的理论框架。本章将结构化地介绍标准模型的三大支柱：电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用，分别对应光子、W/Z玻色子和胶子。我们将讨论规范对称性的核心作用，以及希格斯机制如何赋予了基本粒子质量。本章旨在展示一个高度数学化但极其精确的微观物质图景，一个建立在量子场论基础上的动态实在。 结论：未竟的探索 本书的最后一部分将对经典时空观与量子物质观之间的深刻矛盾进行总结和展望。广义相对论描述了一个连续、确定的弯曲时空，而量子场论则描述了一个离散、概率性的粒子/场世界。在极端高能或强引力环境下（如黑洞奇点或宇宙大爆炸的最初瞬间），这两个描述体系必然崩溃，要求我们构建一个更深层次的、统一的理论——量子引力论。本书将简要介绍圈量子引力（LQG）和弦理论等前沿尝试，它们试图将时空本身进行“量子化”，从而最终统一物理学两大支柱的努力。 本书面向对象为物理学专业学生、跨学科研究人员以及所有对宇宙最深层结构感到好奇的读者。它要求读者具备一定的微积分和线性代数基础，以便能理解描述这些概念所需的数学语言的严谨性。

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这本书的结构设计简直是匠心独运，它巧妙地将历史、逻辑和本体论层层递进地编织在一起。我发现作者在梳理化学概念的演变轨迹时，展现出了惊人的洞察力。他没有停留在对元素周期表或化学反应定律的表面描述，而是深入探究了这些概念是如何在历史的进程中被建构、被挑战，最终被社会和科学共同体所接受的。每当一个章节结束，我都会有一种强烈的求知欲，想要去翻阅更多的原始文献，去探究那些被作者提及但未展开的争论焦点。这种引导性极强，它不是直接给出答案，而是提供了一个观察世界的透镜，让你自己去聚焦和解析。特别是关于“什么是化学同一性”的讨论，作者的论证非常严密，他引用了大量的哲学案例来支撑自己的观点，使得化学理论的探讨上升到了一个更高的哲学高度。这本书要求读者有一定的耐心和专注力，因为它不迎合快餐式的阅读习惯，它需要你投入时间去品味每一个论证的细微之处，但回报是丰厚的——你将对化学的本质产生更深刻的理解。

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这本书的文笔真是清奇，读起来让人感觉像是在参加一场思维的冒险。作者的叙述方式非常独特，他没有采用那种枯燥的教科书式讲解，而是通过一系列富有启发性的问题和富有诗意的比喻，引导读者去思考化学这门学科深层次的哲学意涵。比如，当他探讨原子理论的本质时，他不是简单地罗列事实，而是深入挖掘我们如何“知道”这些看不见的东西存在，以及这些知识体系是如何建立起来的。这种方式使得原本可能枯燥的理论变得引人入胜，仿佛每一个化学公式背后都隐藏着一个关于实在本质的深刻谜题。我尤其欣赏作者在阐述不同化学哲学流派时的那种近乎辩论式的写作风格，他让化学史变成了一场思想的角力场，而不是简单的知识传递。对于那些习惯于传统科学读物的人来说，这本书的阅读体验无疑是新颖且令人耳目一新的，它迫使你跳出已有的认知框架，用一种全新的视角去审视你所熟悉的化学世界。这绝对不是那种读完就能立刻套用在实验中的工具书，它更像是一面镜子，映照出我们对物质世界理解的局限与深度。

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这本书的叙述节奏把握得非常到位，它不像一些学术著作那样板起面孔，而是充满了对话感和探讨的温度。作者仿佛是一位经验丰富的导师，带着一群好奇的学生，一起走入化学理论的迷宫。他善于运用类比和思想实验来阐释那些抽象的本体论问题，使得原本高深莫测的概念变得触手可及。例如，当他讨论化学键的本质时，他引入了一个关于“边界”和“关系”的哲学思考，这让我在脑海中对化学键的图景瞬间变得立体起来，不再只是简单的轨道重叠图示。更令人称赞的是，作者在全书中保持了一种开放的态度，他既展示了传统化学哲学的贡献，也不回避其局限性，并且常常引入最新的科学发现来挑战旧有的哲学假设。这使得整本书充满了动态感和生命力，让人感觉化学哲学并非一个终结的话题，而是一个持续进行的、激动人心的智力探索过程。

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读完这本书后，我有一种强烈的感受，那就是作者成功地拓宽了“科学哲学”的研究视野。通常我们谈论科学哲学时，焦点往往集中在物理学，这本书则将聚光灯毫不留情地转向了化学，并揭示了化学在理论构建上的独特性和复杂性。作者对“还原论”的批判尤其精彩，他有力地论证了为什么单纯地将化学现象还原为物理学定律是不充分的，化学的复杂涌现性需要其自身的理论框架来解释。这种对学科边界的审视，对于那些致力于跨学科研究的学者来说，无疑是一笔宝贵的财富。书中的语言风格非常学术化，充满着严谨的术语和精确的定义，但这丝毫没有削弱其思想的魅力。相反，正是这种对精确性的执着，使得作者的论点具有强大的说服力。我个人认为，对于化学专业的学生或研究人员来说，这本书不是可选项，而是必读书目，因为它提供了一个批判性反思自身学科基础的绝佳平台。

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这本书的学术深度令人印象深刻，它真正做到了对化学基础进行一次彻底的“解剖”。作者似乎对化学史上的每一次重大转向都了如指掌，他不仅描述了这些转向的结果，更深入剖析了驱动这些转向的内在哲学动力。我特别喜欢作者在讨论化学实在论与反实在论时的那种辩证分析，他没有简单地偏向某一方，而是展示了每种立场在解释化学现象时的优势与不足。这种平衡的视角，极大地提升了阅读体验的质量，因为它鼓励读者自己去形成判断，而不是被动接受既定的结论。书中的论证链条非常长且复杂，需要读者具备较高的逻辑思维能力来跟进作者的每一步推理。对于那些希望从根本上理解“我们如何知道我们所知道的化学”这个问题的人来说，这本书提供了最全面、最精妙的哲学地图。它不仅仅是一本关于化学哲学的书，它更是一部关于科学知识如何构建的典范之作。

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图书馆的一本上世纪80年代的老书 现在估计已经找不到了 对化学的好奇 也被高中的应试和分数搞的没趣味了 不过我还是要替死去的那部分化学心说一句 我爱化学

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图书馆的一本上世纪80年代的老书 现在估计已经找不到了 对化学的好奇 也被高中的应试和分数搞的没趣味了 不过我还是要替死去的那部分化学心说一句 我爱化学

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图书馆的一本上世纪80年代的老书 现在估计已经找不到了 对化学的好奇 也被高中的应试和分数搞的没趣味了 不过我还是要替死去的那部分化学心说一句 我爱化学

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准确地说，是一本论文集。

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图书馆的一本上世纪80年代的老书 现在估计已经找不到了 对化学的好奇 也被高中的应试和分数搞的没趣味了 不过我还是要替死去的那部分化学心说一句 我爱化学