少年趣味物理学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:商务印书馆

作者:沈宁

出品人:

页数:264

译者:

出版时间:2003-1

价格:16.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787100032698

丛书系列:小企鹅趣味科学丛书

图书标签:

• 科普
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《宇宙之弦：从量子纠缠到时空涟漪》 内容提要： 本书并非面向初学者的科普读物，而是一部深入探讨现代物理学前沿领域，特别是量子场论、弦理论及其在宇宙学中应用的专业级著作。我们以严谨的数学框架为基础，辅以深刻的哲学思辨，带领读者穿越时空，探寻物质世界最深层的构造规律。全书共分五大部分，层层递进，旨在为对理论物理有深入研究兴趣的读者提供一个全面的认知蓝图。 第一部分：量子基础的再审视与深化 本部分聚焦于量子力学基础概念的现代诠释与扩展。我们首先回顾了波恩定则、不确定性原理的严格数学表述，并引入了多世界诠释（Many-Worlds Interpretation）和退相干理论（Decoherence）的最新进展，探讨它们如何解决测量问题。 随后，重点深入到量子场论（Quantum Field Theory, QFT）的建立。我们详细阐述了从经典场论到量子化的过程，包括正则量子化和路径积分表述的优劣对比。书中对狄拉克方程、克莱因-戈登方程的量子化进行了详尽的推导，并着重分析了费米子和玻色子的处理差异。在规范场论部分，我们详细剖析了杨-米尔斯理论的数学结构，解释了微扰论中的发散问题以及重整化群（Renormalization Group）如何系统地处理这些无穷大，使其回归到可观测的物理量上。我们用大量的篇幅探讨了费曼图的计算技巧及其在电磁学、弱相互作用中的应用，为后续的粒子物理学打下坚实基础。 第二部分：标准模型的构建与局限 本部分将理论物理的焦点转向描述已知基本粒子的标准模型（Standard Model, SM）。我们从对称性原理出发，系统地介绍了 $SU(3) imes SU(2)_L imes U(1)_Y$ 规范群的物理含义。书中详细解析了希格斯机制如何通过自发对称性破缺赋予规范玻色子和费米子质量，并严格推导了汤川耦合。 在实验验证方面，本书不仅回顾了电弱统一的实验证据，更深入探讨了量子色动力学（QCD）的非微扰特性，如渐近自由和夸克禁闭现象的理论解释。然而，标准模型并非终极理论。本部分也客观指出了其存在的重大缺陷，包括：中微子质量的缺失、引力未被纳入、强CP问题、以及对暗物质和暗能量的无能为力。这些局限性自然地引导读者进入下一阶段的探索：超越标准模型的物理学。 第三部分：广义相对论的几何化结构与黑洞物理 本部分从爱因斯坦的几何引力观出发，重申了黎曼几何在描述时空弯曲中的核心作用。我们详细阐述了爱因斯坦场方程的张量形式及其运动方程的解法，包括史瓦西解和克尔解的物理意义。 重点在于黑洞的深入研究。我们详细分析了事件视界（Event Horizon）的定义、奇点的性质，并引入了彭罗斯-霍金奇点定理，从数学上证明了在广义相对论框架下奇点的不可避免性。随后，本书引入了热力学与黑洞的交叉领域，详尽推导了贝肯斯坦-霍金熵公式 $S = A/4ell_p^2$，并探讨了霍金辐射的量子场论描述——通过对弯曲时空中的量子场进行正则化处理，精确计算了黑洞的温度谱。我们还讨论了信息悖论的现状及其可能的解决方案，如防火墙假说和虫洞连接的理论模型。 第四部分：弦理论的几何基础与对统一的追求 本部分是全书的高潮，聚焦于弦理论——试图统一量子力学和广义相对论的宏伟构想。我们从将点状粒子替换为一维弦的初始假设开始，推导了玻色子弦的谱方程和动力学。随后，引入超对称性（Supersymmetry, SUSY）的概念，讲解了如何通过引入超伴随粒子来消除玻色子弦理论中的负范态，从而导出超弦理论（Superstring Theory）。 书中详尽分析了超弦的五种类型（I型、IIA型、IIB型、异构体O、异构体G）以及它们如何被M理论统一。M理论的维度问题，即十维或十一维时空结构，引发了对紧致化（Compactification）的探讨。我们详细研究了卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds）在将额外维度“卷曲”起来，使得我们只能观测到四维时空的行为中的关键作用。此外，本书也讨论了AdS/CFT对偶（反德西特空间/共形场论对应），解释了这一“全息原理”如何提供了一种在不同维度和理论框架间进行计算的强大工具。 第五部分：宇宙学的前沿猜想与未来展望 本部分将前述的理论工具应用于对宇宙起源和演化的宏大叙事。我们从FLRW度规出发，重温了标准大爆炸模型及其三大支柱：宇宙膨胀、宇宙微波背景（CMB）和轻元素丰度。 然而，膨胀模型本身存在视界问题和暴胀（Inflation）的必要性。本书详细分析了暴胀理论（如混沌暴胀、永恒暴胀）的机制，并推导出原初引力波谱和温度扰动的精确公式，将其与CMB观测数据进行对比。 最后，我们探讨了理论物理的终极问题：暗物质和暗能量的本质。在暗物质方面，我们分析了WIMP（弱相互作用重粒子）模型的局限性，并引入了轴子（Axions）和额外维度的模型。在暗能量方面，我们从宇宙学常数问题（Vacuum Catastrophe）的巨大差异出发，讨论了卡丹西-迪西特（K-dS）景观、兰德洛度规等前沿猜想，以及弦理论景观（String Theory Landscape）对真空选择的复杂性描述。 本书的写作风格严谨、逻辑清晰，旨在为物理学研究者和高年级学生提供一个深入理解现代理论物理核心思想的参考资料。书中包含大量数学推导和概念辨析，强调理论的内在一致性而非简单的现象描述。

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我刚开始接触这本书时，其实是抱着“应付”的心态，毕竟很多科普读物都会把科学概念写得过于简化，反而失去了深度。然而，这本书却出乎意料地提供了扎实的理论基础，同时又不失趣味性。它在介绍牛顿三大定律时，不仅仅停留在定义上，而是详细地剖析了它们在不同情境下的应用，甚至穿插了一些历史小故事，讲述这些定律是如何被发现和验证的。特别让我印象深刻的是关于电磁感应的部分，作者用非常清晰的图示和比喻，将看不见的磁场变化转化为可感知的现象，读起来毫无晦涩感。文字的编排也很有层次感，重点内容会被巧妙地加粗或用特殊符号标记，方便快速回顾。我感觉这本书在内容深度和可读性之间找到了一个完美的平衡点，既能让初学者建立起正确的物理观，也能让已经有一些基础的读者找到新的理解角度。这本书的排版设计也十分考究，大量的插画和示意图不仅美观，而且功能性极强，真正做到了“图文并茂”。

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我向来对手绘插图和设计感强的书籍情有独钟，而这本《少年趣味物理学》在视觉呈现上简直无可挑剔。每一页的设计都充满了巧思，它不是简单地用图片来点缀文字，而是让插图成为解释物理概念的有力工具。比如，在讲解流体力学时，作者绘制的涡流图简直可以拿去做艺术品了，但同时它又精确地展示了流体的运动规律。更值得称赞的是，这本书的章节划分逻辑性极强，从宏观的世界到微观的粒子，过渡得非常自然流畅，就像看一部精心剪辑的纪录片。在每一章的结尾，作者都会设置一个“动手实践”的小环节，虽然我没有完全按照要求去做所有实验，但光是阅读那些实验的设计思路，就已经让我对如何用简单工具验证复杂物理现象有了更深的认识。这本书的装帧质量也很好，纸张手感舒适，字体大小适中，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳，是一本非常值得收藏的科普读物。

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这本书给我最大的感受就是“视野的拓展”。我以前对物理的理解仅限于课本上的那些公式，总觉得它们离我的日常生活很遥远。这本书彻底打破了这种隔阂。它有一章专门讲“日常中的相对论”，虽然标题听起来很“高大上”，但作者举的例子却非常接地气，比如解释为什么你在快速行驶的火车上抛球，球的轨迹看起来和静止时不一样。更绝的是，书中还探讨了一些前沿物理的猜想，比如黑洞和引力波，但它处理这些复杂概念的方式非常谨慎和有趣，它不是直接灌输结论，而是展示科学家是如何提出假设、设计实验去验证的整个过程，充满了科学探索的魅力。读完这些章节，我感觉自己好像参与了一场宏大的科学探险。这本书的语言风格非常活泼，有时候甚至会带有一点幽默感，这使得阅读过程非常放松和愉快，完全没有阅读学术著作时的那种压力。

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这本书的“趣味”体现在它对物理学**哲学层面**的探讨上，这一点是我在其他同类书籍中很少见到的。它不仅仅是教你“是什么”，更引导你思考“为什么是这样”。书中有一段关于“测不准原理”的讨论，作者没有陷入复杂的数学推导，而是通过一系列生活化的哲学悖论，来让你体会到在微观世界中，观察本身就是一种干预。这种深入思考的引导，对于培养科学思维至关重要。我特别欣赏作者那种鼓励质疑的精神，他并不要求读者全盘接受书中的所有解释，而是鼓励读者带着批判性的眼光去探索。全书的知识密度很高，但行文却显得轻盈飘逸，丝毫没有拖泥带水的感觉。读完后，我感觉自己对科学的敬畏之心油然而生，它让我明白，物理学的美，不仅在于它的精确性，更在于它对我们所处世界不断提出深刻疑问的勇气。这本书绝对是激发下一代科学家的火花之源！

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这本《少年趣味物理学》真是让人爱不释手！我一直以为物理是枯燥乏味的代名词，直到我翻开这本书。作者的叙述方式太有感染力了，他仿佛是一位经验丰富的朋友，带着你一步步揭开宇宙的神秘面纱。书中的例子都选取得非常巧妙，不是那种老生常谈的苹果落地，而是将生活中的现象，比如魔术、游戏甚至零食的包装，与深奥的物理定律联系起来。比如，书中对惯性定律的解释，竟然是用一个有趣的杂技表演来阐述的，瞬间就让我明白了那些抽象的概念。我特别喜欢它对“为什么天空是蓝色的”这个问题的深入探讨，它没有直接给出答案，而是通过一系列生动的比喻，让你自己去思考和发现，这种引导式的教学方法，极大地激发了我的好奇心。读完之后，我发现自己看世界的角度都变得不一样了，走路时会不自觉地去观察风对树叶的影响，看到水流时也会去思考其中的能量转化。这本书真的颠覆了我对物理的固有印象，它不再是公式和定律的堆砌，而是一门探索自然奥秘的迷人学科。我强烈推荐给所有对世界充满好奇心的年轻人！

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看了一篇，可读性相当差，配图也不详尽，没做到深入浅出。弃。 作者是科普协会要员，却水平如此之低，这是目前体制常见的可悲可恨现象--无能之人坐上高位。

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看了一篇，可读性相当差，配图也不详尽，没做到深入浅出。弃。 作者是科普协会要员，却水平如此之低，这是目前体制常见的可悲可恨现象--无能之人坐上高位。

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看了一篇，可读性相当差，配图也不详尽，没做到深入浅出。弃。 作者是科普协会要员，却水平如此之低，这是目前体制常见的可悲可恨现象--无能之人坐上高位。