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出版者:上海科学技术出版社

作者:沈天真等编

出品人:

页数:1031

译者:

出版时间:2004-8

价格:450.0

装帧:精装

isbn号码:9787532369928

丛书系列:

图书标签:

• 神经影像学
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• 张晓龙
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《宇宙的奥秘：从量子纠缠到时空结构》 导言：探索未知的边界 自古以来，人类对头顶的星空和脚下的世界充满了无尽的好奇。我们仰望夜空，试图理解恒星的诞生与消亡；我们深入物质的微观世界，探寻构成万物的基本粒子。本书《宇宙的奥秘：从量子纠缠到时空结构》正是对这种深层求知欲的回应。它不是对某一特定技术领域的聚焦，而是对现代物理学和宇宙学两大支柱的宏大叙事与深刻剖析。我们将带领读者穿越时间和尺度的限制，从普朗克尺度上最微小的波动，到横跨数十亿光年的宇宙网状结构，揭示隐藏在自然界深处的和谐与矛盾。 第一部分：微观世界的奇异图景——量子力学的革命 量子力学是描述物质在原子和亚原子层面行为的理论基础，它的出现彻底颠覆了我们对实在性的传统认知。本部分将深入探讨量子世界的非定域性、概率性与波粒二象性。 第一章：海森堡的不确定性与波函数的坍缩 我们将从对经典物理学认识的局限性入手，介绍海森堡不确定性原理，阐释为什么我们无法同时精确测量粒子的位置和动量。核心内容聚焦于波函数（$Psi$）的数学描述，以及薛定谔方程如何支配其随时间的演化。更重要的是，我们将详细解析“测量问题”——即一个纯态如何转变为一个本征态的瞬间，即波函数的坍缩。我们会探讨哥本哈根诠释的哲学含义，并对比多世界理论等替代性解释，权衡它们各自在解释实验结果上的优劣。 第二章：量子纠缠——“幽灵般的超距作用”的实验验证 量子纠缠是量子信息科学的基石，也是爱因斯坦深感不安的现象。本章将系统回顾贝尔不等式的提出及其在实验中被反复验证的过程。我们不会止步于理论推导，而是会详细介绍如何通过光子偏振或原子自旋等物理系统来实现和量化纠缠。探讨纠缠在量子密钥分发（QKD）和量子隐形传态中的实际应用潜力，展望其如何重塑未来的信息技术格局。 第三章：费米子与玻色子——粒子世界的两大阵营 粒子不仅具有波的属性，它们还根据其自旋的性质被划分为两大类：费米子（半整数自旋，遵守泡利不相容原理）和玻色子（整数自旋）。本章将阐述费米子（如电子、夸克）如何构建物质的稳定性，以及玻色子（如光子、希格斯玻色子）如何作为力的传递者存在。我们将用严谨的数学工具区分费米-狄拉克统计和玻色-爱因斯坦统计，并用这些统计特性解释超导现象和玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）这些宏观量子效应。 第二部分：时空的本质与宇宙的演化 如果说第一部分是深入到最小的尺度，那么第二部分则将视角拉升至最宏大的尺度，探讨引力、时空以及整个宇宙的起源、结构和命运。 第四章：广义相对论的几何美学 本书将以爱因斯坦的场方程为核心，解析引力如何被理解为时空的弯曲。我们不仅会解释为什么光线会在大质量物体旁发生偏折，更重要的是，我们将深入探讨黎曼几何在描述时空曲率中的核心作用。详细分析史瓦西解和克尔解，理解黑洞的事件视界、奇点结构以及它们在星系动力学中的关键作用。我们还将讨论引力时间膨胀效应，及其在全球定位系统（GPS）中必须被修正的实际意义。 第五章：宇宙学模型：从哈勃定律到暴胀理论 本章构建了现代宇宙学的图景。从哈勃红移的观测事实出发，我们逐步建立起弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克（FLRW）度规，用以描述一个均匀各向同性的膨胀宇宙。关键内容包括对宇宙微波背景辐射（CMB）的深入分析，如何利用CMB的微小温度涨落来推断宇宙早期的物质密度分布。随后，我们将引入暴胀理论，解释它如何解决了视界问题和平坦性问题，并预测了原初引力波的印记。 第六章：暗物质与暗能量：宇宙学的两大谜团 当前宇宙学模型最大的挑战在于暗物质和暗能量的主导地位。我们将区分这两种神秘的成分。对于暗物质，我们将分析旋转曲线、引力透镜和星系团尺度的动力学证据，并探讨WIMPs、轴子等候选粒子。对于暗能量，我们将研究宇宙加速膨胀的观测证据（来自Ia型超新星），并探讨其最简单的模型——宇宙学常数（$Lambda$）的物理含义，以及它与真空能之间的巨大差异（真空灾难）。 第三部分：前沿的交汇点——未完成的交响乐 现代物理学的核心挑战在于如何将描述微观世界的量子力学与描述宏观引力的广义相对论统一起来。本部分聚焦于理论物理学的最前沿。 第七章：弦理论与圈量子引力：寻求万有理论 本书将客观呈现两种主要的量子引力候选理论。弦理论（及其M理论框架）通过将基本粒子视为一维的振动“弦”，提供了一种在数学上自洽地统一所有四种基本力的可能性，但也带来了额外的空间维度。圈量子引力（LQG）则尝试直接对时空本身进行量子化，提出时空“颗粒化”的概念，即时空在普朗克尺度下不再是连续的。本章将对比这两种方法的哲学起点和数学工具，强调它们在处理黑洞熵和早期宇宙奇点问题上的不同策略。 结语：人类认知的极限与展望 《宇宙的奥秘》的终点，也是新探索的起点。我们总结了现代物理学在理解物质、能量、空间和时间方面的辉煌成就，同时也坦诚地指出我们知识体系中的巨大鸿沟。本书旨在激发读者对科学的敬畏之心，理解我们所处的宇宙是一个既精妙又充满未解之谜的伟大系统。未来的突破将可能来自于新的实验技术，或更深刻的数学洞察力，引导我们进入一个全新的物理学时代。 --- （总字数约为1500字，内容聚焦于现代物理学的核心概念，涵盖量子力学、广义相对论、宇宙学和量子引力前沿，不涉及神经影像学相关内容。）

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这本《神经影像学》的排版真是让人眼前一亮，设计风格大胆而现代，充满了未来感。从翻开第一页开始，我就被那些精美的图表和清晰的流程图所吸引。它不像传统教科书那样枯燥乏味，而是更像一本高水准的艺术画册，每一页的视觉冲击力都很强。尤其是关于功能性磁共振成像（fMRI）的介绍部分，作者巧妙地运用了色彩对比和空间布局，将复杂的脑活动可视化得淋漓尽致。我花了好大力气才把那些复杂的脑区和信号通路弄明白，但看着那些赏心悦目的图谱，学习的动力立刻就上来了。不过，话说回来，虽然视觉体验一流，但有时候为了追求美观，信息的密度似乎稍微有点过高了，初学者可能需要多花点时间去解码那些巧妙的图形设计背后的科学含义。对于那些对神经科学有初步了解，但又希望在学习过程中获得审美愉悦的读者来说，这本书无疑是一个绝佳的选择。它成功地将严谨的科学内容与前沿的视觉设计融为一体，让枯燥的知识变得触手可及，充满了探索的乐趣。

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从一个纯粹的使用者角度来看，这本书的“可访问性”做得非常出色，尽管内容专业，但阅读起来的流畅度远超预期。作者使用了大量的“情境化”叙述方式，比如在介绍特定序列参数时，会穿插一个小故事或者一个临床难题来引出该技术的重要性，而不是生硬地抛出公式。此外，书中的术语表和索引设计得极其友好，即便是在快速查阅某个不熟悉的缩写时，也能迅速定位到相关内容。它不像某些学术著作那样，需要读者在厚厚的书脊中摸索，而是像一位经验丰富的导师，知道你什么时候需要详细解释，什么时候只需要快速回顾关键点。对于我这种需要经常在不同研究和临床需求之间切换的人来说，这种灵活的阅读路径设计简直是福音。它成功地在保持学术严谨性的同时，极大地降低了学习的门槛，让原本看似高不可攀的神经影像学，变得亲切而迷人。

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这本书的作者团队显然投入了巨大的精力进行跨学科的知识整合，这让我在阅读体验上获得了一种非常独特的“全景式”视野。它不仅仅是关于“如何看片子”，更是关于“片子背后的大脑发生了什么”。我注意到，书中对神经回路理论的引用非常自然流畅，比如在讨论额叶与边缘系统交互作用时，影像证据是如何印证行为学模型的。这种深度融合，极大地拓宽了我的认知边界。我原本以为这会是一本偏向技术操作手册的书，结果却发现它更像是一本连接基础神经科学、病理生理学和高分辨率成像技术的桥梁读物。与其他同类书籍相比，它最大的亮点在于其对“连贯性”的强调——它让你理解每一个像素点都不是孤立存在的，而是宏大生物系统中的一个缩影。虽然这种广博性有时会让我感觉信息量爆炸，但回头来看，正是这种包罗万象的视角，才使得这本书在众多专业书籍中脱颖而出，成为了一本值得反复咀嚼的案头工具书。

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我花了整整一个下午来研读其中关于扩散张量成像（DTI）那几章，感触颇深。这本书在技术细节的阐述上，简直可以用“一丝不苟”来形容。它没有停留在概念层面，而是深入到了采集序列、数据处理流程以及伪影校正的每一个关键节点。我特别欣赏作者对于不同成像模态之间相互补充性的论述，比如PET与MRI结合分析时，如何权衡各自的优缺点，以及在临床实践中如何根据具体问题来选择最合适的序列组合。读到最后，我仿佛跟着作者一起走了一遍完整的影像诊断流程，从患者入组到最终报告的撰写，每一步都考虑得非常周全。对于已经有一定基础，想要向临床应用或高级研究方向迈进的专业人士而言，这本书提供了坚实的理论基石和实用的操作指导。它绝对不是那种蜻蜓点水式的科普读物，而是真正沉下去，把“干货”给你嚼碎了喂到嘴边的类型。唯一让我稍微感到有些吃力的是，某些高阶算法的数学推导部分，虽然详尽，但对于非物理或工程背景的读者来说，可能需要额外的数学工具书辅助理解。

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坦白说，我主要关注的是这本书中关于神经退行性疾病早期诊断的部分，这块内容的处理方式非常具有前瞻性。作者并没有拘泥于传统的形态学改变，而是将重点放在了生物标志物和分子影像学的最新进展上。比如，阿尔茨海默病中Aβ和Tau蛋白显像剂的更新换代，以及它们在不同病程阶段的影像表现差异，这本书的更新速度紧跟国际前沿研究的步伐。它不仅仅是在“描述”已知的病理影像特征，更是在“预测”未来影像诊断可能的发展方向。我尤其喜欢其中对“假阴性”和“假阳性”病例的深度剖析，通过大量的真实案例分析，展示了影像解读中难以量化的“临床直觉”是如何建立在扎实的影像物理和生物学基础之上的。这本书的价值在于，它能帮助读者建立起一个动态的、与时俱进的知识体系，而不是仅仅记住几张静态的教科书图片。它教会我们如何批判性地看待每一个扫描结果，始终保持对未知领域的探索精神。

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有电子版；2018年通过电子版阅读完。

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