奥数入门与入迷 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:上海科学普及出版社

作者:柴常龙 编

出品人:

页数:204

译者:

出版时间:2004-9

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787542726568

丛书系列:

图书标签:

• 奥数
• 入门
• 小学奥数
• 思维训练
• 数学思维
• 趣味数学
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• 学习辅导

探索未知世界：现代物理学前沿与宇宙的奥秘 内容简介： 本书并非聚焦于初级数学思维的训练，而是带领读者深入当代物理学的核心领域，探索那些定义我们宇宙基本构成的最前沿理论和最令人着迷的未解之谜。我们旨在构建一座清晰、严谨的桥梁，连接宏大的宇宙图景与微观粒子的奇特行为，为所有对自然界终极规律怀有好奇心的人士提供一份深刻的导览。 第一部分：时空的织锦——相对论的深度剖析 我们将从爱因斯坦的狭义相对论与广义相对论的基石出发，但这绝非停留在教科书式的概念介绍。第一章将深入剖析“同时性”的相对性如何颠覆了牛顿的绝对时空观，并详细探讨洛伦兹变换背后的数学结构，解释高速运动下时间膨胀与长度收缩的物理根源。 随后，我们将进入广义相对论的领域，这不是关于简单的引力替代，而是关于时空几何本身的弯曲。本章将详细阐述黎曼几何如何成为描述引力的语言。我们将追溯爱因斯坦场方程的推导思路，解释张量在描述时空曲率中的核心作用。重点内容将集中在黑洞的物理图像重建上：从史瓦西半径的精确计算到克尔黑洞（旋转黑洞）的复杂结构，包括其事件视界、奇点以及可能存在的“有界收缩区域”（Cauchy Horizon）。我们还会探讨引力波的理论预测、LIGO的探测原理，以及引力波天文学如何开启了一个全新的观测窗口来研究宇宙中最剧烈的事件，如双中子星并合。 第二部分：万物之源——量子力学的革命性内涵 本书的第二部分将全面转向微观世界，探讨量子力学的怪异与强大。我们首先回顾普朗克对黑体辐射的解释，以及光电效应如何确立了光的粒子性——光子的概念。接着，我们将深入讨论波粒二象性的本质，并详细解析薛定谔方程。这里的重点不再是求解简单的势阱问题，而是理解波函数 $Psi$ 的概率解释（玻恩定则）及其内在的随机性。 本部分的核心深度探讨是量子力学的哲学基础与诠释问题。我们将详细对比哥本哈根诠释、多世界诠释（MWI）以及玻姆理论（Pilot-Wave Theory）。对于量子纠缠，我们将不仅仅停留在EPR佯谬的描述，而是深入探讨贝尔不等式的实验验证过程，解析“定域实在论”是如何被实验所证伪的，以及这种非定域性（Non-locality）对我们理解现实结构意味着什么。我们还将介绍量子隧穿效应的实际应用，例如扫描隧道显微镜（STM）的工作原理。 第三部分：粒子乐章——标准模型的构建与超越 第三部分将聚焦于描述物质基本构成的粒子物理学。我们将系统介绍夸克模型和轻子家族，解释强、弱、电磁三种基本相互作用的载体——规范玻色子。本书将详细阐述标准模型（Standard Model）的数学框架，特别是杨-米尔斯理论在描述规范对称性下的基本粒子相互作用中的关键地位。 一个重要的章节将专门讨论“自发对称性破缺”与希格斯机制。我们将从理论上阐释为什么一些粒子（如W和Z玻色子）拥有质量，而光子没有。对LHC（大型强子对撞机）的运行原理及其发现希格斯玻色子的过程，本书将提供一个技术与概念并重的解析。 然而，标准模型并非终点。本书将用大量篇幅探讨其局限性：无法解释引力、中微子质量、暗物质和暗能量。 第四部分：宇宙的未解之谜与未来展望 本书的最后部分将引导读者进入理论物理学的最前沿阵地，这些领域至今仍处于激烈争论之中： 1. 暗物质与暗能量： 我们将详细梳理宇宙学观测（如星系旋转曲线、宇宙微波背景辐射CMB的各向异性）如何推导出宇宙中约95%的物质和能量性质是“暗”的。针对WIMP（弱相互作用重粒子）和轴子等暗物质候选者，我们将分析当前的直接和间接探测实验的最新进展与挑战。对于暗能量，我们将探讨最简单的宇宙学常数模型及其面临的“真空灾难”问题。 2. 量子引力之路： 探索将广义相对论与量子力学统一的宏伟目标。我们将详尽介绍弦理论（String Theory）的五种超对称版本、M理论的统一愿景，以及它们对额外维度（Extra Dimensions）的预测。同时，也将介绍圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）作为一种背景独立（Background Independent）的替代方案，探讨时空在普朗克尺度下是否真的由离散的“量子”构成。 3. 信息悖论与宇宙学前沿： 我们将探讨霍金辐射如何引发“黑洞信息悖论”，并介绍防火墙理论、软毛理论等试图解决此悖论的最新思路。最后，我们将展望宇宙暴胀理论（Inflation）及其在解决宇宙学早期问题中的作用，以及对未来引力波探测（如LISA）将如何帮助我们窥见宇宙极早期状态的期待。 本书旨在为读者提供一个宏大且精密的现代物理学全景图，鼓励读者以批判性的眼光和严谨的态度去面对自然界最深刻的奥秘。它要求读者具备一定的数学素养，但更重要的是，需要对宇宙的终极运作机制保持永不满足的求知欲。

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