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出版者:科学出版社

作者:米山正信

出品人:

页数:165

译者:赵晨阳

出版时间:2003-1

价格:12.00元

装帧:

isbn号码:9787030103895

丛书系列:

图书标签:

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探索宇宙的奥秘：从宏观到微观的深度旅程 内容简介： 本书是一部面向所有对自然世界充满好奇心的读者的综合性科普读物，旨在系统性地梳理现代科学的基石，并带领读者深入探索物质、能量、生命与时空的基本规律。我们不追求对某一特定学科的极致钻研，而是着重于构建一个宏大而又相互关联的科学图景，展示科学思维是如何运作的，以及人类是如何一步步揭开自然界深层次秘密的。 第一部分：物质的构成与相互作用——探寻万物的“积木” 本篇将从我们最熟悉的宏观世界出发，逐步深入到物质的微观本质。 第一章：经典物理学的辉煌与局限 我们将回顾牛顿力学如何成功地描述了行星运动和日常物体受力情况，详细阐释能量守恒、动量和角动量等核心概念。通过具体的实例，例如钟摆的运动、抛体运动的轨迹分析，帮助读者建立起对力与运动之间关系的直观理解。同时，我们也会适时指出经典物理学在解释黑体辐射、光电效应等现象时所遭遇的瓶颈，为后续量子革命的登场做好铺垫。 第二章：原子世界的革命——量子力学的诞生 进入微观领域，读者将接触到现代物理学的核心——量子力学。本章将以通俗易懂的方式解释波粒二象性，探讨德布罗意波的意义，并介绍海森堡不确定性原理，阐明在微观尺度上确定性让位于概率性的本质转变。我们将深入解读原子能级、量子隧穿效应，这些奇特的现象如何解释了化学键的形成以及放射性衰变的机制。尽管数学形式复杂，但我们会聚焦于其物理图像的建立，帮助读者理解微观世界颠覆常识的魅力。 第三章：粒子物理学的拼图——标准模型及其超越 在原子核的深处，隐藏着更基础的粒子。本章将系统介绍夸克、轻子以及传递力的规范玻色子（如光子、W和Z玻色子，胶子）。我们会详细描绘粒子物理学的“标准模型”，解释强核力、弱核力、电磁力是如何通过这些粒子进行交换的。最后，我们会讨论希格斯机制的意义，即赋予基本粒子质量的机制，并展望寻找超越标准模型的新物理学的探索方向，如暗物质和暗能量的线索。 第二部分：宇宙的结构与演化——时空与万物的史诗 本部分将把视野从微观拓展到宇宙的尺度，探讨时空的基本性质及其演化历史。 第四章：相对论的革新——时空观的重塑 我们将详细阐述狭义相对论的两大基本假设，并由此推导出时间膨胀、长度收缩、质能等价（$E=mc^2$）的革命性结论。随后，我们将过渡到广义相对论，解释引力并非一种“力”，而是时空弯曲的表现。通过类比水面上投入重物造成的凹陷，理解行星绕日运行的本质。本章还将讨论引力透镜效应、水星近日点的进动等关键实验证据，以及黑洞的物理学特性。 第五章：宇宙学的宏大叙事——从大爆炸到未来 本章聚焦于宇宙的起源、演化和终极命运。我们将从哈勃定律和宇宙膨胀的观测事实出发，深入解析大爆炸模型的证据链：宇宙微波背景辐射（CMB）的发现与意义，轻元素丰度的预测。探讨宇宙的早期阶段，包括暴涨理论如何解决视界和平坦性问题。最后，我们将讨论宇宙的组成——普通物质、暗物质和暗能量的比例，并探讨当前对宇宙加速膨胀的理解及其对宇宙终极命运的启示。 第三部分：生命现象的物理与化学基础——从无机到有机 本部分致力于搭建物理化学与生物学之间的桥梁，理解生命现象在自然法则下的复杂涌现。 第六章：化学的本质——电子的舞蹈与物质的结合 化学是连接物理学和生物学的关键学科。本章将着重于解释化学键的形成原理，从离子键到共价键，再到范德华力。我们会深入探讨分子的三维结构如何决定其宏观性质，例如极性、溶解度和反应活性。此外，还将介绍热力学在化学反应中的作用，解释反应的方向性和平衡状态，为理解生物体内的新陈代谢过程奠定基础。 第七章：信息与秩序的建立——生命系统的复杂性 生命的核心在于信息的存储、复制和执行。本章将从物理化学的角度探讨生物大分子（如蛋白质和核酸）的结构复杂性。我们会分析DNA双螺旋的稳定性如何通过氢键和堆叠作用维持，以及蛋白质折叠如何遵循能量最小化的原则。我们也将触及耗散结构理论，解释生命体如何在开放系统中通过不断消耗能量来维持其高度有序的低熵状态，从而在不断增大的宇宙熵增背景下，局部地实现“逆熵”的过程。 第八章：演化的动力学——适应与选择的机制 生命系统的动态变化是演化。本章将探讨达尔文自然选择理论的数学和统计学基础，将演化视为一个在特定环境约束下不断试错、优胜劣汰的过程。我们将讨论突变作为信息随机扰动的来源，以及遗传漂变和基因流在群体遗传学中的作用。核心在于阐明，看似漫无目的的生命演化，实则遵循着底层物理和信息论的约束和优化路径。 结语：科学的边界与未来的展望 在全书的最后，我们将回顾人类知识的边界。科学探索永无止境，当前依然存在的重大未解之谜——例如量子引力理论的建立、意识的本质、生命的起源——都是未来科学研究的焦点。本书旨在激发读者保持对未知的敬畏之心，并以科学的严谨态度，去理解我们所处的这个既美丽又深奥的自然世界。它不是对现有知识的终结，而是对一场永恒探索之旅的邀请函。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，那种沉甸甸的质感，配合着扉页上那些精致的插图排版，初次翻阅时就让人心生欢喜。封面选用的那种哑光纸张，握在手里很有分量，不是那种轻飘飘的廉价感，看得出出版社在细节上是下了真功夫的。内页的纸张选择也十分考究，字体的排印清晰锐利，黑白分明的对比度让长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。尤其值得称赞的是，书中那些用来解释复杂概念的示意图，线条流畅，色彩搭配既不失科学的严谨性，又兼顾了视觉上的愉悦感。比如，在讲解行星轨道运动的那一页，作者没有采用枯燥的公式堆砌，而是用了一种类似剖面图的设计，辅以不同颜色的箭头指示受力方向，即便是对物理学一窍不通的人，也能大致领会其间的原理。这种对阅读体验的重视，让阅读过程本身变成了一种享受，而不是负担。我甚至觉得，这本书即便是摆在书架上，也是一件非常赏心悦目的艺术品，它的物理形态已经为它赢得了一个高分。

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与其他同类书籍相比，这本书的另一个显著优势在于它的“跨界融合”能力。它并非局限于某一个单一的科学分支，而是展现出一种宏大的宇宙观和系统论的视角。作者在阐述物理定律时，会自然而然地引申到生物进化论中的适应性选择；而在讲解信息论时，又会联系到宇宙热力学中的熵增原理。这种融会贯通的写作手法，让人清晰地看到自然界中不同法则之间的内在联系和统一性。它打破了传统学科壁垒的束缚，提供了一种更立体、更整体的认知模型。这对于那些希望建立“通识知识体系”的读者来说，无疑是巨大的福音。读完之后，你会感觉自己的思维不再是零散的知识点，而是一张相互连接的网，能更好地理解世界运作的底层逻辑，而不是孤立地看待每一个现象。这种结构化的知识呈现，是这本书在众多科普读物中脱颖而出的关键。

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我必须承认，我过去对科普读物一直抱有一种敬而远之的态度，总觉得它们要么过于学术化，生硬地塞知识点，要么就是为了迎合大众而过度简化，失去了其内核的深度。然而，这本书彻底颠覆了我的刻板印象。它最成功的地方在于，它构建了一个非常平易近人的“知识阶梯”。作者的叙事逻辑极为清晰，从最基础的常识性观察入手，如同拉着一个完全不懂的新手，一步一步攀登知识的高峰。它不像某些教材那样，上来就要求你掌握一堆前置条件，而是巧妙地将必要的背景知识融入到具体的例子中去阐释。例如，在讨论量子力学的波粒二象性时，它没有直接抛出薛定谔方程，而是通过一个非常生活化的比喻——比如，如何描述一个在风中摇摆的旗帜的“状态”——来建立初步的直观感受。这种“先给你一个锚点，再带你远航”的教学方法，极大地降低了初学者的心理门槛，让人在不知不觉中，就已经吸收了大量的核心概念，收获感是实实在在的，而不是虚无缥缈的“好像懂了”。

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阅读这本书的过程中，我产生了一种强烈的“被尊重”的感觉。很多科普书在面对“大众”读者时，往往会采取一种居高临下的口吻，仿佛在对一个懵懂的孩子解释世界，读久了会让人感到不耐烦。但这本书的作者显然是把读者视为一个具有独立思考能力的、求知欲旺盛的伙伴。它敢于提出一些非常深入的哲学层面的追问，比如“我们所感知的现实是否就是全部的现实？”或者“科学的局限性究竟在哪里？”这些问题在普及科学知识的同时，更是在激发读者对“知识本身”的批判性思考。它并没有给出标准答案，而是引导你去思考如何用科学的框架去审视这些边界问题。这种鼓励探索和质疑的态度，使得阅读过程充满了思想的火花。我常常读完一章后，会停下来反复琢磨作者提出的那些开放性问题，这比单纯记住几个公式要有价值得多。它真正做到了“授人以渔”，教会了我们如何像一个科学家那样去观察和提问。

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这本书的“实用性”评估，或许需要从更实际的角度来看待。我发现，书中介绍的许多科学原理，其实在我们日常生活的决策中都有影子。比如，它对概率论和统计偏差的讲解，直接提升了我对日常新闻报道中数据解读的警惕性。当我看到媒体鼓吹某个“惊人发现”时，我能立刻联想到作者提到的“样本偏差”和“相关性不等于因果性”的原则。这种知识的“即时转化率”非常高，让我感觉花的每一分钟阅读时间都是物超所值的，它不仅仅是满足了我的好奇心，更是为我的生活判断提供了更坚实的工具。它不是那种读完就束之高阁的“闲书”，而是像一本工具书一样，可以随时翻阅，提醒自己保持理性思维。这种深刻地影响了我的信息处理方式的能力，是我认为这本书价值最高的体现。

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简单又好读...挺适合初中学化学前读，给小学生看也不错...

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