物理学前沿问题

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出版者:四川大学出版社
作者:王顺金
出品人:
页数:152
译者:
出版时间:2005-1
价格:25.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787561430095
丛书系列:
图书标签:
  • 物理
  • 理论物理
  • 物理学
  • 前沿
  • 理论物理
  • 量子力学
  • 凝聚态物理
  • 粒子物理
  • 宇宙学
  • 引力
  • 非线性物理
  • 复杂系统
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具体描述

《物理学前沿问题》简要介绍物理学各个主要分支的研究现状、前沿问题和发展趋势,包括:物理学与高科技,凝聚态物理学与介观物理学,原子、分子物理学与光学,原子核物理学,基本粒子物理学与量子场论,广义相对论、天体物理学与宇宙学。对凝聚态物理学和原子、分子物理学与光学,强调了其新发现和新进展与21世纪高科技的密切关系;对原子核物理学、基本粒子物理学、广义相对论、天体物理学与宇宙论,则探讨了21世纪物理学基本理论可能面临的重大变革。此外,还简要地介绍了物理学与信息论和计算机科学,物理学与生物学的交叉,包括:量子信息、量子通讯与量子计算,生物物理学。最后,介绍了物理学的研究方法,物理学、数学与哲学的相互关系,以及中国物理学的发展前景。《物理学前沿问题》对所讨论的问题提供了实用的数据与资料,其中包含了作者本人对物理学基本问题的观点和研究心得,以及对物理学发展前景的看法。

作者著述《物理学前沿问题》的目的是:1、开阔本科高年级学生和研究生的物理学视野,使他们对物理学的各个前沿问题有一些初步的了解,以便于今后选择适合的研究或作领域;2、给学生今后的学习与研究提供一个向导;3、激发学生对物理学,特别是对基础物理学和理论物理学的热情,鼓励他们从事物理学教学与研究工作,为发展中国和世界的物理学做出项献。

《物理学前沿问题》适合物理学各专业的研究生、本科高年级学生和研究人员阅读,也可供相邻学科的学生和研究人员参考。

探索宇宙的边界:天体物理学与宇宙学新进展 本书聚焦于当代天体物理学和宇宙学领域最引人注目、最具革命性的前沿课题。 我们将带领读者穿越广袤的宇宙,深入理解那些挑战我们现有知识框架的现象和理论。这不是一本教科书,而是一次思想的探险,旨在梳理和阐释当前研究人员正在努力破解的“大问题”。 第一部分:引力波宇宙学的新纪元 引力波的探测,尤其是LIGO和Virgo合作组织取得的突破,已经开启了天体物理学观察的“新窗口”。本书将详尽剖析这一革命性进展所带来的深远影响。 1. 极端天体物理源的肖像: 黑洞并合的精细结构: 我们不再仅仅是推测黑洞的存在,而是可以“聆听”它们的“歌声”。本书将详细探讨从双黑洞并合(BBH)到黑洞与中子星并合(NSBH)的信号特征分析。重点将放在检验广义相对论在强引力场下的精确性,以及如何利用这些事件来确定黑洞的质量和自旋分布,揭示其形成机制,例如它们是在恒星演化晚期形成,还是通过星系合并等更宏大的过程。 中子星的内部结构之谜: 中子星是宇宙中最致密的物质实验室之一。引力波信号(如千新星GW170817)提供了测量其最大质量和潮汐变形参数的独特机会。本书将深入探讨这些测量如何约束了核物理学中最具挑战性的方程——即超稠密物质的状态方程(EoS),以期理解夸克物质、超流体等奇异状态是否存在于这些天体内部。 2. 宇宙学参数的独立测量: 标准警笛(Standard Sirens): 引力波事件同时提供了独立的距离测量(通过信号幅度)和红移信息(通过电磁对应体)。本书将详细阐述如何利用“标准警笛”方法来确定哈勃常数($H_0$),从而独立于传统的宇宙学距离阶梯(如Ia型超新星),解决当前“哈勃张力”的争议。 第二部分:暗物质与暗能量的本体论追问 暗物质和暗能量构成了宇宙总质能的95%,但它们的本质仍然是现代科学中最深刻的谜团。 1. 暗物质的直接与间接探测前沿: 粒子物理学的交叉点: 本书将全面回顾地下深处的直接探测实验(如XENONnT, LZ)的最新灵敏度,并分析对弱相互作用重粒子(WIMPs)模型的排除进展。同时,我们将讨论对轴子(Axion)、惰性中微子等替代模型的实验搜寻策略,包括利用射电望远镜观测星系晕中微子跃迁的可能性。 宇宙学示踪: 探讨如何通过观测宇宙微波背景(CMB)的极化模式(如B模极化对原初引力波的寻找与区分),以及大规模结构(LSS)的演化,来限制不同类型暗物质的特性。 2. 暗能量的动力学与修正引力: 观测约束的深化: 介绍当前使用巨型巡天项目(如DESI, Euclid)来高精度测量宇宙膨胀历史和星系团形成的方法。这些观测旨在区分标准的Lambda冷暗物质($Lambda$CDM)模型与更复杂的暗能量模型,例如具有时间演化性质的“幻影能量”或时空曲率的修正(如f(R)引力)。 修正引力的挑战: 深入分析理论物理学家如何尝试在不引入新物质的情况下,修改爱因斯坦的广义相对论以解释加速膨胀。重点讨论这些修正理论在太阳系内和星系尺度上是如何被严格检验和限制的。 第三部分:高能天体物理中的极端过程 本书将深入研究宇宙中最剧烈、能量最高的现象,这些过程是检验基础物理定律的终极试验场。 1. 伽马射线暴(GRBs)的起源与机制: 后光锥(Afterglow)的解析: 对长暴和短暴的能谱模型(如洛伦兹模型、对流不稳定性模型)进行批判性回顾。重点关注最新的X射线和射电观测如何帮助确定这些爆发是源于大质量恒星的坍缩(Collapsar模型)还是双中子星的并合。 超相对论性喷流的物理学: 探讨在相对论性喷流内部,电子如何产生同步辐射、逆康普顿散射等辐射,以及磁场重联在能量释放中的潜在作用。 2. 活动星系核(AGN)与反馈机制: 超大质量黑洞的喂养: 详细考察吸积盘的物理过程,特别是吸积率对黑洞性质的影响。 宇宙学影响: 探讨AGN喷流和辐射对宿主星系气体冷却和恒星形成的影响(“反馈”)。利用多波段数据(从射电到X射线),重建从低红移星系到高红移原星系中黑洞-星系协同演化的完整图景。 第四部分:系外行星与宜居性探索 系外行星的发现已经从统计学确认转向了对单个世界的深度表征,目标是寻找生命的生物印记。 1. 行星大气光谱的解析挑战: 詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)的革命: 详细介绍透射光谱法和直接成像光谱法在高精度捕获系外行星大气分子特征(如水蒸气、甲烷、二氧化碳)上的最新成果。 “假阳性”的排除: 探讨如何区分行星大气特征与母星活动(如星斑、耀斑)对信号的干扰,以及这对识别真正的生物标志物(如氧气、臭氧)带来的巨大挑战。 2. 宜居带的重新定义: 潮汐锁定与气候模型: 讨论围绕红矮星运行的行星(如TRAPPIST-1系统)所面临的潮汐锁定和极端气候问题。介绍先进的气候模型如何预测这些行星上是否存在液态水和稳定的地质循环。 地球类行星的统计: 评估当前对太阳系外类地行星的统计数据,并展望未来任务(如LUVOIR, HabEx)如何可能在未来十年内为我们提供关于“第二地球”存在性的更确凿证据。 本书旨在为对宇宙最深层次奥秘充满好奇的读者提供一份全面、前沿的导览,展示人类如何通过不断精进的观测技术和日益复杂的理论框架,逐步揭开宇宙的面纱。

作者简介

王顺金,四川德阳人,1937年7月出生,1961年兰州大学现代物理系本科毕业,1965 年兰州大学现代物理系原子核理论研究生毕业。1985年任兰州大学教授,2002年调任四川大学教授。主要研究原子核物理。

目录信息

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读后感

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用户评价

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**对好奇心的满足** 对于我这样一个充满好奇心的读者来说,《物理学前沿问题》这本书简直是一场盛宴。它用一种极其引人入胜的方式,解答了我心中关于宇宙和物理学的无数疑问。从宇宙大爆炸的早期迹象,到黑洞视界附近的奇特现象,再到量子纠缠所带来的信息传递的可能性,书中的每一个章节都像打开了一个全新的世界,让我沉浸其中,欲罢不能。我特别喜欢书中对于各种实验方法的介绍,这让我了解到,那些看似抽象的理论,是如何通过精密的实验来验证的。例如,引力波探测实验的艰辛历程,以及粒子对撞机所揭示的亚原子世界的奥秘,都让我感到无比震撼。这本书不仅满足了我对知识的渴求,更激发了我对科学的无限热爱。我甚至开始计划,要进一步深入学习相关的物理学知识,以便更好地理解书中提及的那些前沿问题。这种因一本书而激发的学习热情,是我从未有过的体验。

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**思维的碰撞** 《物理学前沿问题》这本书给我的最大感受,莫过于它所激发的思维碰撞。它不是那种单向灌输知识的书籍,而是像一个睿智的导师,不断地提出问题,引导我进行独立的思考。书中对于量子力学中那些反直觉的现象的解读,比如叠加态和量子隧穿效应,着实让我大开眼界。我曾以为自己对量子世界已经有所了解,但读完相关章节后,才发现之前所知的不过是冰山一角。书中对哥本哈根解释、多世界解释等不同理论的比较分析,更是让我体会到科学理论的演进并非一蹴而就,而是充满着思想的交锋与智慧的火花。我开始重新审视那些曾经习以为常的物理概念,发现它们在新的视角下,竟然蕴含着如此丰富的内涵。书中对弦理论的介绍,虽然复杂,但作者巧妙地运用类比和图示,将抽象的数学概念转化为可以理解的图景。这让我意识到,即便是不太容易掌握的理论,只要方法得当,也能够被大众所理解。我甚至会在阅读过程中,主动去查阅一些相关的资料,与书中的观点进行比对,这种主动学习的动力,正是这本书所带来的最大价值。它让我明白,物理学不仅仅是公式和定理的堆砌,更是人类智慧的结晶,是对宇宙最深刻的理解和探索。这种思维上的挑战和启迪,远比单纯的知识获取更让我感到充实和满足。

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**拓展的视野** 《物理学前沿问题》这本书,极大地拓展了我的视野。它让我看到了物理学不仅仅是关于宏观世界的规律,也不仅仅是关于微观世界的奇妙,它更是关于宇宙的起源、演化,以及我们自身在宇宙中的位置的深刻思考。书中对宇宙学、粒子物理学、量子信息科学等多个领域的交叉融合的探讨,让我认识到,现代科学研究越来越呈现出跨学科的趋势。那些看似独立的领域,实际上却有着千丝万缕的联系。例如,对量子纠缠的理解,不仅推动了量子信息科学的发展,也可能为我们揭示宇宙的更深层结构提供线索。这种宏观的视角,让我对科学的理解不再局限于某个狭小的范围,而是能够将其置于一个更广阔的时空中去审视。我甚至开始重新审视我所处的社会和生活,思考物理学的原理如何在其中扮演着重要的角色。这本书让我明白,科学并非高高在上,而是与我们的生活息息相关,它塑造着我们理解世界的方式,也影响着我们未来的发展方向。

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**初识** 拿到这本书时,我已经被它的书名深深吸引——《物理学前沿问题》。这四个字仿佛打开了一扇通往未知宇宙的大门,让我充满了好奇与期待。我是一个对物理学充满热情但知识储备有限的爱好者,常常在阅读一些科普文章时,被那些宏大而深邃的概念所震撼,但又常常因为概念的跳跃和知识的断层而感到困惑。这本书的出现,恰似我在这片知识的海洋中寻觅的一盏明灯,希望能指引我更深入地探索物理学的奥秘,了解那些正在被科学家们不断挑战和突破的边界。翻开扉页,精美的排版和清晰的字体立刻给我留下了良好的第一印象,书中的插图也颇具匠心,即便是一些复杂的理论,通过这些图示也变得更加直观易懂。我迫不及待地想知道,那些“前沿问题”究竟是什么?它们是关于宇宙的起源与终结,还是微观世界的奇妙景象?它们是否会颠覆我们现有的认知,又将如何塑造我们对未来的想象?我相信,这本书将不仅仅是知识的传递,更是一种思维的启发,一种探索精神的激励。它或许不会给我一个标准答案,但它一定会提出更多值得我思考的问题,而这,恰恰是我最渴望的。这本书的重量,不仅仅体现在纸张的厚度,更体现在它所承载的科学精神和人类对未知的不懈追求。我甚至开始想象,在未来的某个时刻,我可能会因为读到这本书而激发出新的灵感,或者对某个领域产生浓厚的兴趣,进而投身其中,成为那“前沿问题”的探索者之一。这是一种多么令人激动的前景!

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**对作者的敬意** 《物理学前沿问题》这本书,让我对作者的学识和洞察力产生了由衷的敬意。能够将如此复杂而前沿的物理学知识,梳理得如此清晰、深刻,并且以一种引人入胜的方式呈现给读者,实属不易。作者不仅在物理学领域有着深厚的造诣,更重要的是,他拥有卓越的沟通能力和叙事技巧,能够将那些抽象的概念转化为生动的语言和形象的图示。我尤其欣赏书中对不同学派观点的客观呈现,以及对科学发展历程的梳理。这让我了解到,科学的进步并非一帆风顺,而是充满了辩论、修正和突破。作者并没有试图去“教导”读者,而是更像一位引路人,带领我们一同探索物理学的未知领域。他用充满智慧的语言,引导我们去思考,去质疑,去发现。这种“润物细无声”的教学方式,比任何说教都来得更加深刻。我甚至能够想象到作者在撰写这本书时,所付出的巨大努力和严谨态度。他需要不断地追踪最新的科研进展,消化大量的学术文献,并将其提炼成易于理解的文字。这种敬业精神,值得我们学习。

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**对未来的憧憬** 阅读《物理学前沿问题》,我仿佛窥见了物理学未来的发展蓝图。书中对一些尚未实现的理论和技术,如统一场论、量子计算的突破性进展、以及对生命起源可能性的物理学解释等,都进行了深入的探讨。这些内容让我对未来充满了无限的憧憬和好奇。我开始想象,在不久的将来,我们是否能够借助量子计算机,解决目前无法攻克的计算难题?我们是否能够通过对宇宙基本粒子的更深入理解,实现反重力或者超光速旅行?书中提出的关于宇宙多维度的猜想,更是让我对我们所处的现实世界产生了全新的认识。它让我意识到,我们所感知的“三维空间”和“一维时间”,或许只是宇宙更宏大存在的极小一部分。这种对未知世界的探索,不仅拓展了我的视野,更激发了我对科学研究的兴趣。我开始思考,未来的物理学研究将会走向何方?那些困扰着我们千年的谜题,是否会在我们这一代,或者下一代人的努力下得到解答?这本书让我看到了科学的无限可能性,也让我认识到,人类的探索精神是永无止境的。即使现在我们面临着巨大的挑战,但只要我们坚持不懈地探索,总有一天,我们会揭开宇宙更深层的奥秘。

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**深刻的启迪** 《物理学前沿问题》这本书,带给我的不仅仅是知识的增长,更是深刻的启迪。它让我重新认识了科学的本质,以及人类探索未知世界的勇气和智慧。书中对于一些尚未解决的难题的深入剖析,让我认识到,科学的边界是不断被拓展的,而每一次的拓展,都离不开那些敢于挑战权威、勇于创新的科学家们的贡献。我甚至开始思考,在我自己的生活中,是否也存在着一些“前沿问题”等待我去探索和解决。这本书鼓励我以一种更加开放和积极的心态去面对未知,去拥抱挑战。它让我明白,即使我们无法完全理解某个复杂的理论,但只要我们保持好奇心,不断学习,总有一天,我们会触及到真相。这种对求知欲的激发,以及对科学精神的赞美,是我在这本书中最宝贵的收获。它让我看到了科学的魅力,也让我感受到了人类智慧的伟大。

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**长远的价值** 《物理学前沿问题》这本书的价值,绝不仅仅在于它所包含的知识本身,更在于它所传递的科学思维和探索精神。它就像一颗种子,在我心中播下了对科学探索的热情。我确信,这本书所带来的启迪,将会伴随我一生。即使我日后不再直接从事物理学研究,但书中教会我的那种严谨的逻辑思维、开放的创新意识,以及面对未知时的勇气,都将成为我人生道路上宝贵的财富。我会在未来的学习和工作中,不断地回味书中的观点,并将其运用到解决实际问题之中。这本书让我明白,科学并非只属于少数精英,它是一种普适的思维方式,一种能够帮助我们更好地理解世界、改造世界的力量。因此,我强烈推荐这本书给任何对物理学充满好奇,或者希望拓展自己思维边界的读者。它所带来的思想冲击和认知提升,将是难以估量的。

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**深入探索** 随着阅读的深入,我越发觉得《物理学前沿问题》这本书的独特之处。它并没有选择从最基础的物理学原理讲起,而是直接切入了那些最令人着迷、也最具挑战性的研究领域。这种“开门见山”的方式,对于已经具备一定基础知识的读者来说,无疑是极具吸引力的。我曾尝试阅读过一些试图涵盖物理学所有分支的百科全书式书籍,但往往因为内容过于宽泛而显得肤浅,难以形成系统性的认知。而这本书则聚焦于“前沿”,它深入剖析了每一个问题背后的科学困境,以及科学家们为解决这些困境所付出的努力和创新的思路。我特别喜欢其中对暗物质和暗能量的探讨。这两个概念长久以来都笼罩着一层神秘的面纱,而这本书以一种极其严谨又富有趣味的方式,向我们展示了科学家们是如何通过观测、实验和理论推导,一步步逼近真相的。那些关于宇宙膨胀率的争议,关于引力波探测的最新进展,关于量子纠缠的奇特现象,都被阐述得淋漓尽致,让我仿佛置身于那些最前沿的实验室和观测站之中,亲身感受着科学探索的紧张与激动。这本书没有回避那些尚未解决的谜团,反而大胆地将它们呈现在读者面前,这本身就是一种勇气和自信的体现。它鼓励我们去思考,去质疑,去拥抱不确定性。我甚至可以在脑海中勾勒出那些为这些前沿问题而奋斗的科学家的形象,他们是如何在寂静的实验室里,与宇宙最深层的秘密对话,是如何在无数次的失败中坚持不懈,寻找那扇通往真理的钥匙。

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**学习的动力** 《物理学前沿问题》这本书,无疑是我近年来阅读过的最能激发学习动力的一本书。它并没有用生涩难懂的语言来描述那些高深的理论,而是用一种充满激情和引人入胜的方式,将复杂的物理学概念娓娓道来。当我阅读到关于黑洞奇点、虫洞理论以及时间旅行的可能性时,我的大脑仿佛被点燃了一般,迫切地想要了解更多。书中对于各个科学领域是如何相互关联、相互促进的论述,也让我看到了物理学作为一个整体的博大精深。我甚至开始回顾我曾经学习过的物理知识,试图将它们与书中所提出的“前沿问题”联系起来,寻找理解的突破口。这种主动回顾和联想的过程,让我对物理学有了更深层次的理解。这本书让我明白,学习并非止于课本,而是一个持续不断、充满探索的过程。它让我不再畏惧那些看似遥不可及的科学难题,而是以一种更加积极的态度去面对它们。我开始期待,在未来,我能够有更多的机会接触到类似这样能够启迪思维、激发潜能的书籍,让我能够不断地挑战自我,拓展认知的边界。

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