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出版者:化学工业

作者:周志高 编

出品人:

页数:155

译者:

出版时间:2001-1

价格:10.00元

装帧:

isbn号码:9787502530709

丛书系列:

图书标签:

• 有机化学
• 化学实验
• 大学教材
• 实验教学
• 有机化合物
• 化学分析
• 实验技能
• 高等教育
• 理学
• 教学参考书

现代物理学前沿探索 一部跨越经典与量子、揭示宇宙深层奥秘的力作 图书简介 《现代物理学前沿探索》并非一本教科书，而是一次对人类认知边界的深度远征。它聚焦于二十世纪以来，特别是近几十年以来，物理学领域最激动人心、最具颠覆性的研究方向。本书旨在为对宇宙本源、物质结构、时空本质怀有强烈好奇心的读者，提供一个既具学术深度又富于哲学思辨的全新视角。我们规避了基础物理学中那些已经被广泛接受的、标准化的知识体系，而是将笔触直接投向那些尚未完全定论、充满争议与无限可能的“前沿地带”。 全书结构围绕三大核心支柱展开：量子引力与时空新图景、粒子物理学的未解之谜、以及凝聚态物质的奇异拓扑世界。 第一部分：时空之网的重构——从弦到圈 本部分彻底跳脱了狭义和广义相对论的经典框架，直接进入对量子引力问题的探讨。我们不满足于爱因斯坦方程的优美，而是追问：当尺度小到普朗克长度时，时空本身是如何被“量化”的？ 1. 弦理论的几何化尝试与对偶性： 我们详细剖析了M理论作为统一理论的潜力与挑战。重点讨论了AdS/CFT对偶性（反德西特/共形场论）——这一革命性的概念如何暗示了引力与量子场论之间的深刻“二元性”。读者将了解到，引力现象可能并非基本存在，而是从低维度的、无引力的量子场论中“涌现”出来的。书中深入探讨了Calabi-Yau流形的拓扑形变如何对应于不同维度的真空选择，以及圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）如何通过“自旋网络”和“自旋泡沫”来描绘离散化的时空结构，试图在不诉诸额外维度的前提下，解决黑洞奇点问题。 2. 黑洞信息悖论的最新进展： 信息悖论是连接量子力学与广义相对论的试金石。本书详细梳理了霍金辐射的半经典推导，并重点阐述了“软毛理论”（Soft Hair）和“防火墙假说”等尖锐对立的观点。我们探讨了量子纠缠在信息保存机制中的核心作用，特别是“虫洞”和“量子纠缠平面”之间的类比，试图理解信息是如何跨越事件视界的。 第二部分：标准模型之外的幽灵——粒子物理学的拓扑结构 标准模型无疑是伟大的成就，但它留下了太多问题：暗物质、暗能量、中微子的质量起源、以及是否存在超越标准模型的对称性破缺？本部分旨在探索那些在现有加速器数据边缘闪烁的“幽灵”粒子和新物理学。 1. 暗物质的谱系与探测： 我们不再仅仅停留在WIMP（弱相互作用重粒子）的概念上，而是深入研究了轴子（Axions）的理论构造及其在宇宙学中的潜在影响。书中对轴子-光子相互作用的实验设计进行了细致的分析，并探讨了引力波探测器在寻找“星系尺度”暗物质信号方面的独特优势。同时，本书对惰性中微子（Sterile Neutrinos）作为温和暗物质候选者的可能性进行了审视。 2. 强相互作用的极限： 虽然QCD（量子色动力学）在低能下难以解析，但我们聚焦于强子谱的精确计算。重点讨论了晶格QCD（Lattice QCD）如何模拟早期宇宙中的夸克-胶子等离子体，以及在极高密度下（如中子星内部）物质状态可能发生的相变——这触及了宇宙演化的核心难题。 3. 费米子质量的根源： 我们系统回顾了“希格斯机制”的局限性，并详细介绍了诸如“跷跷板机制”（Seesaw Mechanism）和“额外维度中的希格斯代理”等理论如何尝试解释为什么中微子质量比其他费米子小得多，暗示了可能存在一个与电弱对称性破缺能量尺度相隔甚远的“新物理”尺度。 第三部分：物质的“第二生命”——拓扑与序的超越 此部分将读者的目光从宇宙的宏大尺度拉回到我们身边，但关注的却是物质在极端条件下的“奇异相”。这不是传统的固体物理学，而是关于拓扑量子物质的革命。 1. 拓扑绝缘体与量子霍尔效应的深层联系： 读者将深入了解拓扑不变量（如陈数）如何在宏观材料性质中扮演“保护伞”的角色。我们详细分析了二维和三维拓扑绝缘体中，受时间反演对称性保护的“狄拉克锥”表面态，以及它们在低能激发下的无耗散导电特性。 2. 马约拉纳费米子的追捕： 这是凝聚态物理中最激动人心的领域之一。本书详述了如何通过半导体纳米线与超导体的耦合，理论上“编织”出费米子的“半个”——马约拉纳零能模。我们评估了当前实验中观察到的零偏压电导峰的可靠性，并讨论了如何利用这些准粒子来实现拓扑量子计算，其核心优势在于其固有的抗环境干扰的鲁棒性。 3. 奇异磁性与序的涌现： 最后，我们探索了“无序中的序”——如自旋液体（Spin Liquids）。这类材料中，电子的自旋虽然处于最低能量状态，却表现出类似液体的无序排列，缺乏长程磁有序。我们讨论了这种状态下可能存在的分数激发（如分形激发子），这暗示了物质中存在远超我们传统理解的集体行为和基本激发模式。 结语：未完成的交响 《现代物理学前沿探索》以一种开放性的姿态结束，强调物理学并非一个封闭的知识体系，而是一个持续涌现的动态过程。每一项突破都开启了十个新的疑问。本书旨在激发读者不仅去“了解”现有的理论，更要学会“质疑”和“想象”那些尚未被数学和实验完全捕捉的自然界更深层的构造。阅读本书，就是加入这场人类对终极实在的持续对话。

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我最近在研究固态电解质在下一代锂电池中的应用，这本书简直是为我量身定做的“宝典”。它对无机固态电解质的离子传导机制进行了系统性的梳理，从晶格缺陷理论到晶界效应的调控，每一个论述都逻辑严密、层层递进。最让我印象深刻的是其中关于界面阻抗问题的分析，作者不仅指出了界面化学不匹配是主要瓶颈，还巧妙地引入了表面修饰技术来优化电极/电解质接触，这种将理论分析与工程实践紧密结合的叙事方式，极大地激发了我的研究灵感。书中的插图清晰明了，尤其是那些复杂的晶体结构示意图，比我以往看到的任何文献都要直观易懂。虽然全书篇幅较长，专业术语密度极高，但其行文流畅，使得阅读体验出奇地好，完全没有一般专业书籍的枯燥感。对于从事储能技术研发的人员来说，这本书提供的视角是不可替代的，它帮助我跳出了传统的电化学思维定势，去从更基础的材料物理层面思考问题。

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我最近在调试一个高温陶瓷的烧结过程，这本书中的“陶瓷烧结动力学”章节帮了我大忙。它不仅仅是罗列了烧结曲线，而是深入分析了扩散机制、晶界迁移的驱动力以及孔隙演化对最终力学性能的影响。书中对液相烧结和固相烧结的微分方程模型进行了细致的对比，并清晰地指出了在实际生产中如何通过气氛控制和添加液相助剂来优化烧结温度和时间。我注意到，书中对碳化硅（SiC）陶瓷的反应烧结过程的分析，特别考虑了氮气气氛下氮化物形成对烧结致密化的影响，这与我们实验中遇到的现象高度吻合。作者的语言风格非常严谨务实，没有过多花哨的描述，全是干货，对于解决实际生产中的工艺优化问题具有极强的指导意义。这本书更像是工业界资深工程师的经验总结集，而不是纯粹的学术理论堆砌，非常适合需要提升工艺控制水平的材料工程师阅读。

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不得不说，这本关于生物材料表面功能化的书籍，其深度和广度都超出了我的预期。我原本以为它会聚焦于简单的表面接枝反应，但作者却将话题延伸到了复杂的仿生矿化过程和智能响应性涂层设计。书中对蛋白质吸附动力学的描述非常细致，不同表面能和表面电荷如何调控生物相容性，这部分内容对我设计植入式医疗器械的涂层至关重要。我特别欣赏作者在讨论生物惰性表面时，引入了最新的超疏水和超亲水材料的研究进展，这些内容紧跟国际学术前沿。书中的参考文献列表极具参考价值，每一章末尾都像是一份精选的顶级期刊论文导读。虽然某些生物学背景的描述略显学术化，需要一定的生物化学基础才能完全吸收，但对于有一定基础的研究者来说，这本书提供的技术深度和创新思路，是目前市面上任何一本教材都无法比拟的。它极大地拓宽了我在生物医学工程领域的视野。

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这套关于材料科学的专著简直是打开了新世界的大门！我一直对高分子材料的微观结构如何影响宏观性能感到好奇，这本书深入浅出地探讨了从单体合成到最终聚合物形态演变的复杂过程。特别是关于新型催化剂在烯烃聚合中的应用那一章，作者引用了大量的实验数据和精密的分子模型，让我对那些晦涩难懂的反应机理有了豁然开朗的感觉。书中对不同表征技术，比如X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）在分析晶态和非晶态聚合物结构上的应用描述得极其详尽，每一个图谱的解读都充满了作者多年的研究心得，读起来仿佛有一位经验丰富的老教授在我耳边细细讲解。它不仅仅是一本教科书，更像是一份给科研工作者和高年级本科生的深度研究指南，对于理解先进功能材料的设计与制备，提供了坚实的理论基础和前沿的实践指导。唯一美中不足的是，某些前沿纳米复合材料的合成步骤介绍得略显简略，如果能配上更详尽的SOP（标准操作规程）就更完美了。

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这本书关于计算化学在材料设计中的应用，简直是革命性的！我过去一直觉得计算模拟离实际应用有些遥远，但这本书通过一系列生动的案例，展示了密度泛函理论（DFT）如何精确预测新合金的相稳定性以及表面吸附能。书中花了很大篇幅讲解如何正确地选择泛函和基组，避免常见的计算误差，这对于初学者来说极其宝贵。我特别喜欢作者对“准粒子效应”和“Hubbard U”参数的解释，这些原本极其抽象的概念，被作者用直观的比喻和清晰的数学推导结合起来，让人茅塞顿开。阅读过程中，我立即打开电脑，尝试用书中学到的方法对一个我们实验室正在合成的钙钛矿材料进行初步的结构优化，效率和准确性都得到了显著提升。这本书的价值在于，它真正架起了理论计算与材料制备之间的桥梁，让“虚拟实验”真正服务于“真实发现”，强烈推荐给所有使用第一性原理进行材料研究的同行。

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