物理.上册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:王银明 编

出品人:

页数:205

译者:

出版时间:2001-7

价格:13.80元

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isbn号码:9787040098204

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宏大叙事下的微观粒子：探索宇宙的结构与演化 一部超越传统教科书框架，深入剖析当代物理学前沿理论与宏大宇宙图景的著作。 本书并非对“物理.上册”所涵盖的经典力学、热力学、电磁学等基础内容的简单复述或替代，而是将视野投向了更深层次、更具颠覆性的领域：量子场论的精妙、粒子物理学的边界、以及宇宙学中那些悬而未决的终极问题。 --- 第一部分：超越牛顿的疆域——量子世界的基石 本书的开篇，并未停留在对惯性系和能量守恒的常规探讨，而是直接切入了现代物理学的核心——量子力学及其场论的精炼表述。我们旨在构建一个完整的、逻辑自洽的框架，用以理解原子核内外的奇异行为。 1. 场论的优雅与必要性： 我们详细论述了为什么经典的粒子概念无法描述高能物理现象，并系统介绍了量子场论（QFT）的数学结构。这不仅仅是引入了粒子作为场的激发态这一概念，更重要的是，我们深入探讨了重整化方法的精髓。我们将展示，重整化并非是理论上的“妥协”，而是描述物理系统在不同尺度下行为的内在要求。通过对费曼图的细致解析，读者将能够理解无质量光子与带质量电子如何通过虚粒子交换产生可观测的物理效应，例如兰姆位移的精确计算。 2. 规范场论：相互作用的几何化描述： 本书着重探讨了描述自然界基本力的数学框架——规范对称性。我们不满足于仅仅介绍“电磁力对应U(1)规范群”这样的结论，而是追溯了杨-米尔斯理论的诞生历程。我们会详细分解非阿贝尔群（如SU(2)和SU(3)）如何自然地引入了自相互作用的规范玻色子（如胶子），从而构建出描述强相互作用的量子色动力学（QCD）的骨架。这部分内容将着重于禁闭（Confinement）现象的理论尝试性解释，以及渐近自由（Asymptotic Freedom）的物理图像，展现了在极短距离下夸克行为的奇异反直觉性。 3. 费米子与反物质的深层联系： 狄拉克方程的引入是理解自旋与相对论统一的关键。本书将深入探讨狄拉克方程如何自然地预言了负能态，并最终引出了反物质的概念。我们将通过洛伦兹协变性这一基本要求，阐释为什么每一种物质粒子都必须对应一个反粒子，以及这种对称性在粒子衰变和湮灭过程中的体现。 --- 第二部分：标准模型的构建与局限 在扎实的场论基础上，我们开始组装描述已知基本粒子和三种基本作用力的“标准模型”。 1. 弱相互作用的重塑： 本书详细描述了如何通过自发对称性破缺（SSB）机制，赋予W和Z玻色子质量，同时保持电弱理论的规范协变性。希格斯机制的数学形式被清晰地推导出来，重点在于解释为何质量的产生是局域且内在的，而非简单地通过外加的质量项来“修补”理论。对夸克代和轻子代的组织结构（如汤川耦合）进行了详细分析，以理解不同代之间质量差异的来源。 2. 粒子物理实验的窗口： 我们不仅关注理论，更关注如何通过大型强子对撞机（LHC）等实验来验证这些理论。内容涵盖了高能散射截面的计算、束流的定制、以及希格斯玻色子的发现所依赖的信号与背景分离技术。重点在于解读实验数据中“新物理”迹象的敏感性和局限性。 3. 标准模型的失败之处： 至此，我们已描绘了迄今为止最成功的物理理论。但本书的价值在于指出其内在的矛盾和缺失： 引力的缺席： 标准模型完全无法容纳广义相对论，量子引力仍然是空白。 中微子的质量之谜： 标准模型最初预测中微子无质量，但中微子振荡现象证实它们具有微小的质量，这要求对模型进行扩展（如引入惰性中微子）。 层次问题（Hierarchy Problem）： 为什么希格斯玻色子的质量（约125 GeV）相比普朗克尺度（$10^{19}$ GeV）如此之小，且未被量子修正放大到极高值？ 暗物质和暗能量： 观测到的宇宙物质和能量中，绝大部分（约95%）并不包含在标准模型粒子集中。 --- 第三部分：探索未知——宇宙学与量子引力的前沿猜想 本书的最后一部分，将物理学的目光从微观尺度拉伸至整个宇宙的命运，探讨如何用超越标准模型的框架来解释这些观测到的悖论。 1. 现代宇宙学的基石：暴胀理论与微波背景辐射： 我们深入探讨了暴胀理论（Inflation）如何解决了大爆炸模型的视界问题、平坦性问题和磁单极子问题。重点在于分析暴胀的“慢滚（Slow-Roll）”参数如何与原初引力波（B模式偏振）和原初密度涨落的谱指数关联起来。对宇宙微波背景（CMB）的各向异性图谱（如$Lambda$CDM模型拟合）的解读，被视为检验暴胀模型和暗能量性质的最强工具。 2. 超越引力：弦理论与圈量子引力（LQG）的哲学分野： 面对量子引力的困境，我们对两种主要的候选理论进行深入且批判性的审视。 弦理论（String Theory）： 探讨了M理论如何提供一个统一框架，将所有基本作用力和物质统一在振动的弦模式中。重点解析了对偶性（Duality）的概念，特别是AdS/CFT对偶性如何提供一个非微扰的量子引力模型（通过全息原理）。同时，也审视了其对额外维数的依赖以及“景观（Landscape）”问题带来的预测能力挑战。 圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）： 阐述了LQG如何通过对时空本身的离散化来避免奇点，并展示了它是如何从广义相对论的变量替换中自然涌现出来的。我们关注其在解决黑洞熵和早期宇宙动力学方面的初步成果。 3. 暗物质的候选者： 本书将详细回顾实验上寻找的几大类暗物质候选者，超越了传统的WIMP（弱相互作用重粒子）模型。我们讨论了轴子（Axions）作为极轻量级粒子如何能同时解释暗物质和强CP问题；以及重子声波（BAO）观测如何限制了暗物质的有效温度和非相对论性。 --- 总结： 本书旨在为读者提供一个结构严谨、概念前沿且具有批判性思维的现代物理学全景图。它假设读者已具备坚实的数学基础，并渴望跳出基础课程的界限，直接面对物理学理论的最深处和最广阔的尺度。它不是对已知知识的梳理，而是对未知领域的系统性探索，旨在激发读者对宇宙终极奥秘的探究热情。

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这本《物质的奥秘》读完后，我的脑海中仿佛被打开了一扇通往微观世界的大门。作者的叙述方式极其细腻，从原子核的结构到夸克的基本性质，每一个概念的引入都像是精心铺设的阶梯，让我这个物理门外汉也能循序渐进地跟上节奏。特别是关于量子纠缠的那一章，它没有用那些晦涩难懂的数学公式吓退读者，而是通过一系列引人入胜的思想实验，将这种“幽灵般的超距作用”描绘得既神秘又合乎逻辑。我记得有一段描述电子的波粒二象性，作者巧妙地将它比作一位性格捉摸不定的艺术家，时而展现出固定的形态，时而又弥散成一片灵动的色彩区域，这种文学性的比喻极大地降低了理解的难度。而且，书中对不同物理学流派之间的争论也有所涉及，比如爱因斯坦和玻尔在诠释上的分歧，这些历史的侧面使得理论的推演过程充满了人性的光辉和思想的碰撞，让人感觉物理学不是冰冷的定律集合，而是一部波澜壮阔的求真史诗。全书的插图和图表也极为用心，那些三维的分子轨道图清晰到仿佛触手可及，极大地方便了空间想象力的构建。

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我一直在寻找一本能系统讲解“场”这个概念的书，市面上的选择要么过于数学化，要么对场的描述过于模糊。《量子场论导览》这本书在这方面做得尤为出色。它巧妙地避开了高深的拉格朗日量和规范场理论的复杂细节，转而聚焦于场的“实在性”和“相互作用”的本质。作者首先用流体动力学的类比来介绍场的连续性，然后逐步过渡到电磁场，再到后来更抽象的希格斯场。书中对“零点能”的讨论尤其发人深省，它揭示了真空并非真正的空无一物，而是充满了随机涨落的量子涟漪。这种将抽象概念具象化的能力，是这本书最大的亮点。此外，它对早期量子场论先驱们，比如狄拉克，在处理电子自旋问题时所经历的挣扎和突破的描述，充满了历史的厚重感。阅读体验上，这本书的排版和字体选择非常考究，大量的留白设计让长时间阅读眼睛不易疲劳，这对于需要深入思考的物理主题来说，是一个非常友好的细节设计。

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说实话，刚拿起《力学万象录》的时候，我有些担心它会像很多同类书籍一样，充斥着大量的运动方程和复杂的微积分。然而，出乎意料的是，这本书的重点似乎完全放在了“为什么”和“如何应用”上，而非“如何推导”。作者似乎有一种天赋，能够将牛顿力学中那些看似枯燥的惯性系、动量守恒等概念，转化为日常生活中的实际问题。例如，书中用了整整一章来分析抛体运动在不同大气密度下的轨迹变化，并结合了古代战争中投石机的设计原理进行对比分析。这种跨学科的视角，让原本僵硬的公式活了起来。最让我印象深刻的是关于角动量守恒的应用部分，作者深入探讨了花样滑冰运动员收紧手臂后加速旋转的物理机制，并用清晰的图解说明了力矩和角动量的关系，这比任何抽象的定义都要来得深刻和易于记忆。这本书的语言风格是那种非常务实、略带幽默感的工程学口吻，读起来让人感觉不是在听课，而是在跟一位经验丰富的工程师探讨工作中的难题。

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我近期涉猎了几本关于宇宙学和理论物理的著作，坦白说，大部分都或多或少带有一些“故作高深”的倾向，但《时空涟漪》这本书简直是一股清流。它最让我称道的一点是，它没有将精力过分集中在那些尚未被实验验证的前沿猜想上，而是扎实地回顾和梳理了经典物理学是如何一步步走向现代物理学的坚实基础。作者对热力学第二定律的阐述，简直是教科书级别的清晰度。他没有满足于仅仅给出熵增的数学表达式，而是深入挖掘了其统计力学层面的根源，并将其与信息论的概念巧妙地联系起来。读到那里，我忽然明白了为什么时间总是朝着一个方向流逝——那不是某种绝对的宇宙法则，而更像是一种概率上的必然。此外，书中对法拉第电磁感应定律的介绍也令人耳目一新，它侧重于对实验现象的直观描述，而不是直接抛出麦克斯韦方程组的繁琐推导，这使得初学者也能快速建立起对电磁场基本概念的直观感受。这本书的节奏把控得非常到位，总是在你快要感到疲劳时，用一个巧妙的历史轶事或一个震撼人心的实验结果将你的注意力重新拉回来。

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这本《热力学与统计物理的和谐》给我带来的感触，是一种对世界秩序的深刻理解。它不像一般的教材那样急于建立宏观的热力学定律，而是从微观粒子随机碰撞的视角，一步步构建出宏观的温度、压力和熵。作者在解释玻尔兹曼分布时，没有直接给出复杂的指数公式，而是通过模拟一个有限数量的气体粒子在不同能量状态下最可能的排列组合方式，来直观地展示统计学的力量。这种自下而上的构建方式，极大地增强了对“统计平均”的信任感。让我印象深刻的是，书中对黑体辐射的描述，它没有简单地归咎于“紫外灾难”，而是详细描绘了普朗克是如何为了解决一个看似局限的实验问题，而被迫引入“量子化”这一革命性概念的。这种对科学突破过程中人文精神的刻画，让整个理论体系变得立体而有温度。这本书的结构安排非常严谨，从微观的分子运动到宏观的卡诺循环，逻辑链条清晰得如同瑞士钟表的齿轮咬合，让人在阅读过程中几乎找不到可以质疑或感到困惑的逻辑断点。

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