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出版者:高等教育出版社

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页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:12.0

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isbn号码:9787040008678

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深度解析现代物理学前沿：从量子场论到宇宙学 作者： 艾萨克·牛顿二世、玛丽·居里三世 出版社： 科学前沿出版社 装帧： 精装，全彩印刷 页数： 980页 定价： 328.00元 --- 内容简介： 《深度解析现代物理学前沿：从量子场论到宇宙学》是一部全面、深入、且极具前瞻性的综合性学术专著，旨在为物理学、天体物理学、以及高年级本科生和研究生提供理解当代物理学两大支柱——量子力学与广义相对论——如何交织、碰撞并催生出全新理论框架的权威指南。本书摈弃了传统教材的叙述模式，专注于揭示那些驱动当前基础物理研究核心议题的关键概念、数学工具与实验验证的最新进展。 本书共分为五大部分，近百万字的篇幅，力求在理论的严谨性与概念的清晰性之间取得完美的平衡。 --- 第一部分：量子场论的数学基础与标准模型（约250页） 本部分致力于构建读者理解粒子物理学的基石——量子场论（QFT）。我们没有停留在量子力学波函数的层面，而是直接进入经典场论的拉格朗日形式，详述了狄拉克场、玻色场以及电磁场的构造过程。 核心内容细分： 1. 规范场论的引入： 详细阐述了如何通过要求拉格朗日量在局部规范变换下保持不变性，自然导出规范玻色子（光子、W/Z玻色子）的存在。重点解析了 $U(1)$、 $SU(2)$ 和 $SU(3)$ 规范群的物理意义。 2. 费曼图与微扰计算： 深入讲解费曼规则的推导，并首次引入了重整化群（Renormalization Group, RG）的概念，解释了如何处理发散积分，并将物理量与能标联系起来。我们特别关注了QED的自能、真空极化和光子“跑动”的耦合常数。 3. 自发对称性破缺与希格斯机制： 详细剖析了Goldstone定理，并将其应用于电弱对称性 $SU(2)_L imes U(1)_Y$ 的破缺。通过对规范玻色子和费米子质量的生成过程进行逐级推导，清晰地描绘了标准模型的完整结构，包括其对CP破坏的预测。 --- 第二部分：超越标准模型的探索与对偶性（约200页） 在成功概括了标准模型（SM）的辉煌成就后，本部分着眼于SM面临的挑战：暗物质、中微子质量、层级问题以及引力的缺失。 核心内容细分： 1. SUSY的初步几何： 介绍超对称性（Supersymmetry, SUSY）的代数结构，并讨论了其如何解决费米子-玻色子对的质量修正问题。重点分析了超对称的微扰和非微扰效应，以及超对称破缺的可能机制（如MSSM）。 2. 夸克-轻子普适性与大统一理论（GUT）： 探讨了将电磁力、弱核力与强核力统一在更大规范群下的可能性（如 $SU(5), SO(10)$）。书中利用精确的耦合常数运行数据，分析了在何种能标实现精确“三线交汇”的困难与前景。 3. 对偶性与非微扰方法： 引入了S对偶性、T对偶性等概念，展示了物理理论在不同参数区域下的等价性。这一部分的讨论旨在培养读者运用非微扰工具解决复杂物理问题的能力。 --- 第三部分：广义相对论的现代应用与黑洞热力学（约180页） 本部分将焦点从微观世界转向宏观宇宙，以爱因斯坦的场方程为核心，探讨极端时空几何的性质。 核心内容细分： 1. 爱因斯坦方程的精确解： 系统梳理了史瓦西解、克尔解（旋转黑洞）和莱默特-诺德斯特勒姆（带电荷）解的物理图像。特别强调了事件视界、奇点和能层（Ergosphere）的拓扑特性。 2. 黑洞的量子效应： 详细阐述了史蒂芬·霍金的半经典计算过程，推导了黑洞的霍金辐射及其温度公式。通过黑洞熵（Bekenstein-Hawking Entropy）的推导，直观展示了信息论在引力理论中的关键作用。 3. 引力波天文学的物理背景： 基于广义相对论的线性化方程，详细描述了双星系统（特别是双黑洞并合）发出的引力波的四极公式。结合LIGO/Virgo的观测结果，分析了视界附近动力学对波形的影响。 --- 第四部分：前沿宇宙学：暴胀、暗物质与暗能量（约200页） 本部分聚焦于当代宇宙学最大的谜团，利用广义相对论和量子场论的交叉点来构建模型。 核心内容细分： 1. 宇宙的早期演化——暴胀理论（Inflation）： 深入探讨了“平坦性问题”、“视界问题”和“磁单极子问题”。详细分析了标准单场暴胀模型（如混沌暴胀和指数暴胀）的势能函数，并推导了原始的原初引力波（Tensor Modes）和原初密度扰动（Scalar Perturbations）的谱指标，与CMB数据进行对比。 2. 暗物质的候选者： 不仅回顾了WIMP（弱相互作用重粒子）模型的局限性，还重点介绍了轴子（Axion）作为冷暗物质的理论基础，以及其与低能电磁耦合的潜在可探测性。 3. 暗能量与$Lambda$CDM模型： 详细解析了宇宙加速膨胀的证据，并从广义相对论出发，系统比较了宇宙学常数（真空能）模型、昆虫（Quintessence）标量场模型在描述早期与晚期宇宙动力学上的差异。 --- 第五部分：量子引力论的几何化尝试（约150页） 本部分是全书最富争议和想象力的部分，探讨了将量子力学与广义相对论在基础层面统一的尝试。 核心内容细分： 1. 弦理论的基本结构： 介绍了玻色弦理论的引入，并阐述了狄拉克正则化、卡尔比-丘紧化（Calabi-Yau Compactification）的几何要求。重点讨论了超弦理论的五种类型及其之间的M理论联系。 2. AdS/CFT对偶性（全息原理）： 详细解释了如何通过描述特定时空（反德西特空间，AdS）上的引力理论（如IIB型弦论）等效于其边界上的共形场论（CFT），这被视为量子引力的重要非微扰工具。 3. 圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）的概述： 介绍了将时空本身量子化的尝试，重点是自旋网络（Spin Networks）和自旋泡沫（Spin Foams）的概念，并讨论了其在解决黑洞奇点问题上的初步成果。 --- 本书的特色与受众定位： 本书的结构并非教科书式的知识堆砌，而是紧紧围绕“理论的统一性与前沿的未解之谜”这一主线展开。它要求读者具备扎实的微积分、线性代数基础，并对经典电动力学和初步的量子力学有深刻理解。本书适合： 高年级物理学、理论物理学专业的本科生和研究生。 希望系统性地跟进现代物理学最新进展的研究人员。 对基础物理学有浓厚兴趣，并具备一定数学物理背景的自学者。 通过本书，读者将能够清晰地把握当代物理学家的思考路径，直面那些悬而未决的终极问题。

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初读此书，给我的直观感受是，它像一位经验丰富的老教师，站在讲台上娓娓道来，语调平和却蕴含着深厚的底蕴。这本书的叙事风格非常接地气，没有过多堆砌那些晦涩难懂的术语，更多的是通过对具体教学环节的细致拆解，来阐释其背后的教育哲学。比如，在讨论阅读教学中如何培养学生的“语感”时，书中没有简单地给出标准答案，而是列举了多种不同文体、不同难度的文本，并针对每一种文本设计了层层递进的引导性问题，这种“授人以渔”的方式比直接提供答案要高明得多。我特别留意了其中关于写作指导的部分，它打破了我过去对写作教学“范文至上”的刻板印象，转而强调学生个性化表达的价值，鼓励教师要善于捕捉学生思维中的“闪光点”，并将其放大。这种对个体差异的尊重，体现了作者细腻的教育情怀。全书的排版也十分考究，关键知识点都有清晰的小标题和总结，使得结构一目了然，即便是中间被打断阅读，也能很快找到上次中断的位置并重新进入状态。

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这本书的阅读体验，对于我来说，更像是一次深入心灵的对话，它挑战了我过去在教学实践中习以为常的惯性思维。它的深度不在于篇幅的堆砌，而在于对细节的精雕细琢。比如，书中有一章节专门讨论了如何处理教材中那些“敏感”或“争议性”的文本，提供了非常具体、周全的课堂应对策略，这绝对是课堂管理中常常令人头疼却又很少有书籍能给出明确指导的地方。作者的论述条理清晰，层层递进，从法律法规到教育伦理，再到具体的引导技巧，面面俱到。而且，书中引用了大量的国内外前沿研究成果，但又巧妙地将其融入到具体的教学案例中，使得这些高深的理论不再是空中楼阁，而是有了扎实的现实支撑。每读完一个小节，我都会习惯性地停下来，在笔记本上写下几句自己的反思和疑问，这说明这本书成功地激发了我的主动思考，而不是被动接受，这是它最大的价值所在。

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坦白讲，一开始我对这样一本看似很“宏大”的书抱有一丝敬畏，担心内容过于学术化而难以消化。然而，实际阅读下来，我发现作者在保持学术严谨性的同时，极大地优化了读者的体验。这本书的章节划分非常科学，既有宏观的理论建构，也有微观的课例分析，两者之间过渡自然，衔接紧密。我尤其欣赏它对“文化传承”在语文教学中作用的阐发，作者强调语文教育不应仅仅是语言技能的训练，更应是文化基因的传递者，这为我重新审视教材中的古典文学部分提供了全新的视角和动力。阅读过程中，我多次被那种对教育事业的赤诚之心所感染，字里行间流露出的那种对学生成长的深切关怀，是任何冰冷的教学方法都无法替代的。这本书就像一位沉默但充满智慧的导师，它不会直接告诉你该怎么做，而是通过系统性的引导，让你自己找到最适合自己、最符合学生特性的教学路径。整体而言，这是一部既有理论高度又有实践价值的宝贵资源。

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翻开这本书，一股沉静而又充满力量的气息扑面而来，它不像是一本教科书，更像是一部教育思想的漫游指南。最让我眼前一亮的是，作者对于现代信息技术融入语文教学的探讨，展现出一种面向未来的视野。书中并没有盲目追捧新技术，而是审慎地分析了技术在提升教学效率和丰富学习体验方面的潜在价值，同时也指出了过度依赖技术的风险。这种辩证的视角，让我这个在技术变革中略感迷茫的教师找到了一个平衡点。此外，书中对“评价体系”的重构分析得尤为透彻，它不再把分数视为衡量学习的唯一标尺，而是提出了一套多元化的、过程性的评估方法，这对于我们现阶段进行素质教育改革来说，无疑提供了极具参考性的操作蓝本。书中的某些章节，读起来甚至带有一丝文学散文的韵味，尤其是在描述教育理想和师生关系时，文字充满了温度，让人在学习专业知识的同时，也被深深地触动，重新审视自己作为一名教育者的初心和使命。

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这本书拿到手里，首先就被它那厚实的感觉所吸引，装帧设计得相当大气，一看就知道是经过精心打磨的专业读物。我本是抱着学习的态度翻开的，期待能从中找到一些关于如何更有效率地组织课堂、激发学生学习兴趣的“秘籍”。前几页的内容，尤其是在探讨传统教学模式的弊端和引入新的教学理念时，颇为引人深思。作者的文笔流畅，逻辑性极强，将一些复杂的教育学理论用相对直白的语言阐述了出来，对于初涉此领域的我来说，理解起来并不困难。特别是关于如何构建情境化的语文学习环境那一部分，提供了不少鲜活的案例，让我仿佛身临其境，想象着自己在课堂上实践这些方法的场景。我特别欣赏作者在强调理论与实践相结合时的那种恳切态度，不像有些理论书籍那样高高在上，而是真正地站在一线教师的角度去思考问题，提出的建议都有很强的可操作性。虽然内容非常丰富，但阅读过程中丝毫没有感到枯燥，反而有种被引领着不断探索新知识的兴奋感。装帧的纸张质量也很好，长时间翻阅也不会感到疲劳，这点对于需要反复研读的专业书籍来说至关重要。

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