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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:9.0

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isbn号码:9787040030334

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• 计算技术
• 习题集
• 计算机基础
• 编程入门
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图书简介： 书名：星辰的低语：宇宙学前沿探索 作者： 李明哲，张静宜 出版社： 苍穹文化 出版日期： 2024年10月 --- 一、 导言：追问起源与终结的史诗 《星辰的低语：宇宙学前沿探索》是一部深度剖析当代宇宙学最新研究成果的专著。本书并非枯燥的公式推导手册，而是一场带领读者穿越时空，直抵宇宙最深处奥秘的认知之旅。我们生活的宇宙，从诞生之初的奇点，到如今广袤无垠的星系网络，再到那笼罩一切的暗物质与暗能量，每一个组成部分都充满了未解之谜。本书旨在系统梳理和阐释近年来，特别是在过去十年中，由大型望远镜阵列、高精度空间探测器以及理论物理学突破所带来的关于宇宙的全新图景。 本书的撰写，根植于对当前粒子物理学与广义相对论完美结合的迫切需求。它聚焦于那些尚未被标准模型完全解释的现象——从宇宙微波背景辐射（CMB）的微小极化斑点，到引力波探测所揭示的极端时空事件，再到对早期宇宙暴胀理论的精确检验。我们力求以严谨而不失文采的笔触，描绘出人类认知边界是如何被不断拓宽的。 二、 核心篇章概览：解构时空的四大支柱 本书内容结构严谨，分为四个主要部分，层层递进地构建起现代宇宙学的宏伟框架： 第一部分：回溯：宇宙的黎明与早期演化 本部分深入探讨了宇宙诞生的最初瞬间。我们详细考察了暴胀理论的最新发展，包括其对平坦性问题和视界问题的解答，并讨论了当前实验数据（如普朗克卫星的观测）对不同暴胀模型的限制。重点分析了原初引力波的可能信号，以及如何通过检测其B模极化来寻找暴胀的直接证据。此外，我们还细致回顾了核合成纪元，计算了早期宇宙中轻元素丰度的精确预测值，并将其与观测结果进行对比，这为我们理解物质的起源提供了关键的时间窗口。我们并未涉及任何关于计算机算法优化或特定应用软件的讨论。 第二部分：暗的领域：暗物质与暗能量的身份之谜 宇宙质量-能量预算的绝大部分由我们看不见、摸不着的力量主宰——暗物质和暗能量。本部分是本书的重点之一。 暗物质的搜寻前沿： 我们详尽对比了三种主要的实验路径：直接探测（如氙气和氩气实验）、间接探测（如宇宙射线和伽马射线观测）以及对粒子加速器数据的分析。本书详细剖析了WIMP（弱相互作用重粒子）模型的局限性，并转而关注轴子（Axion）以及更轻的暗物质候选者。我们强调了对星系尺度引力效应的精确建模，特别是对矮星系中“核心-霉脆”问题的不同解释。 暗能量的本质探究： 宇宙加速膨胀的驱动力——暗能量，是当前物理学最大的挑战之一。我们系统梳理了$Lambda$CDM模型（Lambda-Cold Dark Matter）的基础，并批判性地评估了对精细结构常数随时间变化的观测限制。同时，我们深入探讨了诸如Quintessence（精质）等动态暗能量模型，以及如何利用大型巡天项目（如DESI和Euclid）的数据来区分真空能与其他形态的动态场。 第三部分：时空结构的宏伟蓝图：大尺度结构与星系形成 宇宙并非均匀分布的，而是形成了一个巨大的“宇宙网”。本部分侧重于观测宇宙学，研究物质在引力作用下如何组织成团簇、长城和空洞。 我们详细分析了星系形成和演化的数值模拟结果，从早期气体冷却到恒星形成反馈机制的复杂相互作用。重点讲解了星系际介质（IGM）的加热和再电离历史，这是宇宙从“黑暗时代”过渡到如今光芒万丈的关键阶段。本书引入了最新的宇宙学扰动理论，用以精确预测当前可观测结构与早期扰动之间的关联，尤其关注了重子声学振荡（BAO）作为“标准尺”在测量哈勃常数和物质密度中的应用。 第四部分：超越边界：引力波、黑洞与多重宇宙的猜想 随着LIGO/Virgo/KAGRA等引力波天文台的投入使用，我们开启了“多信使天文学”的新时代。 引力波的宇宙学启示： 我们不关注任何特定计算工具的使用，而是集中于引力波信号本身所蕴含的物理信息。例如，双中子星并合产生的电磁对应体如何帮助我们校准哈勃常数（标准汽笛）。我们讨论了对超大质量黑洞合并事件的探测，以及这如何检验广义相对论在强引力场下的有效性。 量子引力的线索： 在理论前沿，本书简要介绍了弦论和圈量子引力等尝试统一量子力学与广义相对论的努力。我们谨慎地探讨了多重宇宙（Multiverse）的概念，特别是其在永恒暴胀或景观理论中出现的可能性，并强调了当前将这些理论与可观测宇宙学联系起来的挑战性。 三、 读者定位与价值 《星辰的低语》的目标读者是具有扎实物理学或天文学基础的高年级本科生、研究生以及致力于前沿研究的科研人员。本书避免了教授如何操作特定软件或进行常规数值分析的细节（如编程语言、编译优化、数据结构等），而是专注于物理图像的构建、理论模型的精妙之处以及实验观测的物理意义。 本书的价值在于，它提供了一个高度综合、与时俱进的视角，将分散在各个子学科（从粒子物理到宇宙学）的最新突破整合在一起，帮助读者构建起一个全面、连贯的现代宇宙学知识体系。它挑战读者去思考那些尚未被解决的问题，激励他们投身于这门仍在快速发展的科学领域。 --- 关键词： 宇宙学、暗物质、暗能量、暴胀理论、引力波、宇宙微波背景、大尺度结构、早期宇宙。

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从宏观角度来看待这本习题集，它真正体现了“集大成”的意义。它涵盖的知识范围非常广阔，几乎横跨了计算机科学核心课程的多个重要分支，从基础的计算理论到面向对象设计、再到初步的系统编程概念，都有所涉及。这种广度意味着，它不仅仅适用于某一门特定课程的复习，更像是整个计算机科学专业基础知识的一次全面体检。我发现，即使是那些看似不相关的知识点，在某些综合性习题中也会被巧妙地融合在一起，要求读者必须具备将不同模块知识融会贯通的能力。这种对知识体系整体性的考察，远比只关注单一知识点的深度训练更有价值。它迫使我不能仅仅停留在某个领域的专家，而要努力成为一个“T”型人才，对整个技术栈都有所涉猎和理解，这对于巩固我的专业基础起到了不可替代的作用。

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我花了整整一个下午的时间，沉浸在书中前几章关于离散数学和集合论的部分，感受到了编者在构建知识体系上的深思熟虑。这本书的题目设置并非简单的知识点堆砌，而是展现出一种循序渐进的递进逻辑。起始的题目往往非常基础，像是为初学者搭建稳固的地基，确保核心概念被牢牢掌握；随后，难度开始逐步攀升，引入了需要多步骤推理才能得出结论的综合性问题。比如，在讲解图论算法时，作者没有直接抛出那些晦涩难懂的证明过程，而是通过一系列精心设计的应用场景题目，引导我们自己去发现和构建解决方案，这种“授人以渔”的教学方式，比死记硬背公式有效得多。我尤其欣赏其中一些开放性的讨论题，它们迫使我跳出课本的固有框架，思考不同技术路线的优劣，这对于培养独立思考能力至关重要。这种由浅入深、层层递进的习题编排，让学习过程不再是枯燥的机械训练，而更像是一场逻辑思维的攀登之旅。

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这本《计算技术习题集》的装帧设计着实令人眼前一亮，那种沉稳的深蓝色封面配上简洁的银色字体，透露出一种严谨而专业的学术气息。刚翻开书本时，我首先注意到的是纸张的质感，厚实而略带磨砂的触感，即使用力翻阅也不会轻易损坏，这对需要反复查阅和标记重点的理工科学习者来说，无疑是一个加分项。更值得称赞的是其排版布局，每道习题的编号和题目之间的留白恰到好处，使得阅读体验非常流畅，不会有那种被密密麻麻文字塞满的压迫感。例如，在处理那些涉及到复杂算法描述的题目时，清晰的字体和合理的行距，极大地降低了理解的难度。封面设计虽然朴素，但侧面印制的技术图标和微小的二维码设计，暗示着其内容可能与前沿技术有所关联，这让我对后续的章节内容充满了期待。总而言之，从外在来看，这是一本制作精良、注重细节的教材辅助读物，体现了出版社对专业学习资料的敬畏之心。

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在解决一个中等难度的递归问题时，我不得不承认，我对配套的答案解析部分产生了强烈的依赖，但这种依赖并非源于偷懒，而是因为解析本身的质量实在太高了。通常的习题集解析往往只是简单地写出最终结果，或者给出极其简略的推导过程，让人看了等于没看。然而，这本书的解析部分，对每一个关键的解题步骤都进行了详尽的、甚至是“啰嗦”的阐述。它会清晰地标明“这里是应用了什么定理/性质”，以及“为什么选择这种数据结构而非另一种”。特别是对于那些容易出错的边界条件处理，解析会用专门的段落进行提醒和分析，这种细致入微的讲解，甚至比一些课堂笔记还要全面。对我来说，这本习题集的价值，有一半是来自于题目本身，另一半则来自于这套近乎完美的、可供自我纠错和反思的解答系统。

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这本书的亮点之一在于其对实际工程问题的渗透能力。很多习题不仅仅停留在理论层面，而是巧妙地融入了现代计算领域中常见的实际应用场景。比如，在涉及到数据结构与算法的部分，许多题目是以模拟数据库查询优化、网络数据包处理流程或者并行计算任务分配为背景的。这种贴近现实的命题方式，极大地激发了我将所学知识与未来职业发展联系起来的兴趣。我曾遇到过一道关于资源调度冲突的习题，它要求我们用特定的算法来最小化延迟，这让我立刻联想到了云计算平台中的虚拟机分配问题。解答这类习题的过程，仿佛是一次微型的项目实战演练，不仅检验了我的理论掌握程度，更锻炼了我在有限条件下寻找最优解的工程思维。如果说教科书是理论的殿堂，那么这本习题集就是将理论应用于实践的沙盘，是连接学术与工业之间的重要桥梁。

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