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出版者:化学工业出版社

作者:熊开元

出品人:

页数:240 页

译者:

出版时间:1987年12月1日

价格:12.0

装帧:平装

isbn号码:9787502514679

丛书系列:

图书标签:

• 仪器分析
• 分析化学
• 化学分析
• 分析仪器
• 光谱学
• 色谱学
• 电化学分析
• 质谱
• 原子光谱
• 分子光谱

书籍名称：《宇宙的低语：从量子泡沫到星系形成》 内容简介 本书是一部面向对宇宙学、基础物理学及天体物理学抱有浓厚兴趣的非专业读者和初级研究人员的深度科普与理论综述。它并非一部聚焦于实验室仪器或化学分析方法的著作，而是带领读者进行一场跨越时间和尺度的、对宇宙本质的探索之旅。全书以严谨的科学框架为骨架，辅以生动形象的语言和丰富的历史背景，力求将最前沿的物理学概念转化为可理解的知识体系。 第一部分：时空织锦的微观基础——量子引力之谜 本部分着重探讨了我们对物理学最基本定律的理解的边界，尤其关注于如何调和支配宏观世界的广义相对论与支配微观世界的量子力学。 第一章：实在的基石：标准模型与局限 我们从粒子物理学的“标准模型”出发，简要回顾了构成物质的基本粒子（夸克、轻子）及其相互作用（强核力、弱核力、电磁力）的成功之处。然而，本书立即指出其局限性：它无法解释引力，也无法解释暗物质和暗能量。我们将深入探讨希格斯机制如何赋予粒子质量，并引出对引力的“量子化”的迫切需求。 第二章：时空的泡沫化：量子引力学说的探索 本章的核心是量子引力理论的几种主流尝试。我们将详细介绍弦理论（String Theory）的基本思想，即粒子并非点状，而是微小的振动弦，并讨论其在高维空间（如卡鲁扎-克莱因理论的现代演绎）中的必要性。随后，我们将转向圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG），探讨其如何将时空本身视为由离散的“量子”编织而成，以及这如何避免了广义相对论在黑洞奇点处的崩溃。 第三章：普朗克尺度下的宇宙 普朗克时代（宇宙诞生后 $10^{-43}$ 秒内）是物理定律尚未完全分离的时期。本章将运用现有理论工具推测该时期的物理图景：是否存在超对称性（Supersymmetry, SUSY）来解决质子-反质子质量之谜？如果弦理论成立，我们的四维时空是如何从高维中“卷曲”出来的？这一部分充满了理论上的推演和未经验证的猜想，旨在激发读者对基础物理极限的思考。 第二部分：宇宙的演化——从暴胀到结构形成 本部分将视角从微观尺度扩展到宇宙尺度，聚焦于宇宙学的主流模型——Lambda-CDM模型（冷暗物质与宇宙学常数模型），并深入探究其中的关键机制。 第四章：暴胀的序曲 本章详细阐述了“暴胀理论”（Inflation Theory）是如何解决大爆炸模型的视界问题和磁单极子问题的。我们将分析暴胀模型中假设的“暴胀子场”（Inflaton Field）及其势能，并探讨暴胀的结束如何为后续的热大爆炸阶段播下了种子。我们将讨论暴胀留下的证据——早期宇宙微波背景辐射（CMB）中的微小温度涨落的性质。 第五章：暗物质的幽灵与证据 暗物质（Dark Matter）占据了宇宙物质总量的绝大部分，但我们无法直接观测到它。本章系统梳理了支持暗物质存在的各种观测证据：星系旋转曲线的异常、引力透镜效应的放大、以及星系团的动力学行为。我们将分类讨论候选物质，从弱相互作用重粒子（WIMPs）到轴子（Axions），并简要介绍寻找这些粒子的实验尝试（如地下深处的直接探测实验）。 第六章：宇宙的加速膨胀——暗能量的谜团 大约在几十亿年前，宇宙的膨胀速度开始加快，这被归因于一种具有负压力的神秘能量——暗能量（Dark Energy）。本章将聚焦于宇宙学常数（$Lambda$）的复兴，以及它与量子场论预测的巨大差异（真空能问题）。我们还将探讨替代性的引力理论，如修正的牛顿动力学（MOND）或五维引力模型，是否能作为解释加速膨胀的另一种途径。 第七章：结构的编织：从涨落到星系 宇宙在暴胀时期产生的微小量子涨落，是如何通过引力作用，最终演化成我们今天看到的恒星、星系和星系团的宏大结构的？本章将介绍密度涨落的线性增长理论，并详细解释暗物质晕（Dark Matter Halos）在“自上而下”或“自下而上”的结构形成过程中扮演的核心角色。我们还将审视模拟宇宙学（如Millennium Simulation）是如何重现观测到的宇宙网状结构的。 第三部分：时空边界的探索——黑洞与信息悖论 最后一部分将把焦点重新集中到爱因斯坦广义相对论的极端预测——黑洞，以及黑洞理论对量子力学基本原则构成的挑战。 第八章：时空终结点的几何学 本章将以爱因斯坦场方程的精确解（如史瓦西解和克尔解）为基础，深入描述黑洞的结构：事件视界、奇点、以及旋转黑洞的能层（Ergosphere）。我们将探讨霍金辐射的理论推导，它揭示了黑洞并非完全“黑”的，而是会随时间蒸发。 第九章：信息悖论与全息原理 霍金辐射的发现引发了物理学界最深刻的危机之一：信息悖论。如果信息（量子态）被吸入黑洞，最终却随霍金辐射以纯热态的形式蒸发，那么量子力学的基本幺正性（Unitarity）是否被破坏？本章将详细介绍信息悖论的各个方面，并着重介绍AdS/CFT对应关系（反德西特空间/共形场论对应），即“全息原理”——我们的三维时空信息可能被编码在一个二维边界上的量子场论中。 第十章：宇宙的终局与新的视角 展望未来，本章探讨宇宙最终的命运：是继续加速膨胀直到“大冻结”（Big Freeze），还是可能存在某种更剧烈的终结。同时，本书将总结当前物理学前沿的未解之谜，鼓励读者思考基础物理学向何处发展，并展望下一代观测设备（如詹姆斯·韦伯太空望远镜的后续任务、引力波探测器升级）将如何帮助我们验证或推翻这些宏大的理论构想。 --- 《宇宙的低语》旨在提供一个连贯的叙事框架，将粒子物理学的微观粒子与宏观的宇宙结构联系起来，展示现代物理学如何试图描绘一幅从普朗克尺度到宇宙尺度的、统一的实在图景。它要求读者具备对基础代数和概念的理解，但不需要复杂的微分几何或场论背景。阅读本书，将是一次对存在本质的深刻思考之旅。

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这本书的语言风格有一种老派的学术严谨性，但同时又充满了对科学探索的热情。它的句式结构往往偏长，逻辑连接词使用得非常精准，读起来需要集中注意力，但这恰恰保证了信息的密度和准确性。我记得我第一次尝试理解它对“原子吸收光谱的火焰类型选择”那一段描述时，需要反复阅读几遍，因为它将气流速度、燃料配比、基体效应以及温度场分布这几个高维度的变量交织在一起进行论证。然而，一旦这些概念在脑中构建起来，你会发现作者的论证链条是无懈可击的。这本书的叙事节奏是缓慢而坚实的，它不追求快速的阅读体验，而是要求读者与作者共同在知识的海洋中进行一次深入的潜水。对于那些习惯于快餐式阅读的读者来说，这可能需要一个适应期。但对于我这种追求扎实基础的读者而言，这种略带繁复的表达方式，反而成了它权威性的体现。它仿佛在告诉你：“这不是让你匆匆浏览的指南，这是需要你沉下心来研读的经典。”

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这本书的封面设计得非常简洁有力，深蓝色的底色配上白色的宋体字，给人一种沉稳而专业的初步印象。我原本以为这会是一本枯燥的理论教科书，没想到翻开后，其内容的组织结构之清晰，远超我的预期。作者在开篇就为读者描绘了一幅宏大的分析化学图景，从基础的误差分析到复杂的仪器原理，过渡得如同行云流水般自然。特别是对不同分析技术工作原理的阐述部分，那些复杂的物理化学过程，被作者用日常生活中常见的类比手法解释得深入浅出，比如将光谱仪的分光过程比作精心挑选的交响乐团指挥，将色谱分离比作一场精心设计的接力赛。这种生动的叙事方式，极大地降低了初学者的入门难度。而且，书中的插图质量极高，那些精密的仪器结构图和信号变化曲线，清晰到让人可以想象自己正站在实验室的操作台前。我尤其欣赏作者在讲解每一个仪器操作步骤时，都会附带一个“常见陷阱”或“优化建议”的小栏目，这体现了作者深厚的实践经验，让这本书不仅仅停留在理论层面，更像是一位经验丰富的前辈在耳边细语，手把手地指导你如何避开弯路，如何获得高质量的实验数据。对于任何希望系统性掌握分析技术的人来说，这本书无疑提供了一个坚实可靠的知识框架和实践指南。

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从装帧和印刷质量来看，这本书的出版方显然投入了极大的诚意。纸张采用了略带米黄色的高质量铜版纸，这不仅大大减轻了长时间阅读带来的眼部疲劳，也使得书中那些高精度的图表和复杂的化学结构式能够以最清晰的形态呈现出来。书脊的装订非常牢固，即便是频繁翻阅我最常参考的几个章节，也未见松动迹象，这对于一本工具书来说至关重要。我观察到，书的索引部分做得尤其详尽，几乎覆盖了每一个重要的术语、公式以及参考文献中的关键作者，使得查找效率极高，这对于需要在特定时刻快速定位信息的实验人员来说，简直是救星般的存在。此外，书中引用的参考文献覆盖面广且新旧结合得当，从经典的奠基性论文到近几年的突破性研究都有所涉猎，这保证了书本知识的时效性，同时也为希望深入研究某一特定领域的读者提供了清晰的进阶路径。总体而言，这是一部从内容到形式都体现出匠人精神的专业著作。

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这本书的独特之处在于它对“分析思维”的培养胜过对“仪器操作”的机械灌输。许多同类书籍往往堆砌了大量不同仪器的按钮说明和软件操作截图，但本书却反其道而行之，将重点放在了如何设计一个合理的分析方案上。例如，在介绍液相色谱分离时，它没有直接给出几套通用的方法，而是引导读者思考：你的目标物是什么极性？它对酸碱敏感吗？你的检测器灵敏度如何？你的样品基质复杂吗？然后，基于这些前置问题的答案，逐步推导出最佳的流动相、柱型和梯度选择。这种“以问题为导向”的教学模式，极大地提升了我的批判性思维能力。读完相关章节后，我不再是简单地重复书本上的某一个既定流程，而是能够针对一个新的、从未接触过的分析对象，独立地设计出一套初步的实验方案。这种从“知道怎么做”到“知道为什么这么做”的飞跃，是这本书给我带来的最大收获，它将分析工作从一种技术操作提升到了科学艺术的层面。

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读完这本书，我最大的感受是它在理论深度与应用广度之间的绝妙平衡。它并未满足于罗列公式和定义，而是深入挖掘了背后隐藏的物理化学基础和信号处理逻辑。举个例子，在讨论电化学分析法的章节中，作者不仅详细介绍了伏安法的原理，更是花了大量篇幅去解释电极反应的动力学限制、双电层结构的影响，以及如何通过修饰电极来提升灵敏度和选择性。这种对微观机理的深挖，对于那些希望从事方法开发或问题排查的研究人员来说，简直是如获至宝。我记得有一次我在进行一个复杂的痕量分析实验时遇到了基线漂移的问题，翻阅这本书的特定章节后，作者提供的“噪声源分类与消除策略”部分，直接指明了问题可能出在流动相的脱气效率上，那一刻的豁然开朗，至今记忆犹新。这本书的排版也非常用心，关键术语都有加粗或斜体标注，使得在需要快速查阅特定概念时，目光可以迅速定位。更难能可贵的是，它对新型分析技术如质谱联用技术（MS/MS）的介绍，保持了前沿性，但又巧妙地将其融入到已有的基础框架中，使得读者不会因为技术的快速迭代而感到知识体系的崩塌，而是能以不变应万变地理解新技术的演进方向。

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