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出版者:机械工业出版社

作者:陈清泉

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:2005-9

价格:48.00元

装帧:

isbn号码:9787111171195

丛书系列:

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《宇宙的低语：从量子纠缠到时空几何》 内容简介 本书是一部跨越多个前沿物理学领域的深度探索之作，旨在带领读者领略现代物理学最引人入胜的谜题与最宏大的理论构想。全书结构严谨，逻辑清晰，从微观世界的奇特现象出发，逐步铺陈至宇宙学尺度的宏伟图景，力求在保持科学严谨性的同时，激发读者对自然界终极规律的好奇心与敬畏感。 第一部分：量子世界的迷宫 本部分聚焦于微观粒子的奇特行为，这是理解物质本质的基石。我们首先从经典物理学的局限性切入，回顾黑体辐射与光电效应如何催生了量子力学的革命。随后，重点深入探讨量子力学的核心诠释：波函数的物理意义、海森堡不确定性原理的深层含义，以及哥本哈根诠释与多世界理论之间的哲学争论。 重头戏在于量子纠缠（Quantum Entanglement）的详细阐述。我们将追溯贝尔不等式的实验验证历史，解析“鬼魅般的超距作用”如何颠覆了我们对定域性和实在性的传统认知。书中不仅会介绍纠缠态的数学描述（如贝尔态），还将讨论其在量子计算（如量子比特的构建、Shor算法和Grover算法的原理简介）和量子通信（如量子密钥分发QKD的安全性基础）中的实际应用潜力。同时，也会触及退相干现象及其对宏观量子效应观测的挑战。 此外，本部分还将梳理量子场论（QFT）的初步概念，解释费米子与玻色子的区别，以及它们如何通过量子化电磁场、强相互作用和弱相互作用，构筑了我们所知的粒子物理标准模型的基础框架。 第二部分：时空与引力的本质 在理解了微观世界的规则之后，本书将视角转向宇宙的结构与演化，探讨爱因斯坦的广义相对论及其对时空概念的彻底重塑。 首先，我们将详细解析狭义相对论的基石——光速不变原理与洛伦兹变换，并探讨这些看似简单的假设如何导致时间膨胀和长度收缩等反直觉的结果。 核心内容将集中于广义相对论（General Relativity, GR）。书中将以直观而非纯数学的方式，解释引力并非一种力，而是时空弯曲的几何效应。通过类比橡胶膜上的球体运动，清晰描绘出爱因斯坦场方程的物理图像。章节将详细分析GR的几个关键预言及其观测证据： 1. 水星近日点进动的精确解释。 2. 引力红移现象及其在地球上的精确测量。 3. 引力透镜效应，包括单像、双像和爱因斯坦环的形成机制，并结合最新的天文观测数据，展示暗物质分布研究中的应用。 4. 黑洞物理：从史瓦西半径的推导，到事件视界的概念，再到克尔黑洞的能层。我们将探讨信息悖论的最新进展，以及“防火墙”假说等激进理论的尝试。 本书的另一大亮点是引力波天文学的兴起。我们将回顾LIGO和Virgo探测器的原理，解析双黑洞并合、中子星并合事件产生的引力波信号（如GW170817），及其对检验强引力场下物理定律的革命性意义。 第三部分：宇宙的起源与命运 基于量子场论和广义相对论的结合，本部分深入探讨宇宙学的核心问题。 我们将从大爆炸模型的标准图像开始，梳理宇宙微波背景辐射（CMB）的发现及其作为“婴儿宇宙快照”的重要性。CMB的各向异性和微小波动如何成为我们理解早期宇宙的宝贵信息来源。 随后，焦点转向宇宙暴胀理论（Inflation）。我们将解释暴胀如何解决了平坦性问题、视界问题和磁单极子问题，并阐述暴胀的量子涨落如何“冻结”下来，成为今日星系团分布的种子。 令人兴奋的部分将集中在暗物质与暗能量。本书将梳理寻找暗物质的各种实验方法（直接探测、间接探测和对撞机制），并分析WIMPs、轴子等主要候选粒子模型的现状。对于暗能量，我们将探讨它对宇宙加速膨胀的驱动作用，并对比“宇宙学常数”与“精质”（Quintessence）模型的优劣。 第四部分：通向新物理的桥梁 最后，本书将目光投向当前理论物理学面临的终极挑战——将量子力学与广义相对论统一起来。 我们将简要介绍量子引力理论的尝试： 1. 超弦理论/M理论：解释额外的空间维度、超对称性的必要性，以及它作为“万有理论”的潜力与面临的“景观问题”。 2. 圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）：探讨时空本身的离散化（量子化）概念，以及它对黑洞奇点和宇宙大爆炸奇点的潜在解决。 本书结尾处，我们不会给出任何确定的答案，而是以开放的姿态，引导读者思考物理学未来的方向：我们是否正处于一个新物理学范式诞生的前夜？那些隐藏在暗物质和暗能量背后的基本规律，将如何彻底改变我们对自身在宇宙中地位的认知？ 致读者 本书旨在为具有一定科学素养的读者提供一个深入、全面且富有洞察力的现代物理学导览。阅读过程中，无需恐惧复杂的数学公式，因为我们更侧重于公式背后的物理图像和概念深度。这是一次关于宇宙本质、时间与空间极限的深刻思考之旅。

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阅读这本选集的过程，更像是一场与一位杰出学者跨越时空的深度对话。虽然我尚未完全消化其中的所有论点，但仅凭那些开篇的致谢和序言中流露出的朴素情怀，已经能感受到作者那份对科学事业近乎痴迷的热爱与坚韧不拔的探索精神。那些关于研究历程中的困惑、如何克服瓶颈的描述，远比冰冷的结论更具感染力。它不仅仅是知识的罗列，更是一部治学精神的史诗。读到某些篇章，我仿佛能看到那个时代研究环境的局限性，以及作者如何在资源匮乏或理论尚未成熟的条件下，硬是凭借着超凡的智慧和毅力开辟出一条新路。这种“人”的因素渗透在严谨的公式和图表之间，使得整本书的厚度不仅仅是页数上的累加，更是精神层面的丰富。这对于正处于学术迷茫期的年轻研究者而言，无疑是一剂强心针，它激励我们去面对研究中必然出现的挫折与孤寂。

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这本书的装帧设计简直让人眼前一亮，封面采用了经典的深蓝色调，配以烫金的书名和作者姓名，散发出一种沉稳而庄重的学术气息。纸张的选择也相当考究，触感温润，厚度适中，翻阅起来毫不费力，让人联想到那些精心制作的珍藏版书籍。拿到手里沉甸甸的感觉，本身就暗示了内容的厚重与价值。不过，对于日常阅读来说，这样的硬壳装帧可能在便携性上略显不足，如果能附赠一个质感不错的布面书套就更完美了。书脊的设计简洁明了，清晰地标示了出版信息，即便是放在图书馆的书架上，也能一眼被认出来。整体而言，从物理接触的角度看，这本选集无疑是一件值得收藏的艺术品，它不仅仅是知识的载体，更是一种对作者学术成就的致敬。我个人非常欣赏这种对细节的坚持，它让阅读过程本身也变成了一种享受，是对知识的尊重。 这种精心打磨的实体书，远比冰冷的电子文档更能激发我去深入研读其中的每一篇文字。

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从语言风格和论述深度的角度来看，这套选集体现了典型的、高度专业化的学术语言特点。句式结构复杂，术语密集，充满了严谨的逻辑推理和精确的数学表达。这对于我们这些长期在相关领域深耕的人来说，无疑是如饮甘泉，每一次阅读都能带来新的启发和对原有认知的修正。然而，我必须指出，这种深度也可能成为一道不小的门槛。如果一位刚接触这个领域的学生想要快速掌握核心概念，可能会因为措辞的晦涩和理论体系的庞大而感到吃力。因此，我建议，如果未来再版，能否考虑在某些经典篇章后增加“导读”或“核心思想提炼”的部分，用更通俗的语言对那些关键性的概念进行解读，形成一种“专家阅读”与“初学者辅助”并重的阅读体验。即便如此，这种不加妥协的原始文本呈现，也最大程度地保留了作者的原始思考痕迹，这是无可替代的宝贵财富。

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这本书的装帧设计和排版质量给我留下了深刻的印象，特别是那些图表和公式的呈现方式，简直是教科书级别的标准。通常情况下，涉及到复杂图形和多层级公式的印刷品，很容易出现模糊、错位或者墨迹渗透的问题，但这本选集处理得极为出色。所有的示意图线条清晰锐利，即便是微小的坐标轴刻度和图例也能清晰辨认，这对于需要依赖视觉辅助来理解复杂模型的读者来说，至关重要。更令人称赞的是，公式块的对齐和字体选择都非常规范化，没有出现任何影响阅读流的干扰。我甚至特意对比了其中几篇论文在不同期刊上发表时的原始排版，发现这里的重排工作做得非常到位，既保持了原意，又提升了整体的美观度和可读性。这说明出版方在校对和制版环节投入了巨大的心血，体现了对学术成果的最高敬意，是对读者时间成本的尊重，绝非草率付印的产物。

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我花了整整一个下午的时间，大致浏览了目录结构和部分章节的引言部分，不得不说，这本选集在内容组织上的逻辑性极强，展现了编者深厚的学术功底。它似乎遵循了作者研究脉络的发展顺序，从早期的基础性探索，到中期的关键性突破，再到晚期的系统性总结，脉络清晰，层次分明。每一个章节的开头都附带了简短的背景介绍，这对于非专业领域的读者来说，无疑是极大的便利，它有效地降低了进入高深理论的门槛，让人可以逐步适应作者的思想体系。我特别留意了那些被标注为“里程碑式”的论文，它们的摘要部分就已经足够引人入胜，语言凝练却信息密度极大，充满了严谨的科学论证的张力。这种结构安排，使得即便是零散的阅读，也能感受到知识的连续性，而不是一堆孤立的研究报告的堆砌。它更像是一部精心编排的交响乐，各个乐章之间有着内在的呼应与递进，让人忍不住想要一探究竟。

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