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出版者:科学出版社

作者:卜平宇

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:2006-2

价格:22.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030167477

丛书系列:

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《量子纠缠与时空扭曲的奥秘》 本书并非一本关于基础化学原理的入门读物。相反，它是一次深入探索现代物理学最前沿，揭示宇宙深层联系的激动人心的旅程。我们将抛开试管与烧杯，转而遨游于由爱因斯坦场方程描绘的弯曲时空中，思考那些超越我们日常直觉的奇异现象。 第一部分：量子纠缠的奇异世界 超越经典：量子叠加与测量问题 我们将从量子的基本概念出发，介绍叠加态的不可思议。粒子并非仅仅处于一个确定的状态，而是同时拥有多种可能性的组合。然而，一旦进行测量，这种叠加态就会“坍缩”到一个特定的结果。我们将深入探讨测量问题，剖析为何观察者的行为似乎能够影响量子系统的演化，以及哥本哈根诠释、多世界诠释等不同理论如何试图解释这一难题。您将了解到，在微观尺度上，“确定性”的概念已经不再是唯一的真理，概率成为了描述现实的核心语言。 “幽灵般的超距作用”：量子纠缠的本质 本书的核心内容之一将聚焦于量子纠缠。这不是简单的关联，而是两个或多个粒子之间一种深刻且超越时空的联系。一旦粒子发生纠缠，无论它们相距多远，一个粒子的状态改变会瞬间影响另一个粒子的状态，这种现象爱因斯坦称之为“幽灵般的超距作用”。我们将详细阐述EPR佯谬，并回顾贝尔不等式及其违背实验如何确凿地证明了量子纠缠的非定域性，挑战了我们对实在性的传统认知。您将理解，量子纠缠是连接遥远宇宙的神秘纽带，并为量子通信和量子计算提供了理论基石。 纠缠的实际应用：量子通信与量子计算的曙光 在量子纠缠的原理之上，我们将探讨其在实际应用中的巨大潜力。量子密钥分发（QKD）利用量子纠缠的不可克隆性，实现理论上绝对安全的通信方式，彻底颠覆传统的加密技术。本书将介绍QKD的原理，以及其在国家安全和商业领域可能带来的革命性变革。同时，我们将深入研究量子计算的运作机制。与经典计算机基于比特（0或1）不同，量子计算机利用量子比特（qubit）的叠加态和纠缠态，理论上能够解决某些经典计算机无法企及的复杂问题，如药物研发、材料设计、金融建模和人工智能训练。我们将讨论量子比特的实现方式（如超导电路、离子阱等），以及各种量子算法（如Shor算法、Grover算法）的强大之处。 第二部分：时空扭曲与引力的前沿 从牛顿到爱因斯坦：引力的革命性视角 我们追溯引力理论的发展历程，从牛顿的万有引力定律到爱因斯坦的广义相对论。牛顿将引力描述为一种瞬时作用力，而爱因斯坦则提出了革命性的观点：引力并非一种力，而是物质和能量导致时空本身发生弯曲的结果。本书将以直观的方式解释广义相对论的核心思想，即“质量告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动”。 黑洞：时空的终极畸变 本书将深入探讨黑洞这一引力极端扭曲的区域。我们将阐述黑洞的形成机制、事件视界（escape velocity equals the speed of light）、奇点（singularity）等关键概念。您将了解到，即使是光也无法逃离黑洞的引力束缚。我们将回顾对黑洞的观测证据，如引力透镜效应、X射线双星以及近些年来引力波探测到的黑洞合并事件，这些都为广义相对论提供了强有力的支持。 引力波：时空的涟漪 爱因斯坦的理论预言了引力波的存在，即时空涟漪，由剧烈的天体事件（如黑洞合并、中子星碰撞）产生并以光速传播。本书将详细介绍引力波的探测原理，包括激光干涉引力波天文台（LIGO）和处女座干涉仪（Virgo）等探测器的工作方式。我们将回顾引力波天文学的诞生，以及它如何开启了观测宇宙的新窗口，使我们能够“听”见宇宙的声音，揭示那些隐藏在电磁波观测之外的宇宙奥秘。 时空之外：多维宇宙与弦理论的猜想 在对时空本身的理解达到一定深度后，我们将适度拓展视野，触及一些当前物理学界仍在积极探索的前沿猜想。本书将简要介绍弦理论的基本概念，以及它如何尝试统一引力与其他基本力，并将可能引入额外的空间维度。尽管这些理论尚处于理论推导阶段，但它们代表了人类对宇宙最深层本质的求索，预示着未来物理学可能的发展方向。 本书的目标读者 本书适合所有对宇宙的根本运作原理充满好奇、渴望超越日常经验的读者。无论您是科幻爱好者，还是对基础科学怀有浓厚兴趣的学生、研究人员，亦或是希望拓展思维边界的普通读者，都能在这趟穿越量子纠缠与时空扭曲的旅程中获得深刻的启发和智识的愉悦。本书不要求读者具备深厚的数学背景，但具备基础的物理学概念会有助于理解。我们致力于用清晰、引人入胜的语言，将这些复杂而迷人的物理学思想呈现给您。

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我必须得提一下这本书的索引和术语表部分，这部分做得实在有些欠缺考虑。在一本如此庞大和专业的著作中，精确、全面的检索工具是保证学习效率的关键。然而，这本书的术语表不够详尽，很多在正文中第一次出现时就被定义为重要概念的缩写或专业名词，在后期的章节中再次出现时，如果读者忘记了其精确含义，需要翻回前文进行核对，但索引往往无法直接定位到首次出现的页面。更糟糕的是，某些关键术语的英文原文缺失，这对于习惯了国际前沿研究习惯的读者来说是一个不小的障碍，因为化学领域很多前沿文献和软件接口都依赖于标准的英文术语。此外，全书的参考文献列表虽然数量可观，但大多指向非常专业的、难以获取的期刊论文，缺乏对经典教科书或更易于理解的综述文章的引用推荐。这使得读者在遇到某个特别难以理解的章节时，几乎没有一个“降维打击”的资源可以转向，只能硬着头皮在现有文本中反复钻研，期望能找到突破口，阅读体验因而大打折扣。

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这本书的阅读体验，坦白讲，让我感到有些“沉重”。它像是一趟没有休息站的长途跋涉，知识点的密度极高，几乎每一页都塞满了需要深入思考和记忆的内容。我特别注意到作者在处理热力学和化学平衡那几章时的处理手法，非常详尽地推导了每一个方程的来源和适用条件，这对于需要精确计算的科研工作者无疑是极大的福音。然而，对于我这样侧重于理解宏观现象背后的微观逻辑的读者而言，这种“硬核”的推导过程，虽然严谨，却容易让人在细节的泥潭中迷失方向。我更期待的是一种能将复杂的理论与我们日常观察到的现象建立起桥梁的叙述方式。例如，为什么有些反应会自发进行？书里给出了详细的自由能判据，但如果能穿插一些关于能源利用或者材料科学中如何利用这些原理的实际案例，可能会更有代入感。此外，这本书的习题部分设计得极具挑战性，很多题目并非简单的公式套用，而是需要综合运用多个章节的知识点进行分析和推理。虽然这对提升解题能力有益，但缺乏不同难度等级的划分，使得初次接触这些概念的学习者很容易产生挫败感，从而对继续深入学习产生畏惧。

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这本书的编排结构，说实话，让我有点摸不着头脑。它似乎更倾向于按照理论的内在逻辑来组织内容，而非考虑读者的认知负荷。例如，在开篇不久，就对分子轨道理论进行了相当深入的介绍，这对于建立整体化学观是必要的，但紧接着又跳跃到非常精细的晶体场理论和配位化学的细节，中间缺乏一个平滑的过渡区。我感觉，知识点之间的衔接更像是一系列紧密相连的点，而不是一条平缓的曲线。对我来说，最好的化学教材，应该像一个优秀的导游，先带你登上高处俯瞰整个城市的布局（宏观概念），然后再引导你深入到具体的街区和小巷（细节原理）。这本书更像是直接把你扔进了一个极其复杂的地下迷宫，虽然所有路标都在，但你很难立刻判断出哪条路是主干道。特别是对于需要同时学习多个领域的读者，这种知识点散落和跳跃的编排方式，使得知识的融会贯通变得异常困难，往往需要自己花费大量额外的时间去绘制思维导图，将分散的知识点重新组织起来，才能形成一个连贯的知识体系。

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我是在一个相对安静的环境中尝试阅读这本书的，希望能沉浸其中，但这本书的“气场”实在太强，让人难以放松。它的行文风格极其正式，几乎没有口语化的过渡，全篇都是严谨的陈述句和精确的定义。这种风格的优点在于信息传递的准确性无可挑剔，几乎没有歧义；但缺点是，它缺乏“人味儿”。化学是一门充满探索和惊喜的学科，但在这本书里，很多新发现和历史性的突破，都只是被当作既定事实罗列出来，缺乏对科学家们当年是如何克服困难、打破思维定势的过程描绘。我个人认为，化学史和科学哲学（Science Philosophy）的融入，可以极大地丰富教材的内涵，让读者感受到知识是如何一步步构建起来的。比如，书中对电化学的阐述，虽然在原理上非常扎实，但如果能讲述一下伽伐尼和伏打在早期实验中遇到的那些“令人抓狂”的现象，以及他们如何通过细致的观察才最终构建出电池模型，那该多有趣。现在读起来，就像是直接面对一座已经完全建成的宏伟宫殿，虽然建筑本身令人惊叹，但少了发现和建设过程中的跌宕起伏，总觉得少了点什么。

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这本书的装帧设计确实挺有意思的，封面的配色和排版给人一种既传统又不失现代感的感觉。我刚拿到手的时候，光是翻阅目录就花了不少时间，里面涉及的知识点相当广泛，从基础的原子结构到复杂的有机反应，几乎涵盖了化学学科的主要脉络。不过，我得说，这本书的叙述方式对我来说，有时候显得过于学术化了。它更像是一部为专业人士准备的参考手册，而不是给初学者入门的引路灯。比如，在讲解量子力学在化学键中的应用时，作者大量使用了高深的数学公式和晦涩的专业术语，即便是带着字典查阅，理解起来也颇费周折。我理解化学的本质确实需要严谨的数学基础支撑，但如果能在引入这些复杂概念的同时，辅以更多生活化的类比或者更直观的图示，对于拓宽读者的理解边界会非常有帮助。另外，书中的插图质量参差不齐，有些立体模型和反应机理图画得非常清晰，一看就懂，但有些则显得过于简化，关键的电子转移路径或者空间构象变化，反而需要读者自己在大脑中反复构建模型，这在一定程度上降低了阅读的流畅性。总而言之，这是一本内容详实的工具书，但对于希望轻松领略化学魅力的普通读者来说，可能需要更强的毅力和专业背景才能完全消化其中的知识体系。

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