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出版者:清华大学

作者:郭书好

出品人:

页数:513

译者:

出版时间:2007-7

价格:49.00元

装帧:

isbn号码:9787302156598

丛书系列:

图书标签:

• 化学
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• 化学反应
• 结构化学
• 命名法
• 光谱学

宇宙的织锦：现代物理学导论 内容简介： 本书旨在为读者构建一幅关于我们所处宇宙的宏大而精密的图景，它不仅仅是理论的堆砌，更是一场思维的探险。我们将从最直观的日常经验出发，逐步深入到支配着原子、恒星乃至整个时空结构的深层规律之中。我们聚焦于现代物理学的两大支柱——相对论和量子力学——以及它们如何共同重塑了我们对物质、能量、时间和空间的理解。 第一部分：经典的回响与局限（The Echoes of Classicality） 在进入二十世纪的革命性思想之前，我们首先回顾牛顿力学和麦克斯韦电磁学的辉煌成就。这部分内容将精确阐述机械运动的定律、能量守恒的原理，以及光作为一种电磁波的性质。我们将通过精妙的数学模型展示这些理论在宏观尺度上的无可匹敌的准确性。然而，我们也必须正视其局限性：当速度接近光速，或当观察对象进入微观世界时，经典物理的预测开始与实验观测产生无法调和的矛盾。通过对黑体辐射和光电效应的案例分析，我们将为接下来的量子革命铺平道路，展现出经典图像在微观领域彻底崩溃的必然性。 第二部分：时空的重塑——狭义与广义相对论（The Reshaping of Spacetime） 爱因斯坦的相对论彻底颠覆了绝对时空的观念。本章将细致解析狭义相对论的核心——光速不变原理和相对性原理。我们将深入探讨时间膨胀、长度收缩、以及著名的质能等效关系 $E=mc^2$ 带来的深刻哲学意义。 随后，我们将步入广义相对论的疆域。这里，引力不再是牛顿所描述的瞬时超距作用力，而是时空几何的弯曲。我们将从等效原理出发，理解引力如何与物质和能量分布相联系。书中将详细介绍爱因斯坦场方程的结构，并结合现实观测（如水星近日点的进动、引力红移、引力透镜效应）来阐释广义相对论的强大解释力。特别地，我们会探讨黑洞的形成、事件视界的性质，以及宇宙学模型——从弗里德曼方程出发，理解宇宙的膨胀与演化。 第三部分：微观世界的奇景——量子力学（The Wonders of the Microcosm） 量子力学是描述微观粒子行为的语言。本部分将以波尔的原子模型为引子，迅速过渡到海森堡的矩阵力学和薛定谔的波动力学。我们将重点解析波函数 $Psi$ 的物理意义，以及它所蕴含的概率解释。 对核心概念的探讨将包括：量子的概念、能级的量子化、以及不确定性原理。不确定性原理并非测量技术的局限，而是自然界固有的基本属性。我们还将深入分析角动量的量子化、自旋的概念，以及泡利不相容原理对物质结构稳定性的决定性作用。 此外，对量子纠缠现象的讨论是本书的亮点之一。纠缠态展示了远距离粒子之间存在的非定域性关联，这挑战了我们对定域实在性的直觉理解。我们将探讨贝尔不等式及其实验验证，揭示量子世界中“诡异的超距作用”的本质。 第四部分：粒子之海与基本力（The Sea of Particles and Fundamental Forces） 在理解了时空和物质的量子行为后，我们转向标准模型——目前描述基本粒子及其相互作用的最成功的理论框架。本章将系统地介绍费米子（夸克和轻子）和玻色子（规范玻色子）的分类。 我们将详细考察四种基本相互作用：强核力（通过胶子的传递）、弱核力（与放射性衰变相关）、电磁力，以及引力。标准模型成功地将前三者统一在了电弱理论框架下，并预测了希格斯玻色子的存在，该玻色子赋予了基本粒子质量。本书将追溯希格斯机制的精妙之处，并探讨对标准模型的潜在修正和前沿探索，例如对中微子质量的解释、暗物质和暗能量的证据，以及超越标准模型的可能性。 第五部分：前沿与展望（Frontiers and Horizons） 最后，本书将引导读者审视那些尚未完全解决的重大物理学问题。我们将探讨量子引力的必要性，简要介绍弦理论和圈量子引力的基本思路，认识到将广义相对论与量子力学和谐统一的困难。此外，对宇宙学前沿的探索，包括暴胀理论、早期宇宙的相变，以及对更宏大结构——如多重宇宙假说的理论探讨，也将占据重要篇幅。 本书特色： 本书的叙述风格力求严谨而富有启发性，避免了晦涩难懂的纯数学推导，而是侧重于物理图像的构建和逻辑的清晰阐释。我们穿插了大量的历史背景和关键实验的介绍，使读者能够体会到物理学家是如何一步步揭开自然奥秘的心路历程。本书适合具有基础高中物理知识，渴望深入理解现代自然哲学基石的求知者阅读。它将帮助读者不仅“知道”物理定律是什么，更能“理解”这些定律如何构筑了我们现实的边界。

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这本书的封面设计充满了复古的学院气息，那种厚重的纸质感，让我想起了大学图书馆里那些泛黄的经典教材。我当初买下它，主要是冲着它宣传的“跨学科视角”去的。拿到手后，首先映入眼帘的是大量的精美插图，色彩的运用非常大胆和富有表现力，尤其是那些关于分子结构的立体模型，简直就像是艺术品。我特别喜欢它在介绍理论时所采用的叙事方式，它不是冷冰冰地堆砌公式，而是试图将化学的演化过程描绘成一出宏大的历史剧。比如，在讲到某些关键合成反应的发现时，作者会花大量的篇幅去还原当时的实验条件、科学家的心路历程以及理论突破背后的哲学思考。这使得原本抽象难懂的概念变得鲜活起来，读起来一点也不枯燥。我记得有一章专门探讨了光化学反应在自然界中的应用，它将量子力学和生物过程巧妙地联系在一起，让我这个非专业读者也感受到了科学的诗意。尽管内容深度对于资深化学家来说可能略显基础，但对于希望建立完整知识体系的入门者，或者想从更广阔的视野理解科学如何塑造世界的读者来说，这本书无疑提供了一个极佳的切入点。它的排版也很用心，旁边的空白处经常会有一些“你知道吗？”的知识点扩展，非常实用。

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说实话，这本书的阅读体验可谓是跌宕起伏。我必须承认，它在叙述的流畅度和逻辑的连贯性上，存在一些令人费解的跳跃。有时候，前一页还在详细分析一个复杂的催化机理，下一页突然就转向了环境化学的应用实例，中间的过渡生硬得让人措手不及，感觉像是不同章节被人硬生生地缝合在了一起。我花了很长时间才适应这种跳跃式的讲解风格。特别是在处理计算化学的部分，作者似乎更倾向于展示结果而非推导过程，这对于那些想深入了解算法基础的读者来说，无疑是一种遗憾。我不得不频繁地查阅其他资料来填补这些逻辑断层。然而，不可否认的是，这本书的“野心”非常大。它试图在一个相对有限的篇幅内，覆盖从基础的官能团反应到前沿的材料科学应用等多个领域。这种“大而全”的特点，使得它更像是一本工具书的精简版，而不是一本专注于某一深度的专著。对于需要快速了解某个领域概貌的人来说，这种并置的结构或许能起到快速定位的作用。但如果期望得到深入、系统的论证，这本书的广度最终可能会成为它的深度障碍。

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这本书在关于“绿色化学”和可持续发展的章节中，展现出令人耳目一新的前瞻性。与其他教材只是简单地提及“原子经济性”和“溶剂选择”不同，作者深入探讨了化学工业在当前全球气候变化背景下面临的伦理困境和创新压力。它并没有回避工业化进程中不可避免的污染问题，而是将其置于一个更宏大的社会责任框架下进行讨论。例如，它详细对比了两种不同合成路径在整个生命周期评估（LCA）下的环境影响，从原材料的开采、能源的消耗，到最终产物的降解，数据详实且分析透彻。这种跨越传统化学边界，引入环境科学和社会学的视角，是这本书最让我印象深刻的地方。它成功地让读者意识到，化学研究不再是实验室里一个封闭的纯粹科学活动，而是与人类未来息息相关的关键领域。虽然这部分内容在数学模型的运用上略显复杂，需要一定的工程学背景才能完全消化，但其所传递出的“负责任的科学”的理念，远远超出了任何一本纯粹的技术手册所能给予的价值。

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这本书最让我感到惊喜的是它对“工具”的介绍，而不是单纯的“知识”。它花了好几个章节来专门讨论现代化学家实际工作中使用的软件和数据分析方法。这部分内容绝对是市面上同类书籍中很少见的。它没有停留在理论层面，而是手把手地教你如何利用计算模拟来预测反应路径的能垒，如何通过谱图解析来确认化合物的绝对构型。这种极强的实践导向，让我感觉自己仿佛正在进行一个实战项目。作者在讲解NMR（核磁共振）时，不仅给出了标准的峰值表，还附带了大量的真实谱图案例，并引导读者一步步地进行归属和解析，直到最终锁定结构。这种“做中学”的教学法，极大地提高了我的动手能力和解决实际问题的信心。尽管书中对这些软件工具的介绍略显陈旧，有些界面的截图可能已经跟最新版本有所出入，但这并不影响其核心原理的传授。对于即将踏入实验室的本科生或者急需拓宽实验技能的硕士来说，这部分的价值是无可估量的，远超那些空泛的理论探讨。

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老实说，这本书的语言风格实在是太“学术化”了，读起来有一种强烈的疏离感。它的句子结构往往非常复杂，充满了冗长的修饰语和大量的从句，仿佛作者在努力用最精确但最拗口的词汇来定义每一个概念。很多时候，我需要反复阅读一个段落三四遍，才能勉强捕捉到作者想要表达的核心观点。对于习惯了现代科普读物那种轻松、口语化表达的读者来说，这本书简直就是一场智力上的马拉松。我尤其对其中对历史人物的描述感到不满，许多化学先驱的生平事迹被简化成一两句冷冰冰的成就罗列，完全缺乏人情味。我期待看到的是他们是如何挣扎、如何被质疑、如何在失败中坚持的故事，但这本书里只有冰冷的公式和无可辩驳的结论。这使得整个阅读过程变成了一项纯粹的认知任务，而非一次愉悦的知识探索。它似乎更像是为已经掌握了专业术语体系的同行准备的参考手册，而不是一本旨在启发和教育的入门读物。如果作者能稍微放低姿态，用更具温度和感染力的笔触来描绘这些伟大的思想，这本书的受众面将会大大拓宽。

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这个版本写得真好。很翔实很具体。

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呵呵呵呵

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