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出版者:科学出版社

作者:白春礼主编

出品人:

页数:628

译者:

出版时间:2007-9

价格:86.00元

装帧:精装

isbn号码:9787030199270

丛书系列:

图书标签:

• 化学
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• 分子科学
• 前沿
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• 材料科学
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宇宙深处的呢喃：弦理论与多维时空探索 内容简介： 本书带领读者踏上一场宏大而深邃的思维之旅，探索支配我们宇宙最基本规律的物理学前沿——弦理论（String Theory）。我们不再满足于对粒子和场的经典描述，而是深入到物质和能量的终极构成：微小、振动的能量弦。 本书从历史的演进开始，回顾了量子力学与广义相对论在描述微观世界和宏观宇宙时所展现出的深刻矛盾。面对引力的量子化难题，弦理论以其优雅的数学结构，提出了一个雄心勃勃的统一蓝图——“万有理论”（Theory of Everything）。 第一部分：弦的起源与基本原理 我们将详细解析弦理论的核心概念。不再将电子、夸克等基本粒子视为无尺寸的点状粒子，而是将其视为在特定维度中以不同模式振动的“一维弦”。不同的振动模式对应着不同的粒子及其性质，例如质量、电荷和自旋。这种视角极大地简化了粒子物理学的标准模型，并自然而然地包含了引力子——携带引力作用的粒子。 本书细致地探讨了弦理论的几种主要分支：I型、IIA型、IIB型弦理论，以及异于前者的杂合弦理论（Heterotic String Theories）。我们阐明了它们之间的对偶性（Duality），特别是S-对偶性、T-对偶性，展示了看似不同的理论在特定极限下如何相互关联，揭示了物理定律潜在的统一性。 第二部分：高维度的召唤与紧致化 弦理论的数学一致性要求宇宙必须拥有远超我们日常感知的维度。本书深入分析了为什么需要十维或十一维的时空结构。随后，我们进入理论中最具想象力，也最具挑战性的部分——维度“紧致化”（Compactification）。 为了解释为什么我们在宏观尺度只观测到四维时空（三维空间加一维时间），理论引入了卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds）的概念。这些额外的维度被“卷曲”到比原子核还小的尺度上，以至于我们无法直接探测到它们。本书将以直观的图景和严谨的数学描述相结合，探索这些复杂几何体的性质，以及它们如何决定了我们宇宙中基本物理常数（如基本粒子的质量和耦合常数）的具体数值。我们还将讨论通往更低维有效理论的路径，例如爱德华·威滕（Edward Witten）等人对特定紧致化模型的贡献。 第三部分：膜、引力和黑洞 随着理论的发展，研究者们发现弦理论的更深层结构中不仅仅存在一维的弦，还存在高维的“膜”（Branes，D-branes）。这些膜是弦的端点可以附着的自由度。本书详细阐述了D-膜的概念，以及它们在理解电磁力和杨-米尔斯理论中的作用。 更令人振奋的是，弦理论在黑洞物理学中取得了突破性的成就。通过计算特定D-膜的量子态数量，弦理论成功地重现了斯蒂芬·霍金提出的黑洞熵公式（Bekenstein-Hawking Entropy），从微观的第一性原理上解释了黑洞的热力学性质。这被视为弦理论作为“万有理论”最有力的证据之一。 第四部分：M理论与统一的愿景 在二十世纪九十年代中期，物理学家们发现，五种看似不同的超弦理论实际上都只是一个更宏大、更基础的十一维理论的特定极限——M理论。M理论是弦理论的“第二场革命”的核心。本书探讨了M理论的特征，尽管其完整的非微扰描述仍然是一个未解之谜。我们考察了“对偶性革命”（The Second String Revolution）如何通过统一不同理论的极限形式，为我们提供了一个更全面的宇宙蓝图。 结论与挑战： 本书的最后部分将聚焦于弦理论在当代物理学中的地位和面临的巨大挑战。虽然它在数学上具有无与伦比的优雅和一致性，但缺乏直接的实验可验证性是其最大的障碍。我们探讨了如何通过间接证据（如宇宙学中的早期宇宙信号，或对粒子加速器数据的重新解读）来寻找支持该理论的线索。此外，我们还将讨论弦理论在量子引力、信息论以及宇宙学中的前沿应用，展望这个宏伟理论的未来方向。 本书适合对宇宙学、粒子物理学以及高等数学有浓厚兴趣的读者，它将挑战你对空间、时间和物质的传统认知，引领你进入一个维度交错、振动和谐的真实宇宙图景。

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说实话，我原本对“生物物理学中的膜蛋白结构解析”这个主题感到有些晦涩难懂，毕竟涉及的设备和技术都太尖端了。但是，《冷冻电镜（Cryo-EM）技术与蛋白质组装》这本书的作者，用一种近乎诗意的叙述方式，将这个复杂的过程描绘得引人入胜。他仿佛带着读者亲手操作每一台高精度设备，从样品的制备、电子束的穿透，到最终的三维重建算法，每一步都讲解得细致入微却又极具画面感。尤其让我震撼的是关于“异构体识别”的部分，探讨了如何在海量的二维投影数据中，准确分离出蛋白质在不同功能状态下的构象差异，这简直是数字信号处理与生物学洞察力的完美结合。我之前总觉得Cryo-EM的结果难以复现或解释，但这本书清晰地指出了数据质量控制的关键节点，以及如何通过生物学常识来指导计算步骤，让冰冷的技术流程变得有血有肉、充满探索的乐趣。

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我是一个对化学动力学领域有浓厚兴趣的科研工作者，因此《催化剂表面反应动力学解析》这本书对我来说，简直是一场及时的甘霖。它没有像许多教科书那样堆砌公式，而是将复杂的反应机理通过宏观现象和微观图像的完美结合展现出来。最让我眼前一亮的是对过渡态理论（TST）的精细化处理，作者引入了最近十年内发展起来的“稀疏采样”和“增强采样”方法来优化势能面搜索，这在以往的经典著作中是极少被提及的。书中对不同类型催化剂——无论是均相还是多相——的活性位点电子结构与反应速率常数之间的关联性分析，提供了极其宝贵的实验数据支撑和计算化学模型的指导。我特别喜欢它在讨论“反应器设计”那一章中，将理论动力学结果直接转化为工程优化参数的思路，这种跨学科的思维方式，极大地拓宽了我解决实际工业问题的视野。对于任何想从现象描述深入到机理本质的化学工程师或研究人员来说，这本书的价值无可估量。

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对于习惯了传统线性叙事风格的读者来说，《复杂网络理论在社会动力学中的应用》这本书的思维跳跃性可能会带来一定的挑战，但一旦适应了它的逻辑，你会发现它打开了一个全新的认知世界。作者巧妙地将物理学中的耦合振子模型，迁移到了对舆情传播和群体行为建模上，这简直是跨学科思维的典范。书中详尽阐述了“小世界效应”和“无标度特性”在社交网络中的具体体现，并通过对真实案例（如金融市场波动和疾病传播）的模拟，展示了中心节点（Hub）在系统稳定性中的双重作用——既是效率的保障，也是脆弱性的来源。我个人对书中关于“结构洞”理论的阐述印象深刻，它解释了为什么在某些看似松散的网络中，信息流通反而最为高效。这本书的阅读体验更像是一场智力挑战，它迫使你放弃简单的因果链条，转而从结构、连接和涌现性上去理解世界万物运行的底层逻辑，非常引人深思。

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我是一名业余的材料科学爱好者，对新材料的发现过程充满了好奇。《高熵合金的相图构建与性能调控》这本书，完全满足了我对“硬核知识”的渴望。这本书的结构设计非常巧妙，它没有一上来就抛出复杂的相图，而是从“熵”这个最基本的统计学概念入手，逐步推导出高熵合金的稳定性和微观结构形成机制。作者对于“本征局域结构”（IIM）的讨论尤为深刻，指出了它在高熵合金中对力学性能的决定性影响，并配有大量令人信服的透射电镜（TEM）高分辨图谱作为佐证。读这本书的过程中，我不断地在脑海中将那些复杂的晶体结构模型与现实中的强度、韧性等宏观指标联系起来。书中对于热力学计算方法（如CALPHAD方法）在预测新型高熵合金成分上的应用，也提供了非常清晰的路线图，让我明白新材料的研发不再是盲目的试错，而是可以被高度预测和引导的科学。

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这本《量子纠缠与信息传输》简直是为我这种痴迷于物理学前沿的读者量身定做的宝藏。作者的叙述风格极其严谨，但又不失深入浅出的能力，成功地将爱因斯坦口中的“鬼魅般的超距作用”——量子纠缠——阐释得淋漓尽致。书中对于贝尔不等式的实验验证部分，我花了整整一个下午细细揣摩，那些复杂的数学推导和精巧的实验设计，无不展现出物理学家的匠心独运。特别是关于量子密钥分发（QKD）的章节，它不仅仅停留在理论层面，还详细介绍了当前几种主流QKD协议的优缺点和实际应用中的挑战，比如对噪声和窃听的抵抗能力。我尤其欣赏作者在讨论“非定域性”时所采取的辩证视角，既肯定了量子力学的完备性，也坦诚地指出了当前理论框架下仍存在的认知鸿沟。读完这部分，我感觉自己对“信息”这个概念的理解都被提升到了一个全新的维度，不再仅仅是比特流的简单堆砌，而是与宇宙的基本结构紧密相连的深刻实体。书中对未来量子互联网的展望，更是令人心潮澎湃，充满了对科技突破的无限憧憬。

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