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出版者:Watson-Guptill

作者:Appellof, Marian 编

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:1992-5-1

价格:USD 29.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780823056491

丛书系列:

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《宇宙的低语：从量子纠缠到时空结构》 内容提要 本书是一部深入探索现代物理学前沿的恢弘巨著，旨在为具备一定科学素养的读者勾勒出当代宇宙图景的全貌。我们不再满足于牛顿力学的宏大叙事，而是潜入微观粒子的奇诡世界，并试图理解宇宙自诞生之初至今的演化脉络。本书将详细剖析量子力学的核心原理、宇宙学的最新发现，以及理论物理学界面临的未解之谜，力求在严谨性与可读性之间找到完美的平衡。 全书共分为七个主要部分，层层递进，从我们最熟悉的尺度开始，逐步走向极端和未知的领域。 --- 第一部分：微观世界的幽灵——量子基础的重构 本部分聚焦于奠定现代物理学基石的量子力学。我们将回顾波尔模型到薛定谔方程的发展历程，但重点将放在那些挑战我们日常直觉的概念上。 1. 叠加态与概率的统治： 我们将深入探讨量子叠加态的本质，解释为什么一个粒子可以同时处于多个状态，以及测量行为如何“塌缩”了概率波函数。这并非哲学思辨，而是经过无数实验验证的物理事实。我们将详细分析双缝实验的每一个细节，揭示波粒二象性在不同实验设置下的微妙表现。 2. 缠绕的命运： 纠缠现象（Entanglement）被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”。本章将细致阐述贝尔不等式的意义，以及实验如何确凿地证明了定域实在论的破产。我们将探讨量子信息领域中，纠缠如何被用作构建量子密钥分发（QKD）和量子计算的基础资源。 3. 不确定性与场论的萌芽： 深入海森堡不确定性原理的数学结构，理解它并非测量技术的限制，而是自然界内在的属性。随后，我们将过渡到量子场论（QFT）的概念，解释粒子如何被视为量子场激发的结果，为理解标准模型打下基础。 --- 第二部分：标准模型的荣耀与局限 标准模型是描述除引力外所有基本粒子及其相互作用的最成功的理论框架。本部分将对其进行全面而深入的剖析。 1. 物质的基石：夸克与轻子： 详细介绍六种夸克（上、下、奇、粲、底、顶）和六种轻子（电子、μ子、τ子及其对应中微子）。我们将探讨夸克禁闭现象，解释强相互作用力如何将夸克束缚在质子和中子内部，以及色荷的概念。 2. 力的传递者：规范玻色子： 阐述电磁力、弱核力和强核力是如何通过交换规范玻色子（光子、W和Z玻色子、胶子）来传递的。尤其关注弱相互作用在放射性衰变中的核心作用。 3. 质量的起源：希格斯机制： 详细描绘希格斯场如何渗透整个时空，通过与基本粒子的耦合赋予它们质量。我们将回顾LHC实验发现希格斯玻色子的过程，并讨论当前对希格斯玻色子性质（如自耦合）的精确测量所面临的挑战。 4. 超越标准模型的呼唤： 虽然辉煌，标准模型却是不完整的。本章将系统地列举其失败之处：无法解释引力、暗物质、暗能量、中微子质量，以及物质-反物质不对称性等重大问题。 --- 第三部分：时空的几何——广义相对论的深度解读 本部分将带领读者离开平面空间，进入弯曲的时空几何。 1. 等效性原理与引力的几何化： 重新审视爱因斯坦的等效性原理，理解引力如何等同于加速运动。通过黎曼几何的视角，解释物质和能量如何“告诉”时空如何弯曲，而时空则“告诉”物质如何运动。 2. 史瓦西解与黑洞的诞生： 深入分析史瓦西度规，推导出事件视界和奇点的存在。我们将讨论黑洞的分类（史瓦西、克尔、赖斯纳-诺德斯特洛姆），并用现代观测证据（如引力波事件和EHT成像）来佐证这些极端天体的真实性。 3. 引力波：时空涟漪的探测： 详细介绍引力波的产生机制（如双星并合），以及LIGO/Virgo探测器的工作原理和它们如何开启了多信使天文学的新时代。我们将分析观测到的引力波信号如何提供对极端物理环境的直接洞察。 --- 第四部分：宇宙的宏大叙事——从大爆炸到加速膨胀 宇宙学部分聚焦于我们宇宙的起源、结构和最终命运。 1. 暴胀理论的胜利与细节： 解释标准大爆炸模型中视界问题和磁单极子问题的不足，并详细阐述暴胀（Inflation）理论如何通过指数级的空间膨胀解决了这些难题。我们将探讨原初引力波背景作为暴胀遗迹的探测前景。 2. 暗物质：看不见的骨架： 探讨证明暗物质存在的关键证据：星系旋转曲线、引力透镜效应以及宇宙微波背景（CMB）的各向异性。本书将详细分析当前主流的候选者（如WIMPs和轴子）及其实验探测的最新进展。 3. 暗能量与宇宙的加速： 介绍发现宇宙加速膨胀的惊人事实及其对宇宙学常数或更复杂理论的需求。我们将探讨第五种力（Quintessence）等替代模型，并分析它们在未来宇宙演化中的潜在影响。 --- 第五部分：寻找统一——量子引力学的探索 这是理论物理学中最具挑战性的领域，目标是将广义相对论与量子力学统一起来。 1. 圈量子引力（LQG）的路径： 介绍LQG如何通过将时空离散化（量子化时空体积和面积）来避免奇点问题，并探讨其对早期宇宙的可能图像。 2. 弦论的万有理论： 深入阐述弦论的核心思想——基本单元是振动的弦，以及它如何自然地包含引力子。我们将讨论M理论的出现、额外的空间维度（紧化）的概念，以及景观理论（Landscape）带来的挑战。 3. AdS/CFT对应： 探讨这一强大的“对偶性”——反德西特空间中的引力理论等价于其边界上的共形场论。分析这一对应如何成为研究强耦合量子场论和黑洞信息悖论的重要工具。 --- 第六部分：信息与黑洞的终极悖论 本部分探讨量子力学与广义相对论在黑洞边缘发生的根本性冲突——信息悖论。 1. 霍金辐射与黑洞蒸发： 详细推导霍金辐射的半经典机制，解释黑洞并非完全“黑”的，而是会缓慢蒸发。 2. 信息悖论的升级： 解释为什么黑洞蒸发似乎违反了量子力学的幺正性（信息守恒）。我们将分析防火墙（Firewall）假说、虫洞连接（ER=EPR）等前沿的解决思路，以及它们对时空本质的深刻暗示。 --- 第七部分：前沿的展望与未解的谜团 本书的最后一部分展望了未来物理学可能的研究方向。 1. 宇宙学中的新物理学： 探讨通过高精度CMB偏振（B模式）探测来寻找暴胀证据的可能性，以及通过大型结构巡天来约束暗能量模型的最新尝试。 2. 粒子物理学的未来： 讨论对LHC升级的期望，寻找超对称性（SUSY）粒子的努力，以及对大统一理论（GUTs）的持续探索。 3. 哲学与物理学的交叉点： 探讨测量问题、多世界解释（MWI）与退相干理论的竞争，以及物理学在解释“为什么存在（What is）”而非“如何存在（How）”方面所面临的本体论挑战。 --- 读者对象 本书面向对宇宙的终极结构充满好奇心的读者，包括高年级本科生、研究生、工程师、科研人员以及所有渴望深入了解现代物理学最前沿进展的科学爱好者。阅读本书需要具备微积分和基础线性代数知识，但复杂的数学推导被放置在附录中，主文本侧重于概念的清晰阐述和物理图像的构建。 本书不追求对任何特定艺术媒介或绘画技法的指导，而是致力于解析自然界最深层次的规律。它是一次对物质、时空、信息和实在本质的严肃而激动人心的探险。

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在我看来，很多绘画书籍的局限性在于它们往往只关注“如何做”，而忽视了“为什么”。这本书则在创作流程的每个阶段都加入了深刻的“为什么”的探讨。举例来说，当谈到“使用不同动物毛笔的微妙手感差异”时，它不仅仅是告诉你羊毛笔适合大面积渲染，猪鬃笔适合干扫，而是深入剖析了每种笔尖的“弹性恢复系数”和“锁水能力”对笔触边缘的物理影响。这种严谨的分析态度，贯穿了全书。最令我受益匪浅的是关于“色彩搭配的长期记忆训练”那一章。作者设计了一套基于视觉疲劳的色彩校准练习，要求读者在特定光线下观察一种颜色，然后迅速切换到另一种颜色，记录下残像。通过这种高强度的视觉训练，我发现自己对色彩之间的微妙关系变得异常敏感，不再仅仅依赖色卡上的标注。这本书不是一个临时的速成秘籍，它提供的是一套完整的、可以内化为长期绘画习惯的思维框架和实践方法论。它教会的不是如何画一幅画，而是如何成为一个更懂得驾驭水彩媒介的思考者和实践者。

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说实话，市面上关于水彩的书籍多如牛毛，大多都是堆砌着漂亮却难以复制的范例图，让人看完只会感叹“别人家的画真好看”，然后自己的本子依旧干干净净。然而，这本书的视角极其独特，它更像是一本探讨水彩“哲学”的指南。我尤其欣赏作者对于“偶然性”的处理态度。水彩的迷人之处往往在于那些无法完全预测的洇开和边缘效果，而许多教材都在试图教你如何“战胜”这种不确定性。这本书却反其道而行之，它用大量的篇幅去研究如何“引导”和“利用”这些随机产生的美感。比如，在描绘光影层次时，它不是简单地告诉你“先铺亮色再叠深色”，而是深入探讨了不同纸张纤维与水流速度相互作用下形成的自然纹理，并指导读者如何通过调整纸张的倾斜角度来“设计”这些随机纹理的走向，使其服务于主体表达。这种深入到材料科学层面的探讨，让我的创作不再是盲目地模仿，而是开始理解色彩在纸上“呼吸”的规律。读完关于水彩“流动性语言”的章节后，我对水彩的理解从一种“绘画工具”上升到了一种“与媒介共舞”的体验，极大地拓宽了我的艺术视野，让我对未来创作的可能性充满了敬畏和兴奋。

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我是一个偏爱表现主义和抽象表达的创作者，传统的水彩教程中那种工笔般的写实要求对我来说简直是折磨。当我翻开这本《万事皆可水彩》时，惊喜地发现它有一整个章节是专门针对“非写实”风格的探索。作者没有用那些常见的风景或静物作为案例，而是展示了如何用极其简化的色块和大胆的笔触来捕捉情绪和氛围。特别是关于“情绪色彩学”的讨论，作者将心理学上的色彩联想与水彩的物理特性完美结合，例如如何通过快速、断续的笔触叠加冷色调，来营造一种“焦虑”或“疏离”的视觉感受。书中提供了一系列非常前卫的练习：比如“用一分钟画出一段旋律的色彩波动”，或者“用三种不相干的颜色表现一个抽象的概念”。这些练习对我来说犹如醍醐灌顶，它彻底打破了我对水彩必须“画得像”的执念。书中使用的案例作品也极具现代感和实验性，完全没有传统教程的保守气息。它成功地将水彩这种看似温和的媒介，转化为了一种强有力的、可以表达复杂内心世界的表达工具，对于寻求突破和个性化风格的艺术家来说，价值无可估量。

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这本《万事皆可水彩》简直是绘画新手的福音，我本来对手绘水彩望而却步，总觉得那是一种需要天赋和多年苦功才能掌握的技艺。拿起这本书，我立刻被它清晰的结构和循序渐进的讲解所吸引。书的开篇并没有急于展示那些令人眼花缭乱的成品，而是非常扎实地从工具的选择入手，连不同品牌的水彩颜料的颗粒感、透明度差异都做了详尽的对比分析，这一点对我这种“装备党”来说太重要了。接着，作者详细拆解了基础的湿画法和干画法，特别是对于如何控制水量和颜料浓度的讲解，简直是手把手教学，配图详尽到能看到笔尖触碰到纸面的瞬间。我印象特别深刻的是关于“留白”的技巧部分，书中提出了一种“预设留白”而非“事后擦除”的理念，并且提供了多种利用遮盖液和胶带进行精确留白的实操步骤。阅读这些内容时，我仿佛有一位经验丰富的老画家在耳边低语指导，完全没有那种面对高深理论书籍时的压迫感，它让我第一次敢于拿起画笔，真正投入到水与色的交融之中。这绝非一本泛泛而谈的入门手册，它对每一个基础步骤都进行了深刻的洞察和实用的指导，为我的水彩学习之路奠定了无比坚实的地基。

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这本书的装帧设计本身就是一件艺术品，这一点或许与内容本身关系不大，但作为一名追求极致体验的读者，我必须提及。纸张的选取极其考究，内页的铜版纸在展示湿画法的细节时，既能呈现出颜料的细腻过渡，又不会因为反光而使观察细节变得困难。但真正让我赞叹的是其排版布局和信息图表的制作水平。例如，在讲解“多层叠加的透明度计算”时，作者没有使用冗长的文字说明，而是设计了一套直观的“颜色叠加矩阵图”，读者可以清晰地看到四层、五层颜料覆盖后，底部颜色的亮度衰减百分比。这种对信息可视化技术的运用达到了教科书级别的水准，使得原本枯燥的理论知识变得触手可及。此外，书中还附带了一个很巧妙的“故障排除指南”，它罗列了诸如“为什么水彩会起球”、“为什么边缘线会发黑”等常见问题，并提供了对应作者的实验性解决方案，这些“反面教材”的展示，比单纯的正向指导更有说服力，让我少走了很多弯路，省去了大量试错的时间成本。

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