Local Quantum Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Haag, Rudolf

出品人:

页数:408

译者:

出版时间:

价格:74.95

装帧:Pap

isbn号码:9783540610496

丛书系列:

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《物理世界的基石：从量子力学到相对论的交融》 在这部宏大的著作中，我们开启一场跨越二十世纪物理学革命性发现的深刻探索。本书旨在揭示微观世界与宏观宇宙之间迷人的联系，追溯支撑我们理解现实的两个核心理论——量子力学和广义相对论——的诞生、发展及其深刻的哲学含义。这不仅是一部科学史的梳理，更是一次对宇宙基本运作规律的哲学反思，引领读者深入探究那些塑造了我们今日科学图景的伟大思想。 第一部分：量子的黎明——打破经典叙事的革命 我们的旅程始于量子力学的起源，一个由一系列令人费解的实验现象所催生的全新物理学范式。从黑体辐射的“紫外灾难”到普朗克引入的能量量子假设，本书细致地描绘了物理学家们如何一步步挣脱经典物理学的束缚。我们将深入探讨光电效应的奥秘，理解爱因斯坦的光量子理论如何奠定了粒子-波二象性的基础，并引发了关于光本质的深刻辩论。 紧接着，我们将聚焦原子结构的谜题。卢瑟福模型的局限性，以及玻尔的原子模型如何巧妙地引入量子化轨道和能级概念，成功解释了原子光谱的离散性，从而开启了微观粒子行为的革命性认知。本书将详细阐述德布罗伊的物质波假说，如何将波粒二象性推广到所有物质粒子，这一思想的革命性意义不言而喻。 海森堡的矩阵力学和薛定谔的波动力学，是量子力学数学形式化的两个重要里程碑。我们将详细解析这两种描述方法的等价性，以及它们如何共同构成了量子力学精确而强大的数学框架。引入概率波的概念，理解波函数及其平方所代表的概率密度，揭示了量子世界内在的随机性和不确定性。 海森堡不确定性原理，作为量子力学最核心、也最具哲学争议的成果之一，将被深入剖析。本书将阐释其物理意义，即无法同时精确测量某些成对的物理量，并探讨它对我们认识世界方式产生的颠覆性影响。我们还将讨论玻恩的概率解释，以及其对量子力学统计解释的重要性。 量子纠缠，这个爱因斯坦曾称之为“幽灵般的超距作用”的现象，将是本书着重讨论的章节之一。我们将从贝尔不等式的实验验证出发，深入理解量子纠缠的非定域性，以及它如何挑战我们对实在、定域性等经典概念的理解。理解纠缠不仅是理解量子力学的关键，也是迈向量子信息科学的基础。 最后，我们将回顾量子力学的早期发展，包括泡利不相容原理、狄拉克符号法以及量子场论的初步萌芽。本书将力求以清晰易懂的方式，解释这些概念的物理内涵，即使对于非专业读者，也能感受到量子世界那令人着迷的奇特性。 第二部分：时空的织锦——相对论的宏大视野 本书的第二部分将视角转向宏观宇宙，探索爱因斯坦的相对论如何重塑我们对空间、时间和引力的认知。我们将从狭义相对论的基石——光速不变原理和相对性原理——出发，展现它如何推翻牛顿的时空绝对观，引入时空统一的概念。 本书将详细解释洛伦兹收缩和时间膨胀等狭义相对论效应，通过清晰的例子和思想实验，帮助读者理解高速运动下时间与空间的相对性。我们将探讨质能等价公式E=mc²的深远意义，揭示质量与能量之间令人惊叹的联系，以及它在核物理等领域的巨大应用。 紧接着，我们将迈入广义相对论的殿堂。本书将深入浅出地阐述广义相对论的核心思想：引力并非一种力，而是时空弯曲的表现。我们将探讨爱因斯坦场方程的含义，以及它如何用数学语言描述了物质和能量对时空的几何结构所产生的影响。 本书将详细介绍广义相对论的几个经典验证，包括水星近日点的进动、光线在引力场中的弯曲以及引力红移。这些实验证据如何有力地支持了广义相对论，并彻底改变了我们对宇宙运行机制的理解。 我们还将探讨广义相对论在现代天文学和宇宙学中的重要地位。黑洞的存在，作为广义相对论最惊人的预言之一，将被详细介绍。从视界、奇点到史瓦西半径，我们将带领读者一窥这些极端致密天体的神秘面纱。 引力波，作为时空涟漪的传播，其探测的重大意义也将被充分讨论。本书将追溯引力波探测的历史，并展望其在探索宇宙起源、理解黑洞合并等重大课题上的巨大潜力。 最后，我们将触及相对论宇宙学，介绍宇宙膨胀的证据（如哈勃定律），以及广义相对论如何为大爆炸模型提供了理论框架。本书将简要概述标准宇宙学模型，并探讨其中尚待解决的难题，如暗物质和暗能量的问题。 第三部分：量子与相对论的交汇——探索未知的边界 在掌握了量子力学和相对论各自的精髓之后，本书的第三部分将聚焦于这两大理论框架之间的张力与融合。尽管在各自的领域都取得了巨大的成功，但当试图将它们统一起来描述极端条件下的物理现象时，我们遇到了深刻的挑战。 本书将探讨量子场论的建立，以及它如何尝试将量子力学应用于场，从而能够描述基本粒子的产生与湮灭。我们将解释量子电动力学（QED）作为最成功的量子场论之一，如何精确地描述了光与物质的相互作用。 然而，将广义相对论纳入量子场论的框架，即构建一个“量子引力论”，一直是理论物理学界最大的挑战之一。本书将介绍几种主要的量子引力研究方向，包括弦理论和圈量子引力。我们将解释这些理论的动机、核心思想以及它们所面临的困难，如缺乏直接的实验验证。 本书还将探讨黑洞奇点和宇宙大爆炸的起点等极端情况，这些都是量子效应和引力效应都至关重要的领域。理解这些区域需要一个能够统一量子力学和广义相对论的理论。 我们还将讨论信息佯谬等与黑洞相关的深刻问题，以及这些问题如何暴露了现有理论之间的不一致性。理解这些问题，对于我们寻找更深层的物理规律至关重要。 最后，本书将展望未来，探讨量子引力研究的可能方向，以及它可能带来的颠覆性革命。我们或许正站在一个新物理学时代的门槛上，一个能够将我们对微观世界的精确描述与对宏观宇宙的壮丽视野融为一体的时代。 结语：追寻宇宙的终极图景 《物理世界的基石》不仅仅是一部知识的集合，更是一次思想的启迪。它旨在激发读者对自然界基本规律的好奇心，培养独立思考的能力，并引导读者理解科学探索的本质——一个不断提问、不断修正、不断超越自我的过程。从微观粒子的量子跃迁到宇宙的宏大演化，我们所看到的，是人类智慧在理解宇宙过程中留下的璀璨足迹。本书希望能够成为您在这趟令人兴奋的探索之旅中的忠实伴侣，帮助您构建起对物理世界更为深刻、更为完整的认识。

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这本书的排版和插图质量相当高，这在专业物理书籍中并不常见。但抛开这些硬件条件不谈，其内容的逻辑组织才是最打动我的地方。作者采取了一种螺旋上升的学习路径，前面对定域性的基础讨论，为后续引入非阿贝尔规范场和自旋统计定理做了完美的铺垫。我注意到，书中对“场”这个基本概念的定义和操作性描述，比我以前读过的任何教材都要细致到位。它强调了观测者和测量的相对性，使得“量子态”的概念不再是抽象的向量，而是与具体物理过程紧密相连的实体。对于想要彻底掌握量子场论数学工具背后物理含义的读者，这本书提供了无与伦比的深度和清晰度。它不是那种翻阅一遍就能掌握的书，而是一本需要反复研读、每次都会有新发现的经典之作。

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坦白讲，我买这本书是冲着它名字里那个“Local”去的，想看看现代物理如何处理量子力学中的非定域性问题。这本书在这方面做得非常出色，它没有回避贝尔不等式、量子隐形传态这些棘手的问题，反而将其视为构建更深层理论的切入点。作者巧妙地引入了一些先进的数学工具，比如共形场论的一些基本概念，来分析在有限区域内的量子行为。最让我感到惊喜的是，书中对实验结果的讨论非常接地气，它没有满足于理论模型的完美性，而是紧密结合了当前实验物理的前沿进展，比如对纠缠态的测量和保真度的分析。阅读过程中，我时常需要停下来查阅一些高等数学的背景知识，但这种“啃硬骨头”的感觉恰恰说明了这本书的深度和价值。它不是一本轻松的读物，但绝对是一本能让你在智力上得到极大提升的书。

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这本《Local Quantum Physics》真的让我对量子力学的基础有了全新的认识。作者的叙述方式非常独特，不像传统教科书那样上来就堆砌复杂的数学公式，而是从更直观、更贴近物理图像的角度去构建理论框架。尤其是对“定域性”这一核心概念的探讨，简直是拨云见日。书中详细阐述了如何将狭义相对论和量子场论结合起来，构建一个在时空中自洽的物理描述。我特别欣赏它在介绍量子场论基础时所展现出的严谨和清晰，每一个步骤的推导都考虑到了物理意义，而不是单纯的数学操作。读完后，感觉自己对微观世界的理解不再是那种模糊的“叠加态”和“不确定性”的堆砌，而是有了一个更加扎实、更具框架性的认知。对于那些希望深入理解量子场论的物理专业学生或者研究人员来说，这本书无疑是一份宝贵的财富，它提供的视角足以让人重新审视那些习以为常的量子现象。

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拿到这本书时，我有点担心它会过于偏重于数学结构而忽略了物理实在。幸运的是，我的担忧完全是多余的。这本书在处理量子引力和信息论交叉领域的内容时，展现了惊人的洞察力。它探讨了如何用量子信息论的语言来重新诠释广义相对论中的几何概念，比如Ryu-Takayanagi公式的引申意义。这种跨学科的融合，使得原本孤立的物理分支现在看起来像是一个统一的整体。我特别欣赏作者在讨论黑洞信息悖论时所采取的审慎态度，没有给出过于武断的结论，而是详细梳理了现有理论的优缺点，引导读者自己去思考可能的方向。这本书的视野非常开阔，读起来让人感觉自己站在了物理学研究的最前沿。

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这本书的写作风格可以说是“返璞归真”的典范。它摒弃了许多为炫耀数学能力而存在的繁琐证明，转而专注于物理直觉的培养。我尤其喜欢其中关于对称性在量子场论中扮演角色的那几章。作者用一种近乎哲学的视角，阐述了为什么对称性是物理定律的基石，以及如何通过规范场论来系统地描述基本相互作用。这种从宏观对称性到微观相互作用的过渡，写得极其流畅自然。对于那些在学习标准模型时感到困惑的人来说，这本书提供了一条清晰的路径，让你明白为什么我们最终选择了现在的拉格朗日量形式。它不仅仅是知识的传递，更像是一次关于物理思维方式的熏陶，让人学会像真正的理论物理学家那样去思考问题。

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