光怪陆离的物质世界

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出版者:商务印书馆
作者:杨建邺
出品人:
页数:282
译者:
出版时间:2008-3
价格:30.00元
装帧:
isbn号码:9787100054201
丛书系列:巅峰之旅
图书标签:
  • 科普
  • 诺贝尔奖
  • 物理学史
  • 科学人文
  • 科学
  • 物理科普
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  • 粒子物理
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  • 现实与想象
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具体描述

《光怪陆离的物质世界:诺贝尔奖和基本粒子》是关于介绍“诺贝尔奖和基本粒子”的专著,书中具体包括了:阴极射线之谜、密立根歪打正着、吴有训用实验挑战权威、汤姆逊最得意的学生、查德威克的火眼金睛、中子到底是什么、1930年赵忠尧的实验、“上帝的鞭子”泡利等内容。人类对事物 的认识过程总是曲折而漫长的,早在古希望时期就有哲学家指出:世界是由原子组成的。但是直到20世纪初,才由法国物理学家证实了原子的存在。事情远没有人们想象的那么简单。原子并不是不可分割的,原子是由更小的粒子组成。于是,质子、中子、中微子、介子……随着时间的推移纷纷浮出水面。但是最后人们发现质子、中子和介子等也不是不可分割的,它们是由更基本的级“夸克”组成。1995年人们对粒子物理标准模型中最后一个夸克的搜寻,画下了一个贺满的句号。

探秘宇宙边缘的未解之谜:宇宙学与暗物质的边界 图书名称: 宇宙深处的低语:引力透镜下的时空涟漪 图书简介: 本书并非聚焦于我们日常所见的物质构成或微观粒子的奇特表现,而是将读者的目光引向宇宙最宏大、最神秘的领域——暗物质、暗能量以及时空的本质。这是一部深入探讨现代宇宙学前沿发现的专著,旨在揭示我们理解宇宙演化过程中所面临的巨大知识鸿沟。 第一部分:引力透镜的魔术——揭示不可见之形 本书的开篇,我们将详细解析“引力透镜效应”这一爱因斯坦广义相对论的直接体现。我们不会讨论构成日常物体的元素周期表,而是探讨遥远星系光芒如何被前景中巨大的、我们无法直接观测到的质量团块扭曲、放大或复制。 弱引力透镜与宇宙网的结构: 重点阐述如何利用微弱的形状畸变来绘制宇宙中暗物质的分布图景。我们将介绍大规模巡天项目(如DESI、Euclid)如何通过分析数以亿计星系背景的微小形变,来重建宇宙大尺度结构——那张由暗物质主导的“宇宙网”。这部分内容侧重于统计学方法和天体物理观测的结合,而非材料的化学或物理性质。 强引力透镜的精确测量: 深入剖析当前景星系或星系团的引力场足够强时,所产生的环状或多重图像。我们将讨论如何利用这些精确的几何结构来约束暗物质晕的密度分布模型,并检验伽利略相对论是否在这些极端引力场中依然成立。 第二部分:暗物质的搜寻与模型——粒子物理学的幽灵 我们把焦点从宏观引力场转移到暗物质粒子本身的性质探讨上。本书不会涉及固态、液态或气态的物质形态,而是深入研究那些不发光、不与电磁力作用的假设性粒子。 WIMP与轴子: 详细回顾二十年来对弱相互作用重粒子(WIMP)的直接和间接探测实验的进展与挫折。我们将介绍地下深处的氙探测器(如XENONnT)的工作原理,它们如何试图捕捉暗物质粒子与原子核的微小碰撞。同时,我们将探讨轴子(Axion)作为暗物质候选者的物理基础,以及如何设计基于射频腔或磁场的实验来寻找这种极其轻的粒子。 替代性理论: 鉴于WIMP搜索的长期低迷,本书会花大量篇幅介绍“修正牛顿动力学”(MOND)等非粒子物理学解释,以及“自相互作用暗物质”(SIDM)等新兴模型。这部分内容关注的是理论物理模型如何试图解释星系旋转曲线,而非对已知粒子的进一步细分。 宇宙学观测的制约: 分析宇宙微波背景(CMB)辐射的精确测量(如Planck卫星数据)如何对暗物质的性质施加严格的限制,特别是关于它们是否具有内禀碰撞或是否在早期宇宙中发生衰变等问题。 第三部分:暗能量的谜团——加速膨胀的驱动力 本书的后半部分将转向决定宇宙最终命运的更深层力量——暗能量。我们将探讨驱动宇宙加速膨胀的神秘负压。 宇宙学常数与精细调节问题: 探讨爱因斯坦的宇宙学常数(Λ)作为暗能量的 simplest 模型,以及理论物理中预测值与观测值之间高达 $10^{120}$ 倍的惊人差异(精细调节问题)。这部分侧重于理论物理的困境,而非任何形式的已知物质对熵或能量密度的影响。 动态暗能量模型: 介绍“绝热场”(quintessence)等动态模型,这些模型假设暗能量的性质随时间演化。我们将分析“哈勃常数危机”——即不同观测手段(如早期CMB与晚期Ia型超新星)对当前膨胀率的测量结果出现显著分歧——这一前沿问题如何暗示我们对暗能量的理解可能存在根本性缺陷。 大尺度结构演化的约束: 阐述如何利用星系团的形成率和星系间的距离尺度(如重子声学振荡,BAO)来精确描绘暗能量随时间的变化轨迹,从而试图区分它是常数还是一个不断变化的场。 结论:知识的边界与未来的探索 本书最后总结了当前宇宙学面临的挑战:我们仅能理解宇宙中约5%的成分。剩下的95%——暗物质和暗能量——仍然隐藏在观测的视线之外。我们探讨的工具是广义相对论、粒子物理学的假设以及对极端天体现象的精密测量,所有这些都指向一个结论:我们对“光怪陆离的物质世界”的理解,仅仅触及了冰山一角。本书旨在激发读者对超越可见范围的物理学探索的兴趣。

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的叙事节奏把握得非常到位,读起来一点都不拖沓,但也不会让人有喘不过气的感觉。作者似乎深谙读者的心理变化规律,总能在即将进入信息密度最高的段落前,插入一些非常精妙的类比或者生活化的比喻来做缓冲。我印象非常深刻的是,当讲到量子纠缠时,作者没有过多纠结于数学公式,而是聚焦于“信息如何跨越距离传递”这一哲学困境,用两个分居地球两端的观察者进行的思想实验来阐述,画面感极强,让人瞬间就能理解那种“幽灵般的超距作用”的诡异感。而且,书中对于历史背景的穿插也处理得非常自然,它不是生硬地插入历史时间线,而是将科学发现与发现者所处的时代背景、甚至是他们的个人挣扎联系起来,使得那些科学巨匠的形象变得立体而鲜活。阅读体验就像是跟随一位经验丰富的向导,穿梭在复杂的科学迷宫中,每一步都有清晰的指引,但每转一个弯又能发现新的惊喜。

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我必须承认,这本书对读者的基础知识有一定的要求,但这种“要求”并非是阅读的障碍,反而是阅读乐趣的来源。它不是一本入门级别的入门读物,但它绝对是那种能让你带着已有知识储备,去进行一次深度潜水的完美工具。每一次我合上书本,都会花很长的时间去回味刚刚读到的内容,那种知识在脑海中碰撞、融合的感觉非常奇妙。书中对于某些现象的解释,比如“熵增”如何渗透到我们日常生活的方方面面,不仅仅是停留在物理层面,还巧妙地关联到了信息论、甚至社会学的概念。这种跨学科的融会贯通,极大地拓展了我的思维边界。读完这本书,我不再是单纯地“知道”了某些科学事实,而是开始以一种更具批判性和系统性的眼光去看待这个世界运行的基本规律,这是一种深刻的智识上的满足感。

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这本书的封面设计真是太抓人了,那种深邃的蓝与荧光绿的碰撞,一下子就让人联想到了浩瀚宇宙或者某个神秘的深海。我拿到手的时候,第一感觉就是“这绝对不是一本普通的科普读物”。内页的排版也做得非常用心,字体选择既保证了阅读的舒适度,又带有一丝现代感的锐利。拿到手里沉甸甸的,纸张的质感也很好,翻起来有一种享受。我特别喜欢它在引入新概念时那种循序渐进的方式,不是上来就给你一堆复杂的公式,而是先用一个引人入胜的故事或者一个日常生活中看似毫不相关的现象来铺垫。比如,它刚开始讲到“结构”这个概念时,居然用了搭建乐高积木的例子,一下子就把抽象的粒子物理拉到了一个非常具象的层面。作者的文笔很有一种魔力,文字的流动性极强,读起来完全没有那种学术著作的枯燥感,更像是听一位知识渊博、又非常会讲故事的长者在娓娓道来。我能感觉到作者在每一个章节的转换之间都做了精妙的思考,确保读者的注意力不会因为信息量过大而分散。这本书光是拿在手里把玩,都是一种视觉和触觉上的享受。

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坦白说,我原本对这类主题的书抱有一丝怀疑,总觉得现在的“硬核”科普往往会陷入过度娱乐化而牺牲深度的陷阱。但这本书完全打破了我的成见。它在保证科普的通俗易懂性的同时,对于核心科学原理的阐述精确度和严谨性是毋庸置疑的。我尤其欣赏作者在讨论那些前沿、甚至略带哲学意味的物理学议题时所展现出的那种审慎态度,不妄加推测,但也不回避那些人类认知边界上的迷思。例如,在探讨时间晶体的那一章,作者并没有简单地给出定义,而是先回顾了经典热力学定律的建立过程,然后巧妙地植入“打破时间对称性”这个概念,最后才引出晶体结构在时间维度上的周期性。这种深度挖掘和历史回顾的写作手法,让读者不仅知其然,更能知其所以然。读完这一段,我感觉自己的知识体系被重新梳理了一遍,那种“茅塞顿开”的体验,是很多同类书籍难以提供的。它不是在贩卖知识点,而是在构建一种全新的认知框架。

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这本书的独特之处还在于它对“不确定性”的坦然接受。很多科普读物倾向于将科学描绘成一个不断走向绝对真理的过程,但这本书更侧重于展示科学探索的本质——它是一个充满试错、修正和未解之谜的动态过程。作者在介绍一些尚未被完全证实的理论时,其语气是充满敬畏和探索欲的,而不是居高临下的教导。例如,书中有一段对“弦理论”的探讨,它没有强行推销该理论的正确性,而是详细描述了构建这个理论所需要的数学工具的优雅性,以及它在解释引力和量子力学统一方面的潜力与面临的实验验证困境。这种平衡的视角,极大地增强了书籍的可信度。它鼓励读者去质疑,去思考“我们不知道的”比“我们知道的”更广阔。对于那些真正对科学哲学感兴趣的读者来说,这一点简直是醍醐灌顶。

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较之一般国内类似的科普书有其较突出优点,如很多专业内容解释得较为明晰,如对规范场理论的说明等部分;但很多地方仍不脱国内类似科普书的通病,如喜欢发一些幼稚的感叹,动不动就“伟哉”,不免给人华而不实的感觉。简言之,与第一推动、哲人石中的相似作品相比,仍有差距

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书中出现的每一个问题都被清晰的解答了。

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科普可是大事啊!!!

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较之一般国内类似的科普书有其较突出优点,如很多专业内容解释得较为明晰,如对规范场理论的说明等部分;但很多地方仍不脱国内类似科普书的通病,如喜欢发一些幼稚的感叹,动不动就“伟哉”,不免给人华而不实的感觉。简言之,与第一推动、哲人石中的相似作品相比,仍有差距

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科普可是大事啊!!!

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