Calculus

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出版者:Brooks/Cole Pub Co
作者:Leonard Irvin Holder
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1994-06-01
价格:USD 126.95
装帧:Hardcover
isbn号码:9780534233044
丛书系列:
图书标签:
  • 微积分
  • 高等数学
  • 数学分析
  • 函数
  • 极限
  • 导数
  • 积分
  • 数学
  • 理工科
  • 教材
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具体描述

深入探索:现代物理学的基石 书名:《宇宙的编织:从量子纠缠到时空弯曲的现代物理学导论》 作者: 艾琳·哈珀 (Erin Harper) --- 卷首语:对未知边界的虔诚凝视 我们生活的宇宙,其宏大与精微,远超我们日常感官所能触及的范畴。从原子核深处那难以捉摸的粒子相互作用,到星系团在宇宙微波背景辐射中留下的古老印记,物理学是人类理解实在本质的最尖锐工具。本书并非旨在提供一个涵盖所有知识的百科全书,而是为那些渴望跨越经典物理学藩篱,直面二十世纪以来颠覆性理论核心的求知者,搭建一座通往现代物理学宏伟殿堂的坚实桥梁。 我们不再满足于牛顿的机械宇宙观,而是必须接受一个由概率、场、弯曲时空和隐藏维度构筑的、更加怪异而迷人的实在。本书将引导读者,如同走过一个精心规划的博物馆,依次细致品味那些定义了我们当前宇宙图像的关键概念和实验证据。 --- 第一部分:粒子的剧场——量子力学的深层结构 现代物理学的基石,无可辩驳地建立在量子力学之上。它不仅是一套计算工具,更是一种对实在本质的彻底重塑。 第一章:波函数的幽灵与概率的统治 本章将详尽剖析波函数 $Psi$ 的物理意义。我们将深入探讨薛定谔方程(时间相关与独立),并将其作为描述微观系统动力学的基本律令。重点分析其概率解释——玻恩定则,以及对“测量问题”的哲学和物理学探讨。我们将追踪电子的“云”如何取代了行星轨道,以及如何理解量子态的叠加原理,诸如著名的薛定谔的猫悖论,并引入哥本哈根诠释与多世界理论的对比分析。 第二章:不确定性的阴影与量子纠缠的魔力 海森堡不确定性原理 $Delta x Delta p ge hbar/2$ 并非简单的测量误差,而是自然界内在的属性。本章详细阐释了这一原理对经典决定论的致命一击。随后,我们将迎来全书最令人着迷的现象之一:量子纠缠(Quantum Entanglement)。我们将追溯爱因斯坦、波多尔斯基和罗森(EPR佯谬)的质疑,并详细解析贝尔不等式的实验验证,揭示“鬼魅般的超距作用”如何成为现实,以及它在量子信息科学中的潜在应用。 第三章:物质的构造块——粒子物理学的标准模型 标准模型(Standard Model, SM)是目前对基本粒子及其三种基本作用力(电磁力、弱核力、强核力)最成功的统一描述。本章将结构化地介绍费米子(夸克与轻子)和玻色子(规范玻色子)。我们将细致地剖析强相互作用(QCD)和夸克禁闭现象,并着重探讨希格斯机制如何赋予基本粒子质量,以及对标准模型之外物理学(如中微子质量)的探索。 --- 第二部分:时空的弯曲——广义相对论的几何学 如果说量子力学描述了微观世界,那么广义相对论则重塑了我们对引力、空间和时间本身的理解。 第四章:从匀速到加速——等效原理的引力革命 本章将从狭义相对论的局限性出发,引入爱因斯坦思想实验的核心——等效原理(Equivalence Principle)。我们将探讨引力如何不再被视为一种力,而是时空几何本身的体现。这里,我们将避免冗长复杂的张量微积分,而是专注于其物理图像的构建:质量告诉时空如何弯曲,时空告诉物质如何运动。 第五章:爱因斯坦场方程的宇宙回响 爱因斯坦场方程 $G_{mu u} = frac{8pi G}{c^4} T_{mu u}$ 是描述时空曲率与物质能量分布关系的数学核心。我们将解析场方程的物理含义,并重点研究其几种重要的精确解: 1. 史瓦西解 (Schwarzschild Solution): 描述球对称、不带电的引力源,导向黑洞的存在,详述事件视界、奇点及其史瓦西半径。 2. 弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克 (FLRW) 度规: 宇宙学的基石,用于描述均匀且各向同性的膨胀宇宙模型。 第六章:黑洞的边界与时空的终极命运 黑洞是广义相对论最极致的预言。本章深入探讨黑洞的性质:霍金辐射(量子效应与引力的交汇点)、信息悖论,以及我们如何通过引力波天文学(如LIGO/Virgo的观测)来“聆听”时空自身的涟漪,从而直接验证爱因斯坦的宏大构想。 --- 第三部分:统一的渴求——前沿与未来的疆域 现代物理学的魅力在于其悬而未决的问题,这些问题指引着下一代理论的诞生。 第七章:宇宙的暗面——暗物质与暗能量 观测证据无可辩驳地指出,我们所能直接感知的普通物质只占宇宙总质能的约5%。本章将系统回顾支持暗物质(如星系旋转曲线、引力透镜)的证据链,并介绍WIMPs、轴子等主要候选理论。同时,我们将分析暗能量(驱动宇宙加速膨胀的负压)的性质,及其对宇宙未来命运的决定性影响。 第八章:超越标准模型——大统一理论与弦的振动 标准模型并非终极理论,它存在内在的不完备性(如引力的缺失、层次结构问题)。本章将介绍超对称理论(SUSY)作为解决质量层次问题的潜在方案,以及将所有基本力统一起来的大统一理论(GUT)的构建思路。最后,我们将简要介绍弦理论(String Theory)的核心思想,即基本实体是微小的、振动的能量弦,试图将量子力学与广义相对论在更高维度上调和。 --- 结语:永恒的追问 本书旨在提供一个严谨而充满启发性的框架,引导读者领略现代物理学那令人敬畏的深度与广度。我们站在巨人的肩膀上,但探索永无止境。物理学的魅力,恰恰在于它不断揭示出我们认知尚未抵达的、更加深邃的“未知”。愿此书能激发您对宇宙底层逻辑的好奇心,继续追问“为什么”和“如何是”。

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目录信息

读后感

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用户评价

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我购买《Calculus》这本书纯粹是出于对数学的兴趣,并没有特定的学习目标,但它却给我带来了意想不到的惊喜。这本书的章节安排非常合理,逻辑清晰,环环相扣。从最基础的代数预备知识,到极限的引入,再到导数和积分的深入探讨,整个学习路径非常顺畅。我特别欣赏作者在讲解导数和积分时,所采用的“问题驱动”的学习方式。比如,在引入导数时,它首先提出了“如何精确描述一个瞬息万变的过程”的问题,然后逐步引导读者通过极限的概念来解决这个问题。这种方式让我能够主动地去思考,而不是被动地接受知识。书中大量的练习题,涵盖了从简单到复杂的各种题型,并且提供了详细的解答,这对于巩固所学知识至关重要。我还会花时间去研究那些“高难度挑战”题目,虽然有些题目需要花费大量的时间和精力去攻克,但一旦解决了,那种成就感是无与伦比的。书中的排版也很舒服,字体大小适中,页面布局合理,即使长时间阅读也不会感到疲劳。我还会经常查阅书中的“术语表”,它能够帮助我快速定位和理解那些我不太熟悉的数学概念。这本书不仅仅是一本教材,更像是一本引发思考的哲学书,它让我开始重新审视数学在科学和日常生活中的重要性。

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这本书的装帧设计就足够吸引人,封面设计简洁大气,拿在手里沉甸甸的,透着一股专业的气息。而内容方面,我必须承认,它对我这种数学基础相对薄弱的学习者来说,简直是福音。我尝试过几本微积分教材,但总是因为过于晦涩难懂而半途而废。然而,《Calculus》这本书却让我找到了坚持下去的动力。作者在讲解理论知识时,始终将读者的理解放在首位,大量的类比和比喻让抽象的概念变得形象生动。比如,它用“放大镜”来比喻极限,用“坡度”来比喻导数,用“面积累积”来比喻积分,这些生动的比喻让我能够迅速抓住核心思想,从而更容易理解后续的公式和推导。书中对每一个重要概念的阐述都极为详尽,不仅仅是给出定义,更重要的是解释了“为什么”以及“如何”使用。大量的图表配合说明,更是将那些原本难以想象的几何意义和物理意义直观地呈现出来,让我不再仅仅是死记硬背公式,而是真正理解了公式背后的逻辑。我尤其欣赏它在章节末尾设计的“思考题”,这些题目并没有要求复杂的计算,而是更侧重于对概念的理解和应用,能够激发读者进行更深层次的思考,锻炼分析和解决问题的能力。当我遇到难以理解的地方时,书中的“重点提示”和“常见误区”能够及时地为我指明方向,避免走弯路。我甚至会在夜深人静的时候,独自一人沉浸在这本书的世界里,反复揣摩每一个公式的含义,每一次推导的逻辑,那种探索未知、征服困难的成就感是无与伦比的。

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当我翻开《Calculus》这本书时,我感受到的是一种严谨而富有启发性的学术氛围。这本书并非简单地罗列知识点,而是以一种引导性的方式,带领读者逐步深入理解微积分的核心思想。我对于书中对“微分”概念的讲解尤为赞赏,作者从“变化率”的角度出发,通过对曲线斜率、物理速度等具体问题的分析,逐渐引出了微分的定义和性质。书中的“定积分”部分,让我看到了微积分在计算曲线下面积、体积等几何问题上的强大应用,而“不定积分”则让我理解了微分的逆运算。我特别喜欢书中关于“格林公式”和“斯托克斯公式”的介绍,虽然这些是更高级的内容,但作者通过生动的图示和具体的例子,让我初步领略到了微积分在向量场分析中的威力。书中的习题设计也极具挑战性,许多题目都需要读者运用所学的知识进行创新性的思考和解决,这极大地锻炼了我的数学思维能力。我还会经常参考书中的“附录”部分,里面提供了许多有用的数学公式和定理,这对于我快速回忆和运用知识非常方便。这本书的版式设计也非常精良,清晰的章节划分,规范的数学符号,以及高质量的纸张,都使得阅读体验非常愉悦。

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这本书《Calculus》给我的感觉就像是在一位经验丰富的向导的带领下,探索一片神秘的数学领域。从最初的陌生到逐渐熟悉,再到最终的充满兴趣,整个过程都充满了惊喜。作者的叙述方式非常引人入胜,他善于运用生活中的例子来解释抽象的数学概念,使得原本枯燥的理论变得生动有趣。我尤其记得书中关于“无穷”的讨论,作者没有用枯燥的定义来解释,而是通过“数数”和“分割”的例子,巧妙地引入了无穷小的概念,让我对这个一直以来难以理解的概念有了全新的认识。书中的例题和习题覆盖了各个知识点,而且难度分布也很合理,从基础的概念巩固到复杂的应用题,应有尽有。我喜欢它为一些难题提供的“提示”和“解题思路”,这对于提高我的解题能力非常有帮助。我还特别注意到书中对“误差分析”的介绍,它让我理解了在实际应用中,数学模型并非完美的,误差是不可避免的,并且如何去分析和控制误差。这种严谨的科学态度让我受益匪浅。这本书的语言风格也十分考究,用词精准,逻辑严密,同时又不失流畅性,读起来非常享受。我还会经常在书中的空白处写下自己的思考和疑问,这不仅帮助我加深理解,也成为了我个人学习笔记的宝贵财富。

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我当初选择《Calculus》这本书,是被它在专业领域的口碑所吸引,事实证明,我的选择是正确的。这本书在内容深度上远超我的预期,它不仅仅是一本介绍微积分基本概念的教材,更是一本引导读者深入理解微积分思维方式的读物。我尤其喜欢它对“函数”概念的细致讲解,从最简单的线性函数到复杂的多元函数,都进行了深入的剖析,并着重强调了函数在描述现实世界中的重要作用。书中的“导数”章节,对我来说是学习的重点和难点,但作者通过大量的图示和直观的解释,让我逐渐掌握了导数的几何意义和物理意义,并学会了如何运用导数来分析函数的性质,例如单调性、极值等。书中的“积分”部分,也让我看到了微积分在求解面积、体积、甚至概率等问题上的强大能力。我还会尝试去做那些“开放性问题”的习题,这些题目没有固定的答案,更侧重于考察读者运用微积分知识进行分析和解决问题的能力,这极大地锻炼了我的思维灵活性。这本书的排版也让我眼前一亮,清晰的标题,规范的公式,以及适当的留白,都营造了一种舒适的阅读体验。我还会时不时地查阅书中的“参考文献”列表,了解那些重要的数学家和他们的贡献,这也能帮助我更全面地认识微积分的发展历程。

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初次接触《Calculus》这本书,我最大的感受便是它在内容深度和广度上的平衡把握得恰到好处。作为一本旨在介绍微积分的图书,它既没有回避那些最核心、最基础的理论,又能够将这些理论巧妙地与实际应用相结合,从而让读者感受到数学的生命力。我对书中对于“连续性”和“可导性”的讲解印象尤为深刻,作者通过丰富的几何直观和直观的例子,深入浅出地解释了这两个概念的内在联系和区别,避免了许多其他教材中可能出现的概念混淆。在讲解积分的部分,书中对定积分和不定积分的概念区分以及它们之间的关系进行了清晰的阐述,并提供了多种计算方法,从最基础的黎贝格积分的直观理解,到更高级的泰勒展开的运用,都有涉及。我个人非常喜欢它关于“积分在物理学中的应用”这一章节,其中对于功、质心、体积等物理量的计算,都给出了详细的推导过程和具体的算例,这让我看到了微积分作为描述自然规律的强大工具的魅力。这本书的语言风格也相当吸引人,它在保持学术严谨性的同时,又充满了人文关怀,使得阅读过程不会感到枯燥乏味。书中的一些插画和图示,更是将复杂的数学概念具象化,例如,通过动态的图像展示函数的变化趋势,或是通过三维图来可视化曲面积分,这些都极大地提升了我的学习效率和兴趣。我还会时不时地回顾书中关于“数学史”的简要介绍,了解微积分发展的历史脉络,这也能帮助我更好地理解数学理论的演进过程。

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《Calculus》这本书给我最深的印象是它对数学概念的“解释力”。很多时候,我们学习数学只是为了应付考试,但这本书却能够让你真正理解每一个公式、每一个定理背后的深刻含义。例如,在讲解“链式法则”时,作者并没有简单地给出公式,而是通过“嵌套函数”的比喻,以及“层层递进”的思考方式,让我清晰地理解了链式法则的逻辑。书中的“泰勒展开”部分,更是让我惊叹于微积分的强大之处,它能够用简单的多项式来近似复杂的函数,这在很多科学和工程领域都有着广泛的应用。我尤其喜欢它对“收敛性”概念的讲解,无论是级数还是积分,作者都通过直观的图像和严谨的证明,让我理解了什么是收敛,以及如何判断函数的收敛性。书中的习题设计也相当有深度,许多题目都要求读者将不同的知识点融会贯通,灵活运用。我还会花费大量时间去研究那些“历史注解”,了解微积分思想的演变过程,这让我对数学的敬畏之情油然而生。这本书的语言风格简洁明快,用词精确,但又不失生动性,使得阅读过程流畅且富有启发性。我还会时不时地用这本书作为参考,去解决一些我在其他领域遇到的数学问题,它总能给我带来意想不到的帮助。

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不得不说,《Calculus》这本书的编写质量非常高,内容严谨而不失趣味性。我一直认为,学习数学最重要的一点是要理解“为什么”,而不是仅仅记住“怎么做”。这本书在这方面做得非常出色。作者在引入每一个新的概念之前,都会先阐述其出现的背景和解决的问题,让我能够明白学习这个概念的意义和价值。比如,在讲解“微积分基本定理”时,它并没有直接给出定理的公式,而是先回顾了定积分和不定积分的定义,并分析了它们之间的内在联系,然后才引出这个“连接”两个概念的伟大定理。书中的图示和图解非常丰富,而且制作精良,能够非常直观地展示数学概念的几何意义。我尤其喜欢书中关于“曲率”和“弧长”的讲解,它通过生动的图像和形象的比喻,让我理解了这些概念的直观含义。书中的习题设计也很有特色,除了传统的计算题,还有大量的概念题和证明题,能够全面地考察读者的数学能力。我还会尝试去做那些“拓展阅读”的内容,这些内容往往会介绍一些更高级的数学概念或者微积分在其他学科领域的应用,能够极大地开阔我的视野。这本书让我体会到了数学的美妙和力量,也让我对未来的学习充满了信心。

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《Calculus》这本书给我的感觉就像是走进了一个精妙的数学花园,每一步都充满了发现的乐趣。作者以一种非常亲切和易懂的语言,将微积分这个看似复杂的学科呈现在我面前。我尤其喜欢它对“极限”概念的讲解,作者没有直接给出抽象的定义,而是通过“逼近”的直观感受,让我逐渐理解了极限的含义。书中的“导数”部分,让我看到了微积分在解决实际问题中的强大应用,比如求函数的最大值和最小值,分析函数的增长和衰减趋势等等。我非常欣赏书中提供的“可视化工具”的建议,虽然书中本身并没有动画,但作者会引导你去想象,去画图,去感受函数的变化过程。这对于我这种视觉型学习者来说,简直是福音。书中的习题也设计得非常巧妙,很多题目都鼓励你去探索不同的解题方法,培养你独立思考的能力。我还会时不时地翻阅书中的“历史趣闻”,了解那些伟大的数学家们是如何发现这些定理的,这让学习过程更加有趣。这本书的语言风格既有学术的严谨,又不乏生活的趣味,读起来一点也不枯燥。我还会经常用这本书来解答我在其他学科学习中遇到的数学问题,它总能给我提供清晰的思路和有用的方法。

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这本《Calculus》着实让我眼前一亮,翻开它,如同推开了一扇通往全新数学世界的大门。我一直对微积分这个概念既好奇又有些畏惧,总觉得它遥不可及,充斥着抽象的概念和复杂的公式。然而,这本书以一种令人意想不到的清晰和循序渐进的方式,将这些曾经让我望而却步的知识一一展现在我面前。书中的讲解并非枯燥的理论堆砌,而是穿插着大量的真实世界案例,从物理学的运动学到经济学的增长模型,再到工程学的优化设计,作者巧妙地将微积分的强大应用展现得淋漓尽致。我尤其喜欢它对概念的引入方式,不再是直接抛出定义,而是通过生动的故事和直观的图示,引导读者一步步理解极限、导数、积分的本质。例如,在讲解导数时,作者并没有立即给出那个看上去令人头疼的极限定义,而是先从“瞬时速度”这个我们生活中常见的概念入手,通过不断缩小时间间隔的思考过程,自然而然地引出了导数的概念,让人豁然开朗。书中大量的例题设计也极具匠心,每道例题都由浅入深,层层递进,不仅巩固了课堂上的知识点,更重要的是培养了读者独立解决问题的能力。那些习题,有的需要严谨的逻辑推理,有的则考验灵活的思维转换,做完一套下来,感觉自己的数学功底扎实了不少。我还会时不时地翻阅书中的附录,里面提供了不少有用的数学工具和背景知识,这对于巩固和拓展学习非常有帮助。总而言之,这本书就像一位循循善诱的良师,它不仅教会了我计算的技巧,更重要的是让我理解了微积分背后的思想和力量,让我对数学产生了前所未有的亲近感。

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