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出版者:

作者:北京师范大学出版社 编

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页数:124

译者:

出版时间:2009-5

价格:25.50元

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isbn号码:9787303102235

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《跨越思维的边界：现代物理学前沿探索》 内容简介 《跨越思维的边界：现代物理学前沿探索》是一部深度聚焦于当代物理学最激动人心、最具颠覆性的研究领域和理论进展的学术专著。本书旨在为具有扎实物理学基础的读者（包括高年级本科生、研究生以及科研工作者）提供一个全面、深入且富有洞察力的视角，去理解我们宇宙观正在经历的深刻变革。 本书摒弃了对基础概念的重复介绍，而是直接切入当前科学研究的前沿阵地。全书结构严谨，逻辑清晰，共分为八个相互关联的章节，每一章都由相关领域的顶尖专家撰写或审校，确保了内容的准确性与前沿性。 第一部分：时空与引力的重塑 第一章：广义相对论的边界与修正 本章深入探讨了广义相对论在极端条件下的适用性与局限。我们首先回顾了黑洞信息悖论的最新进展，详细分析了信息“丢失”与“保存”的几种主流模型，包括火墙理论（Firewall Paradox）与软毛理论（Soft Hair）的最新实验观测约束。随后，重点讨论了引力量子化（Quantum Gravity）的必要性，并详尽比较了圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）与弦理论在描述普朗克尺度时空结构上的差异和潜在的实验可验证性。特别地，本章还引入了修正引力理论（Modified Gravity Theories），如 $f(R)$ 引力、张量-矢量-标量（TeVeS）理论，及其如何试图解释暗能量和加速膨胀现象，避免引入标准宇宙学中的暗物质假设。 第二章：引力波天文学的“多信使”新时代 本章聚焦于LIGO/Virgo/KAGRA等引力波探测器带来的革命。内容不仅限于双黑洞或双中子星并合的经典案例，而是深入剖析了引力波信号在高阶模式分析中的细节，以及如何利用这些细节来检验爱因斯坦场方程的精确性。本章详细介绍了中子星并合产生的电磁对应体（千新星 Kilonovae）的光谱分析，特别是对重元素（如金、铂）的核合成过程（r-过程）的最新模型约束。此外，还探讨了寻找宇宙早期原初引力波（Primordial Gravitational Waves）的潜力，以及它们对暴胀理论模型的限制作用。 第二部分：物质世界的微观结构 第三章：粒子物理标准模型之外的探索 本章全面梳理了标准模型（SM）的成功与未决问题。核心内容围绕着对超出标准模型（BSM）物理学的搜寻。详细阐述了超对称性（Supersymmetry, SUSY）的各种情景（MSSM、NMSSM等）在LHC高能对撞数据下的最新限制，以及对暗物质候选粒子（如中微子质量的起源、惰性中微子等）的理论构建。章节还涵盖了对费米子质量起源的深入讨论，如希格斯机制的微调问题（Hierarchy Problem）和天然性（Naturalness）争议的最新辩论。 第四章：强相互作用力的深入理解 本章致力于量子色动力学（QCD）在非微扰区域的复杂性。内容包括晶格QCD（Lattice QCD）在计算夸克-胶子等离子体（Quark-Gluon Plasma, QGP）性质中的最新成果，特别是对临界点的探索。深入分析了核子内部结构（如团簇效应和海夸克/胶子组分）的深入理解如何依赖于先进的电磁探测实验（如JLab的实验）。此外，本章还讨论了手征对称性的自发破缺机制及其在介子物理中的表现。 第三部分：宇宙的宏大叙事与未解之谜 第五章：暗物质的本质探寻 本章系统性地总结了目前对暗物质性质的认知。在宏观层面，分析了暗物质晕（Dark Matter Halo）的结构模型（如NFW、EINASTO模型）与星系旋转曲线观测的吻合度，以及对暗物质“小尺度问题”（如“反核效应”）的理论解释。在微观层面，详细对比了WIMP（弱相互作用大质量粒子）、轴子（Axion）、以及更轻的暗物质候选者（如扇区粒子）的直接探测、间接探测和产生机制研究的最新进展和实验方案（如ADMX、XENONnT的最新灵敏度）。 第六章：暗能量与宇宙学的精确测量 本章聚焦于宇宙学参数的精确测量及其对暗能量模型的约束。内容包括对宇宙微波背景辐射（CMB）在未来十年观测任务（如CMB-S4）中的预期精度，以及对巴里子声学振荡（BAO）和星系红移巡天数据（如DESI、Euclid）的联合分析方法。本章还详细探讨了“哈勃张力”（Hubble Tension）——即局部测定值与早期宇宙推算值之间的显著差异——的可能物理起源，包括早期宇宙修正或对标准$Lambda$CDM模型的根本性挑战。 第四部分：信息、计算与量子前沿 第七章：量子信息与计算的物理基础 本章从物理学的角度审视了量子计算的理论框架。它不仅介绍了量子比特的物理实现（超导电路、离子阱、拓扑量子位等）的技术瓶颈，还深入探讨了量子纠错码（Quantum Error Correction, QEC）的理论深度，特别是表面码（Surface Codes）在实现容错计算中的关键挑战。章节还讨论了量子力学中的信息度量，如纠缠熵（Entanglement Entropy）在描述多体系统基态和相变中的应用，以及量子场论中的信息概念。 第八章：从信息论到时空几何 本章是全书的理论高潮，探讨了信息论与引力/时空几何之间日益紧密的联系。核心内容是ER=EPR猜想（爱因斯坦-罗森桥等于爱因斯坦-波多尔斯基-罗森纠缠对）的最新发展，解释了纠缠如何被视为构建时空几何的基本“砖块”。章节引入了AdS/CFT对偶（反德西特空间/共形场论对偶）的最新应用，特别是如何利用共形场论中的信息论工具来研究黑洞视界附近的量子效应和时空动力学。 总结 《跨越思维的边界：现代物理学前沿探索》不是一本教科书，而是一份深入的“导游手册”，指引读者穿梭于理论物理最前沿的迷宫。它要求读者具备对数学工具（如微分几何、群论、量子场论）的熟练掌握，并渴望理解那些尚未被证实、但正在塑造我们对实在本质理解的宏伟理论框架。本书旨在激发读者批判性思考，并为未来的研究和创新奠定坚实的理论基础。

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关于习题部分的设置，我必须得说，简直是混乱不堪，毫无章法可言。它把不同难度、不同考察侧重点的题目一股脑地丢在一起，中间没有任何明确的模块划分或者难度梯度标识。你根本不知道做完前面的基础题，下一页紧接着的就是那种能让人绞尽脑汁、需要跨章节整合知识的变态难题。这种随机性极大地破坏了学习的节奏感，让人在建立起信心之后，立马又被一堆超纲的或者过于偏僻的题目浇了一盆冷水，挫败感油然而生。更别提那些被标记为“典型例题”的题目，它的解题步骤跳跃性太大，很多中间的逻辑推导被省略了，留给读者的空白太多，导致看懂了答案的最后一步，却完全不知道中间是怎么绕过去的。真正的高质量辅导书，应该像阶梯一样，引导学生一步步攀登，但这本，更像是一堆随机散落的石头，让人无从下脚。

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这本书对于知识体系的宏观把握和侧重点的筛选，显然是存在严重问题的。在许多不常考、但在大纲中略微提及的知识点上，它投入了大量的篇幅进行详尽的阐述和配套的练习，占用了宝贵的复习时间；反倒是那些每年必考、并且在高考中占据决定性分值的核心板块，比如电化学的深入应用或者复杂的化学平衡移动规律，讲解得相对简略，例题也显得有些陈旧和套路化，缺乏对最新考点趋势的捕捉和针对性的训练。对于一个时间极其宝贵的备考学生来说，时间就是生命，这本书在资源分配上的失衡，直接导致了学习效率的低下。它没有很好地做到“取其精华，去其糟粕”，反而像是一个百科全书式的记录者，把所有东西都平均用力，最终导致哪里都不够深入，哪里都不能完全覆盖到考点要求的深度。

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这套书的排版简直是灾难，简直是教人看了就打退堂鼓的典型案例。纸张的质感粗糙得让人怀疑是不是用了最廉价的回收纸，油墨的味道浓得让人头晕，翻开书页的那一刻，一股陈旧的化学试剂味扑面而来，让人瞬间出戏。更别提那些密密麻麻的字迹和生硬的插图了，仿佛是上世纪八十年代的印刷品，毫无美感可言。打开目录，就能感受到那种扑面而来的沉重感，一点都不像是什么“伴你成长”的友好陪伴，更像是强行塞给你一座大山。尤其是那些实验流程图，线条粗糙、颜色单调，很多关键步骤的细节都模糊不清，看得人一头雾水，完全没有起到辅助理解的作用。如果要用一个词来形容，那就是“丑陋”，这种视觉上的不适感，极大地影响了阅读体验，让人提不起精神去深入研究那些内容，实在是让人感到非常遗憾。

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这本书的讲解方式，老实说，非常不接地气，完全没有抓住高中生的思维特点。它似乎是假设读者已经对所有概念了如指掌，然后直接丢出了一堆理论和公式，中间几乎没有过渡和循序渐进的引导。当你真正遇到一个难点，比如某个复杂的有机反应机理或者热力学计算时，翻遍全书也找不到一个真正能让你茅塞顿开的、用生活化语言的类比或者深入剖析的段落。它更像是一本冷冰冰的参考资料汇编，而不是一个耐心的“名师”。我需要的是那种能把抽象概念具象化的讲解，而不是教科书式的重复和堆砌。结果就是，很多基础概念我需要反复查阅其他更基础的辅导资料才能勉强弄懂，这本书起到的作用，仅限于提供一堆习题和标准答案，完全丧失了“伴读”的意义，让人感觉自己像是在独自面对一片知识的汪洋大海，而这本书只是抛出了一块漂浮的木板，救不了溺水的人。

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我必须承认，这本书的装订质量实在是太差了。仅仅是翻阅了几次，书脊就开始出现明显的松动迹象，部分内页已经开始隐隐脱落，这完全不符合它作为一本“学习伴侣”应该具备的耐用性。要知道，一本陪伴我们度过一学期甚至一年的学习用书，需要承受频繁的翻阅、携带以及在书包里的挤压。我甚至不敢把它和其它课本一起放在书包里，生怕它散架。这种脆弱的物理形态，简直是对内容价值的一种讽刺。它从一开始就给人一种“消耗品”的感觉，而不是一件可以长期依赖的学习工具。一本连最基本的物理形态都无法保障的书，让人如何能对它承载的知识内容产生足够的信任和依赖感呢？这实在是对学生学习投入的一种无形浪费。

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