The Resurgence of Evolutionary Biology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Lexington Books

作者:Terry Hoy

出品人:

页数:112

译者:

出版时间:2002-01-03

价格:USD 55.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780739102633

丛书系列:

图书标签:

• Evolutionary Biology
• Molecular Evolution
• Genetics
• Natural Selection
• Adaptation
• Phylogenetics
• Biodiversity
• Evolutionary Theory
• Systems Biology
• Genomics

经典物理学的黄昏：探索量子力学与相对论的革命性影响 书籍简介 本书并非聚焦于生物学领域，而是带领读者深入探索二十世纪初物理学领域所经历的两次颠覆性革命——量子力学和狭义与广义相对论的诞生与发展。这是一部旨在系统梳理和阐释这些深刻理论如何重塑我们对物质、空间、时间以及宇宙运作方式的理解的著作。我们将剥离晦涩的数学形式，以清晰、富有洞察力的叙述，揭示这些概念背后的哲学意涵及其对现代科技产生的决定性影响。 第一部分：对牛顿宇宙的挑战——微观世界的奇异性 在十九世纪末，物理学界普遍认为经典物理学（牛顿力学和麦克斯韦电磁学）已经描绘了宇宙的全部蓝图，只需进行精细的修补即可。然而，一系列无法用经典框架解释的实验现象，如黑体辐射和光电效应，预示着一场变革的到来。 第一章：黑体辐射与普朗克的量子假设 本章追溯了“黑体辐射”这一看似简单的问题如何成为打开新世界大门的钥匙。通过详细分析瑞利-金斯定律在描述高频辐射时的“紫外灾难”，我们转向马克斯·普朗克在1900年提出的革命性假设：能量不是连续的，而是以不连续的“能量子”（quanta）形式发射和吸收的。我们将探讨普朗克最初的动机——仅仅是为了数学上的拟合——以及他本人对这一革命性概念的犹豫态度。量子的概念，如同一个幽灵般的入侵者，悄然侵入了看似坚不可摧的经典物理大厦。 第二章：爱因斯坦与光子的诞生 随后，我们将聚焦阿尔伯特·爱因斯坦如何运用普朗克的能量子概念来彻底解释光电效应。通过提出“光子”这一实体，爱因斯坦不仅为光电效应提供了完美的解释，更赋予了光波/粒子二象性的早期形态。本章将细致对比经典波动理论与量子光子理论在解释实验现象上的成败，阐明光子概念的诞生是物理学界接受“不连续性”这一反直觉概念的关键一步。 第三章：波尔模型与原子结构的革命 进入原子领域，经典物理学面临更严重的危机。卢瑟福的行星模型在经典电磁学下必然导致电子螺旋坠入原子核。尼尔斯·波尔的原子模型——引入了能量的“量子化轨道”——成为一个权宜之计，它成功解释了氢原子光谱的离散性，但其理论基础充满了“人为规定”的痕迹。本章将深入分析波尔模型的成功与局限，探讨它如何象征着从经典思维向量子思维的痛苦过渡。 第四章：矩阵力学与波动力学的融合 量子力学真正的成熟发生在1925年至1927年间。维尔纳·海森堡创立的矩阵力学，一个完全基于可观测量的代数结构，与埃尔温·薛定谔建立的波动方程（波动力学）看似截然不同。本章将阐述物理学家们如何最终证明这两种描述是数学上等价的，并共同构成了完整的量子力学框架。我们将探讨薛定谔方程的意义——它不再描述粒子的确定轨迹，而是描述了描述粒子状态的“波函数”（$Psi$）。 第五章：哥本哈根诠释与不确定性原理 量子力学的核心哲学冲突集中于哥本哈根诠释。本章将详细讨论波恩对波函数的概率解释，以及测量行为在量子系统中的核心地位。我们将特别深入探讨海森堡的“不确定性原理”，它不仅仅是一个实验上的限制，更是宇宙基本性质的揭示：我们无法同时精确知晓一个粒子的位置和动量。这一原理标志着物理学从“确定性”转向“概率性”的根本性转变。 第二部分：时空的重塑——狭义与广义相对论 在探索微观世界的同时，宏观宇宙也在经历一场关于时间和空间的彻底重构。本书的第二部分将转向爱因斯坦在同一时期完成的另一项伟大工作：相对论。 第六章：迈克尔逊-莫雷实验与以太的消亡 在深入狭义相对论之前，我们需要回顾“以太”的概念——一种假想的、充斥宇宙的介质，用于传播光波。本章将重现迈克尔逊和莫雷的经典实验，展示其“零结果”对物理学界的巨大冲击。这一实验的失败为抛弃以太概念铺平了道路，为爱因斯坦构建一个不依赖于绝对参考系的新物理学奠定了基础。 第七章：狭义相对论的基础与时空合并 1905年，爱因斯坦的狭义相对论横空出世，建立在两个基本公设之上：光速不变原理和相对性原理。本章将解释这些公设如何自然而然地导向时间膨胀、长度收缩以及质量与能量的等价性（$E=mc^2$）。我们将重点分析闵可夫斯基对“四维时空”的几何化描述，它表明时间不再是宇宙的绝对背景，而是与空间紧密编织在一起的实体。 第八章：引力的几何化——广义相对论的诞生 狭义相对论成功地描述了匀速运动下的物理学，但它无法解释引力。本章详细阐述了爱因斯坦如何通过“等效原理”（即引力效应与加速运动的效应无法区分）来推进他的思想。广义相对论的核心在于：引力不是一种力，而是由物质和能量对四维时空几何结构的弯曲所造成。我们将形象地描述时空弯曲的概念，以及物体（包括光）如何沿着这些弯曲的“测地线”运动。 第九章：相对论的验证与宇宙学的启示 广义相对论的预言是极其大胆的，例如水星近日点的进动异常、光线在太阳附近的弯曲（1919年日食观测的验证），以及引力红移。本章将探讨这些关键的实验和天文观测如何确立了广义相对论的统治地位。更重要的是，我们将看到广义相对论方程的解如何预示了宇宙的动态性——膨胀的宇宙、黑洞的存在，以及引力波的产生。 第十章：现代物理学的两大支柱及其未竟的统一 本书的结论部分将回顾量子力学和广义相对论——这两大革命性理论——对二十世纪及以后科学研究的深远影响。我们将讨论它们各自在描述的尺度上（微观与宏观）的成功，以及它们在核心概念上的根本不兼容性（如对“确定性”和“背景结构”的不同处理）。最后，我们将展望人类物理学面临的终极挑战：如何调和引力与量子世界，构建一个统一的“万有理论”，从而真正理解宇宙的完整面貌。 目标读者： 本书面向所有对现代科学思想史、哲学基础以及物理学基本概念感兴趣的非专业读者、学生和研究人员。它要求读者对自然世界抱有强烈的好奇心，但无需预先具备高等数学知识。通过细致的叙述和历史背景的铺垫，读者将能掌握理解二十世纪科学革命的必要心智工具。

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