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出版者:北京：科学出版社

作者:В. И. 瑞德尼克

出品人:

页数:299

译者:黄宏荃

出版时间:1979

价格:0.78

装帧:19mm

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《天体物理学前沿：从黑洞到暗物质》 导言：仰望星空，探索未知 自古以来，人类对浩瀚宇宙的探索从未停歇。从早期对星辰运行的观测，到伽利略的望远镜，再到现代的射电望远镜和空间探测器，我们对宇宙的认知正在以前所未有的速度拓展。本书旨在深入浅出地介绍当代天体物理学领域最激动人心的前沿课题，涵盖从极端天体现象到宇宙整体结构与演化的最新研究成果。我们将带领读者穿越时空，探访宇宙中最神秘、最壮丽的角落。 第一部分：极端天体物理的奥秘 第一章：黑洞的肖像——时空的终极陷阱 黑洞，这个在广义相对论预言下诞生的奇特天体，是宇宙中引力最强的区域。本章将从史瓦西解出发，详细阐述黑洞的结构，包括事件视界、奇点和能层。我们将探讨不同类型的黑洞，如恒星级黑洞、中等质量黑洞以及超大质量黑洞（SMBH）。 重点将放在黑洞的观测证据上。我们将讨论X射线双星系统中黑洞的吸积过程，吸积盘的物理性质，以及喷流的形成与辐射机制。爱因斯坦探针（eXTP）和未来下一代X射线天文台将如何帮助我们更精确地描绘黑洞的“脸庞”。此外，引力波天文学的兴起，特别是LIGO和Virgo探测到的黑洞并合事件，为我们提供了检验广义相对论和直接探测黑洞存在的“金标准”。本章还将涉及信息悖论及其可能的解决方案，如火墙理论和软毛理论，引导读者思考黑洞内部的物理极限。 第二章：中子星与脉冲星——宇宙中的原子核 中子星是质量介于白矮星和黑洞之间的致密天体，其核心密度极高，物质状态完全超出了地球上的任何实验条件。本章将深入研究中子星的内部结构模型，包括内禀的核物质状态方程（EoS）的不确定性，以及如何利用观测数据（如最大质量限制）来约束这些模型。 脉冲星，作为快速旋转的中子星，其规律的射电脉冲如同宇宙中的灯塔。我们将详细介绍脉冲星的磁场结构、辐射机制（区域和机制）以及计时阵列（PTA）用于探测低频引力波的潜力。此外，磁星（Magnetars）的超强磁场引发的奇异现象——星震和耀斑，将作为检验极端磁场下物质行为的天然实验室进行探讨。新兴的“千赫兹准周期振荡”（QPOs）现象，被认为是吸积盘与中子星表面相互作用的产物，也是理解黑洞/中子星吸积盘物理的关键窗口。 第三章：高能暂现源——宇宙的剧烈爆发 宇宙中充满了突发的、能量巨大的爆炸事件。本章聚焦于伽马射线暴（GRBs）和快速射电暴（FRBs）。 伽马射线暴的分类（长暴与短暴）及其物理起源（大质量恒星坍缩与双中子星并合）将是核心内容。我们将分析伽马射线暴的“能谱-光度”关系，并探讨由它们引发的千米级后余辉在不同波段的辐射特性。 快速射电暴的发现是近十年来射电天文学的重大突破。本章将梳理FRBs的各种理论起源模型，包括磁星活动、中子星/白矮星碰撞等。对重复FRBs的深入研究，特别是对分散度的分析，正在帮助我们绘制银河系及更远星系际介质的“电子密度图谱”。 第二部分：宇宙学与结构形成 第四章：暗物质的搜寻与模型 暗物质，占据宇宙物质总量的绝大部分，却只能通过引力效应间接探测。本章将系统回顾暗物质的间接证据，从宇宙微波背景（CMB）的功率谱到星系旋转曲线、星系团的引力透镜效应。 搜寻暗物质的实验分为直接探测（地下实验室寻找WIMPs等粒子）、间接探测（伽马射线、中微子信号）和对撞机实验。我们将详细介绍当前主流的弱相互作用重粒子（WIMP）模型，以及轴子、惰性中微子等替代性暗物质候选者。同时，对宇宙大尺度结构模拟（如‘水星’和‘Illustris TNG’项目）如何被用来检验不同的暗物质分布模型也将进行深入讨论。 第五章：暗能量与宇宙加速膨胀 宇宙加速膨胀的发现彻底改变了我们的宇宙学图景。本章围绕暗能量的本质展开，探讨“宇宙学常数” $Lambda$ 模型的局限性及其替代方案，例如随时间变化的标量场（Quintessence）。 主要的观测探针包括Ia型超新星（作为标准烛光）、重子声学振荡（BAO，作为标准尺）以及星系红移巡天数据。未来的大型巡天项目，如欧几里得（Euclid）和薇拉·鲁宾天文台（Vera C. Rubin Observatory），将以前所未有的精度测量宇宙膨胀历史和结构增长率，以期区分不同的暗能量模型。本章还将讨论是否需要修正广义相对论来解释这种加速膨胀。 第六章：早期宇宙与再电离纪元 宇宙诞生后的头几亿年被称为“黑暗时代”，直到第一批恒星和星系形成，宇宙才开始“再电离”。本章将深入研究第一代恒星（Population III stars）的形成条件、质量分布及其对宇宙早期化学演化的影响。 氢和氦的再电离过程是关键的宇宙学事件。我们将探讨如何利用21厘米谱线辐射（来自中性氢的谱线）作为工具，来探测黑暗时代和再电离纪元的物理状态。从CMB的最后散射面到再电离的最后阶段，这一时期的观测数据正变得日益丰富，为我们提供了连接大爆炸遗迹与现代星系的桥梁。 第三部分：系外行星与恒星生命史 第七章：系外行星的发现与表征 系外行星的研究已从“发现”转向“表征”。本章概述了开普勒、TESS等任务的成就，并重点介绍凌星法和视向速度法的最新进展。 下一代大型望远镜，如詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST），正在革命性地改变我们对系外行星大气的分析能力。本章将详细介绍透射光谱和直接成像技术如何揭示行星的大气组成，特别是寻找生物标志物（如氧气、甲烷）的策略。从“超级地球”到“迷你海王星”，再到围绕红矮星运行的潜在宜居世界，行星形成与演化的多样性模型将得到充分讨论。 第八章：恒星的生与死——核合成与化学演化 恒星是宇宙中所有重元素的熔炉。本章回顾了恒星内部的核聚变过程，从质子-质子链到碳氮氧循环，以及恒星演化的不同路径（主序星、红巨星、白矮星）。 超新星爆发是宇宙化学演化的主要驱动力。本章将对比Ia型、Ib/c型和II型超新星的光度和光谱特征，分析不同爆炸机制（如核心坍缩、热核失稳）对外星物质的抛射模式的影响。我们将讨论星系中元素的丰度梯度和化学时间尺度，揭示恒星代际更替如何塑造了我们今天所见的宇宙物质成分。 结论：未来的展望 天体物理学正处于一个黄金时代，多信使天文学（引力波、中微子、电磁波）的融合为我们提供了前所未有的工具箱。本书的最后，将对未来十年内预期取得突破的关键领域进行展望，包括对引力波源的精确分类、暗物质粒子性质的确定、以及系外行星上生命迹象的初步探测，激励下一代科学家继续挑战宇宙的极限。

评分☆☆☆☆☆

上午上完课，和原来的材料物理性能老师聊天，他大力推荐网上流传的量子力学史话，说这是闪耀着智慧的书，中午便回宿舍搜索了。看过它的前言，便决定要借到这书来。还顺道查找了下译者黄宏荃的信息，看介绍，是个学贯中西、文理兼通的牛人。下午去图书馆找这本书，费了些力气，...

评分☆☆☆☆☆

量子力学以一种非常奇妙的观点来解释这个世界。这是一本优秀的科普读物。它的文笔非常优美，哪怕是一些很艰深的概念，仍然以一种异常深入浅出的手段解释的清清楚楚，所以读懂它只需要有高中程度的数学和物理基础就可以了。书中有很多故事，娓娓动人的讲述了量子力学上很多奇思...  

评分☆☆☆☆☆

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本书适合于学习过高中以牛顿力学为代表的经典为物理学的people。经典力学带给人们的进步和信心是显而易见的，它们源自于对生活的观察，源自于我们眼睛所能看见的，手所能摸得到的以及耳朵可以听得到的规律的归纳总结。学习这些运动定律的成就感是很大的，我们可以解释生活中很...  

评分☆☆☆☆☆

量子力学以一种非常奇妙的观点来解释这个世界。这是一本优秀的科普读物。它的文笔非常优美，哪怕是一些很艰深的概念，仍然以一种异常深入浅出的手段解释的清清楚楚，所以读懂它只需要有高中程度的数学和物理基础就可以了。书中有很多故事，娓娓动人的讲述了量子力学上很多奇思...  

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我特别欣赏作者在处理那些充满争议和尚未完全解决的议题时所展现出的审慎态度。例如，对于“哥本哈根诠释”与“多世界诠释”等哲学层面的争论，书中并未草率地下结论，而是公平地呈现了各方观点的逻辑起点和内在的困境。这种平衡的视角，体现了作者对科学精神的深刻理解：科学并非一成不变的教条，而是一个持续质疑、不断完善的过程。书中对薛定谔的猫这一思想实验的阐述，精彩地揭示了将微观世界的规则强行应用于宏观世界时所产生的荒谬感，并以此为引子，探讨了“实在性”的本质问题。它激发了我作为读者去进行更深层次的哲学思考，远超出了单纯的科学知识吸收范畴。

评分☆☆☆☆☆

这部作品的叙事手法极其精妙，作者似乎不满足于仅仅罗列历史事件和科学发现，而是将那些如群星闪耀的物理学家们，塑造成了活生生的、充满矛盾与激情的个体。我印象最深的是对玻尔与爱因斯坦之间那场旷日持久的论战的描绘，文字犹如电影的特写镜头，细腻入微地捕捉了他们思想碰撞时的火花、挫败时的沉思，以及相互尊重又坚守立场的复杂情感。书中没有那种高高在上的说教，而是让你感觉自己仿佛是那个时代里的一名旁观者，亲眼见证了人类思维如何挣脱经典物理的藩篱，步入一个充满不确定性和概率性的全新领域。作者的笔触在宏大的历史背景与微观粒子的诡谲行为之间自如切换，使得那些原本晦涩难懂的物理概念，通过生动的比喻和巧妙的故事线索，变得可以触摸、可以理解。尤其是在描述早期量子力学建立过程中那些充满“奇迹”的实验现象时，那种震撼感和对未知的敬畏，即使对于非专业人士来说，也能深切体会到科学突破的伟大。

评分☆☆☆☆☆

这本书的学术功底扎实得令人称奇，但它最可贵之处在于，它成功地架设了一座桥梁，连接了深奥的理论物理和普通读者的理解能力。作者在解释海森堡的不确定性原理时，并没有直接抛出复杂的数学公式，而是通过一系列富有想象力的类比，将“观察者效应”和“内在的模糊性”植入读者的认知结构中。这种叙事策略，避免了让读者在面对数学符号时望而却步，而是引导我们去思考，究竟是什么样的思维模式的转变，才使得人类能够接受“粒子同时是波”这样反直觉的结论。每一次概念的引入，都伴随着它诞生的历史背景和它所解决的实际难题，这种情境化的教学方式，使得学习的过程本身变成了一种智力上的探险，而非枯燥的记忆。

评分☆☆☆☆☆

读完此书，我最大的感受是，物理学史远比教科书上呈现的要更具戏剧性。这不是一本冰冷的技术手册，而是一部关于人类求知欲和智慧的史诗。书中对普朗克在“黑体辐射”问题上的“无奈之举”——引入能量子概念的心理挣扎，刻画得入木三分，那种天才在十字路口的选择与彷徨，读来令人唏嘘。更令人着迷的是，作者在穿插历史的同时，对科学共同体内部的人际网络也有着敏锐的洞察。诸如导师与学生之间的传承，不同学派之间的竞争与合作，甚至包括一些学术上的“非议”和“排挤”，都被描绘得淋漓尽致。这种多维度的展现，让量子力学的诞生不再是一个纯粹的理论发展线索，而更像是一场关于真理的马拉松，充满了汗水、误解、灵光乍现和最终的胜利。这种对“人”的关注，极大地增强了阅读的粘性，让我忍不住一页接一页地往下翻，渴望知道下一位物理学巨匠会如何应对接踵而至的挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排布局堪称一绝，它不像传统传记那样线性推进，而是巧妙地利用了时间线的交错和主题的聚焦，形成了一种复调式的叙事效果。某些章节会突然聚焦于某一个关键实验，比如密立根的油滴实验如何为量子理论提供了量化的基础，然后笔锋一转，又回到前沿理论家的书房，描绘他们如何在黑板前与无解的方程搏斗。这种节奏的张弛有度，让阅读体验充满活力，避免了叙事疲劳。更重要的是，通过对早期物理学家们日常生活的点滴记录，我们能感受到他们不仅是伟大的头脑，更是有血有肉的人，他们的成功源于非凡的毅力，他们的困惑也源于人类认知的局限。这种“去神化”的描写，反而使他们的成就显得更加可敬，因为它揭示了伟大的突破往往是在无尽的试错和坚持中诞生的。

评分☆☆☆☆☆

作者旁征博引，带我们从量子力学的太古一直走到今天，行文妙趣横生，最重要的是他懂得如何不用数学公式就把事情描述清楚。太难得了

评分☆☆☆☆☆

挺好看的，不知道79年之后的部分去哪看

评分☆☆☆☆☆

这才叫科普

评分☆☆☆☆☆

没错，我读这个书打算上天。不难，科普，当年的书就是好。

评分☆☆☆☆☆

想当年读得热血沸腾，虽然课上得不好