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出版者:McGraw-Hill Inc.,US

作者:Robert M. Eisberg

出品人:

页数:1550

译者:

出版时间:1981-9-1

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780070191105

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
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• 大学物理
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《星辰的低语：宇宙深空的探索与奥秘》 内容简介 浩瀚无垠的宇宙，自古以来便激发着人类最深沉的好奇心与求知欲。本书并非聚焦于基础物理定律的教科书式阐述，而是带领读者进行一场穿越时空、横跨尺度的思想漫游，深入探索当代天体物理学和宇宙学最前沿的迷人领域。我们将追溯宇宙的起源，审视那些定义了我们存在的基本力量，并探究那些挑战我们认知极限的奇异天体和现象。 第一部分：追溯黎明——宇宙的诞生与演化 宇宙的序章，始于一个无法想象的奇点。本书的第一部分将详细描绘大爆炸理论（The Big Bang Theory）的证据链，从宇宙微波背景辐射（CMB）的精妙纹理，到星系红移所揭示的宇宙膨胀的确定性。我们不会停留在理论的陈述，而是深入探讨早期宇宙的极端条件：夸克-胶子等离子体的形成，核合成的“炼金术”如何锻造出宇宙最初的氢与氦，以及暗时代（Dark Ages）的漫长寂静。 随后，我们将聚焦于“结构形成”的宏伟史诗。引力如何在早期物质的微小扰动中播下恒星、星系乃至星系团的种子？我们将剖析冷暗物质（Cold Dark Matter）模型在解释宇宙大尺度结构形成中的核心作用，以及它如何塑造了我们今天观测到的宇宙网（Cosmic Web）。同时，我们将探讨生命所需的重元素是如何通过恒星的生与死，被一代代地播撒到宇宙空间，为后来的行星和生命奠定物质基础。 第二部分：奇异天体的剧场——极端物理学的展现 本部分将把读者的目光引向宇宙中最具戏剧性和极端物理环境的场所。 恒星的生命周期与死亡： 我们将超越太阳的温和光芒，探究巨星生命末期的壮丽景象——超新星爆发（Supernovae）。这些宇宙中最剧烈的爆炸，不仅是元素工厂，也是引力坍缩的终极实验场。随后，我们将深入研究中子星（Neutron Stars），这些密度超过原子核的致密天体，它们表面的磁场强度远超地球上任何实验室能产生的极限。特别是，我们将详细解析脉冲星（Pulsars）作为宇宙中最精确的“时钟”如何被利用，以及它们如何成为检验广义相对论的完美平台。 黑洞的边界： 黑洞，是时空几何被彻底扭曲的象征。本书将以严谨而生动的笔触，描述黑洞的形成机制，从恒星级黑洞到超大质量黑洞的演化路径。我们将深入讨论事件视界（Event Horizon）的物理意义，探索史瓦西半径与克尔半径的差异。更令人兴奋的是，我们将解读引力波天文学（Gravitational Wave Astronomy）的开创性发现，从LIGO和Virgo探测到的事件中，我们如何“聆听”到黑洞的合并，并以此方式直接感知时空的涟漪。 第三部分：暗物质与暗能量的谜团——现代宇宙学的两大挑战 当代物理学面临的最大挑战，莫过于构成宇宙绝大部分的“暗”成分。 暗物质的追踪： 暗物质占宇宙总质能的约27%，但它从未直接被光探测到。本书将系统性地梳理我们如何“看见”暗物质的：通过星系旋转曲线的异常、引力透镜效应的畸变，以及星系团碰撞中物质与引力场的分离。同时，我们将全面评估当前正在进行的直接探测（如地下实验室的弱相互作用粒子搜索）和间接探测（如对湮灭产物的搜寻）的实验进展与困境。 暗能量与宇宙的终极命运： 驱动宇宙加速膨胀的暗能量（Dark Energy），是理解宇宙终极命运的关键。我们将探讨对宇宙加速膨胀的发现历程，并详细比较宇宙学常数（Lambda）模型与动态暗能量模型的差异与争论焦点。我们还将推演在不同暗能量模型下，宇宙未来可能出现的不同终局——是“大冻结”（Big Freeze）、“大撕裂”（Big Rip），还是其他更具想象力的可能性。 第四部分：系外行星与生命的可能——天体生物学的交汇点 我们将目光投向我们银河系内部，探讨寻找第二个地球的努力。本书将介绍系外行星的发现技术，从凌日法（Transit Method）到视向速度法（Radial Velocity），以及新兴的直接成像技术。我们不仅关注类地行星的“宜居带”（Habitable Zone）概念，还将探讨更广义的生命存在条件，包括围绕红矮星运行的行星、潮汐锁定行星的环境挑战，以及生命在极端环境（如冰封海洋卫星）下存在的可能性。最后，我们将讨论SETI（搜寻地外文明计划）的最新进展，以及我们如何界定和探测智慧生命的信号。 结语：未竟的旅程 本书旨在展示科学探索的动态性与未完成性。宇宙的图景仍在不断被修正和扩展，每一次新的观测都可能推翻旧有的范式。我们对深空的探索，本质上是对我们自身在时间与空间中位置的追问。阅读完这本书，读者将对我们所处的宇宙拥有一个更为宏大、更具挑战性，也更令人敬畏的理解框架。

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这本《Physics》的书籍，坦白说，我拿到手的时候是抱着一种既期待又略带忐忑的心情的。我一直对自然科学的底层逻辑充满好奇，尤其对宏观世界的运行规律和微观粒子的奇妙行为情有独钟。然而，当我翻开第一页，映入眼帘的那些密密麻麻的公式和严谨的逻辑推导，立刻让我感受到了迎面而来的学术气息。它不像那些面向大众科普的读物那样，用生动的比喻和生活中的小故事来软化晦涩的概念。相反，作者似乎坚信读者已经具备了一定的基础知识，毫不留情地将我们带入了纯粹的物理世界。开篇对经典力学的阐述，那份对运动、力和能量的定义，简直可以用“滴水不漏”来形容。我花了整整一个下午的时间，才勉强跟上了作者关于矢量分析和微积分在力学中的应用的节奏。特别是在处理复杂的多体问题时，那种需要不断回顾前面章节来串联知识点的过程，虽然烧脑，却也带来了一种“拨云见日”的快感。这本书的深度毋庸置疑，它仿佛是一座精心构建的知识迷宫，每深入一层，都需要付出极大的专注力和心智努力。我感觉自己不是在“阅读”一本物理教材，而是在与一位博学的、要求极高的导师进行一场马拉松式的对话。

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说实话，这本书的排版和插图设计，如果不是因为其内容本身的重量级，我可能会给出一个更苛刻的分数。视觉上，它显得过于朴素，甚至有些过时。那些图示，虽然准确地描绘了实验装置或抽象概念，但缺乏现代设计中那种引人入胜的动态感和色彩感。我记得在阅读电磁学章节时，描述电场和磁场的矢量场分布时，如果能配上一些高分辨率的、可交互的（虽然纸质书做不到，但想象中可以更生动）三维图示，学习体验一定会大幅提升。目前的插图更像是上世纪八十年代的教科书风格，虽然功能性达到了，但对于我们这些习惯了多媒体学习环境的读者来说，阅读过程中的“视觉疲劳”是不可避免的。有那么几次，我不得不合上书本，上网去搜索相关的动画模拟，才能真正理解麦克斯韦方程组在特定边界条件下的行为。这让我产生了一个想法：这本书的内容是无可挑剔的“硬核真理”，但其呈现方式却未能跟上时代对知识传播效率的要求。它更像是为那些已经习惯了传统纸质教材学习方式的学者准备的，对“半路出家”的自学者可能不太友好。

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如果要从应用的角度来衡量这本书的价值，我会说它更偏向于理论基础的奠基，而非即时的工程应用指南。举例来说，在量子力学的部分，作者极其详尽地讨论了薛定谔方程的各种数学形式、本征值问题，以及对角化矩阵的复杂运算。他花了大量的篇幅来论证波函数的完备性和算符的厄米性，这些都是理解量子力学数学框架的核心。但是，当我试图寻找一些关于半导体物理、激光原理或是核反应堆工程中实际应用的案例时，书中的篇幅明显不足，或者说，提供的案例过于简化，不足以展示真实世界中的复杂性。这使得这本书更像是一本为有志于从事理论研究或更高阶学术深造的学生准备的“内功心法”。它教会你如何用物理的语言去思考和建模，而不是直接告诉你如何组装一个特定功能的设备。因此，如果你期待的是一本能让你立刻上手解决工程问题的手册，这本书可能会让你感到一丝失落，因为它要求你先成为一个更深刻的“物理学家”，再去考虑应用。

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整本书读完后给我的总体印象是：这是一部沉甸甸的、不可替代的知识宝库，但它同时也是一座需要攀登的陡峭山峰。它的语言风格是克制而精确的，几乎没有多余的情感色彩或修饰词，每一个句子都承载着明确的物理意义。这种极端的严谨性，保证了其内容的权威性，但也牺牲了一部分阅读的流畅性。我发现，我不能像阅读小说那样快速地浏览它，而是必须带着笔记本，记录下每一个关键的定义和定理，时刻准备着反驳或印证自己的理解。对于那些已经有扎实基础，希望将分散的知识点系统化、理论化的人来说，这本书是极好的“定海神针”。它将各个物理分支之间的内在联系梳理得井井有条，让你看到一个统一的物理学大厦是如何建立起来的。然而，对于初学者而言，直接从这个高度切入，风险极高，很可能因为缺乏必要的“脚手架”而望而却步。这本书，是为那些准备好付出艰苦努力，追求对宇宙最本质规律的深刻理解的人准备的“圣经”。

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这本书在处理热力学与统计力学交叉地带的部分，展现出了作者深厚的功力，但这恰恰也是我个人感觉最具挑战性的部分。通常，热力学定律的阐述是基于宏观可观测量的，它更侧重于过程和效率的讨论；而统计力学则试图从微观粒子的涨落和概率分布去解释这些宏观现象。很多同类书籍在两者之间切换时，过渡得比较生硬，使得读者在宏观与微观的尺度之间来回拉扯，容易迷失方向。然而，在《Physics》中，作者巧妙地运用了一种递进式的论证结构。他先是用非常严谨的数学语言建立了巨正则系综下的基本假设，然后才回溯去推导玻尔兹曼熵的意义。这种“先建高楼，再打地基”的顺序，对于习惯了从基础概念逐步构建理论的读者来说，无疑是一次智力的考验。我不得不承认，我多次在推导过程中停下来，反复咀嚼“等概率原理”在多粒子系统中的应用。这种方法论的深度，使得本书在理论物理研究领域具有极高的参考价值，但对于只求理解基本概念的应用型读者来说，它可能显得过于“学院派”和“形而上”了。

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