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出版者:Dunod

作者:Bernard Cagnac

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2005-09-29

价格:EUR 47.00

装帧:Broché

isbn号码:9782100492282

丛书系列:

图书标签:

• 原子物理学
• 量子力学
• 物理学
• 原子结构
• 光谱学
• 量子理论
• 原子模型
• 物理化学
• 现代物理学
• 核物理学

宇宙的奥秘：从宏观到微观的探索之旅 本书将带领读者深入宇宙的结构与演化，探索从遥远的星系到构成物质的基本粒子，跨越时空的界限，揭示隐藏在自然现象背后的深刻原理。 第一部分：星辰的诞生与演化 第一章：宇宙的黎明 本书的开篇追溯到宇宙诞生之初——大爆炸理论的精妙框架。我们将详细探讨宇宙微波背景辐射（CMB）如何作为宇宙“婴儿期”的快照，为我们提供了早期宇宙的温度和密度的直接证据。通过分析CMB的微小涨落，我们可以推断出物质分布的初始条件，进而理解后来星系和结构的形成基础。本章还将深入讲解暴胀理论，这一理论完美地解释了宇宙的平坦性和均匀性问题，描绘了宇宙在极短时间内经历的指数级膨胀。 第二章：恒星的生命周期 恒星是宇宙中最引人注目的“熔炉”。我们将剖析恒星如何从巨大的分子云中引力坍缩而形成，介绍不同质量恒星的演化路径。对于低质量恒星（如太阳），我们将描述红巨星阶段、行星状星云的抛射，以及最终归于白矮星的平静结局。对于大质量恒星，叙事将转向壮丽的超新星爆发。我们将详细讲解核聚变过程——氢到氦，氦到碳，直至形成铁核的完整链条，以及铁核坍缩引发的灾难性事件。此外，本书还将探讨中子星和黑洞这些极端天体的形成机制及其独特的物理特性。 第三章：星系的形态与动力学 星系是宇宙中最主要的结构单元。我们将分类介绍螺旋星系、椭圆星系和不规则星系的特征、形成历史和动态行为。通过观测星系的旋转曲线，我们将引出宇宙中最神秘的成分——暗物质。本书将详尽介绍支持暗物质存在的观测证据（如引力透镜效应和星系团的运动学），并探讨目前主流的候选理论，如WIMPs（弱相互作用大质量粒子）。同时，本章也会聚焦于活动星系核（AGN）和超大质量黑洞在星系演化中的关键作用，阐释它们如何通过喷流和辐射影响周围环境。 第二部分：时空与引力的结构 第四章：爱因斯坦的革命 本部分聚焦于广义相对论，这是我们理解时空和引力的现代基石。我们将从狭义相对论的“同时性相对性”出发，逐步过渡到广义相对论的核心思想：引力即时空的弯曲。本书将用直观的几何语言解释测地线的概念，说明物体如何在弯曲的时空中运动。核心内容将包括对水星近日点的进动、引力红移的精确计算，以及光线在强引力场中弯曲的效应（引力透镜的早期预言）。 第五章：时空中的奇异点 黑洞，作为广义相对论最极端的预言，占据了重要篇幅。我们将详细定义事件视界、史瓦西半径和奇点的概念。本书将介绍著名的霍金辐射理论，探讨黑洞并非完全“黑”的物理图像，以及它们如何通过蒸发最终消亡的理论可能性。此外，我们还将讨论引力波的产生机制——如双黑洞或中子星并合——并回顾LIGO/Virgo等实验的里程碑式探测，它们为我们打开了观测宇宙的新窗口。 第三部分：物质的基本构成与量子世界 第六章：从原子到核子 在宏观世界之下，物质的本质由原子构成。本章将回顾卢瑟福的原子核模型及其面临的经典物理学挑战，引出玻尔模型对能级的初步量子化描述。随后，我们将深入探讨量子力学的诞生背景，特别是德布罗意波粒二象性和不确定性原理如何彻底颠覆了经典物理学的决定论。我们将解析描述电子在原子内行为的薛定谔方程，理解其解（波函数）的概率解释，以及电子云的形态。 第七章：夸克与基本力的统一图景 本书的最终部分将深入到物质的最深层次——粒子物理学。我们将介绍标准模型，这是目前描述所有已知基本粒子及其相互作用的最成功理论。内容将涵盖费米子（夸克和轻子）的家族结构，以及玻色子（媒介子）如何传递四种基本力中的三种（电磁力、强核力和弱核力）。我们将详细解析量子色动力学（QCD），解释夸克如何被限制在强子内部（如质子和中子），以及渐近自由的奇特性质。最后，我们将讨论希格斯机制如何赋予基本粒子质量，并展望超越标准模型的物理学前沿，例如对暗物质粒子的探索以及对大统一理论（GUT）的追求。 总结： 本书旨在为所有对宇宙及其构成充满好奇的读者提供一个全面而严谨的物理学视角，连接起从星系团尺度的引力效应到微观粒子尺度的量子规律，展现出自然界惊人的内在和谐与复杂性。

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这本书的装帧设计实在是太吸引人了，硬壳封面配上那种略带磨砂质感的纸张，拿在手里沉甸甸的，透着一股专业和严谨的气息。光是看着书脊上那个烫金的字体，就让人忍不住想去探究里面到底蕴含了多少知识的深度。我特地选了个阳光好的下午，泡了杯浓郁的黑咖啡，翻开了第一页。纸张的厚度适中，印刷的字迹清晰锐利，即便是复杂的公式和图表，也呈现得一丝不苟，看得出出版社在细节上是下了大功夫的。我个人对那种设计感和质感非常看重，一本好书不仅内容要充实，外在的呈现也应是一种享受。这本书在这一点上，完全超出了我的预期，它不仅仅是工具书，更像是一件可以珍藏的艺术品。尤其喜欢扉页留白的布置，那种留白处理得恰到好处，既不会显得空旷，又给予了读者整理思绪的空间。这种对阅读体验的尊重，是很多当代出版物所缺乏的。

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我通常阅读科普读物时，会特别留意作者的叙事节奏和对概念的循序渐进的引导能力。这本书在这方面展现出了一种近乎大师级的把控。它没有一开始就抛出令人望而却步的复杂理论，而是从一个非常宏大且贴近日常生活的观察切入，比如光与物质的互动，用生动有趣的类比来搭建起读者的初始认知框架。随着章节的深入，作者巧妙地引入了早期物理学的实验背景和那些伟大的思想碰撞的片段。我尤其欣赏作者处理历史脉络的方式，他没有将历史仅仅视为时间轴上的点，而是将其塑造成一个充满挑战、充满误解、最终依靠严谨逻辑才得以突破的动态过程。读到某些关键的转折点时，我几乎能想象出当时科学家们那种豁然开朗的激动心情，仿佛自己也参与了那场伟大的智力冒险。这种叙事的力量，远胜过干巴巴的定义堆砌。

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这本书的参考资料和索引部分做得非常扎实，这对于任何想要深入研究或对特定分支领域进行二次探索的读者来说，简直是如获至宝。我花了相当时间去考察它引用的文献源头，发现其来源不仅涵盖了经典著作，还包含了近十年内发表在前沿期刊上的重要成果。这表明作者在撰写时是紧跟学术前沿的，确保了书中内容的有效性和时效性。更值得称赞的是，每章末尾的“延伸阅读”推荐清单，那份清单的专业性和针对性极强。它不是简单地罗列一堆书名，而是会针对该章节的核心概念，推荐不同深度的阅读材料——有的侧重实验方法，有的则深入探讨理论基础。对我来说，这意味着这本书不仅是一个终点，更是一个高质量的学习路径的起点，极大地拓宽了我后续自我学习的广度和深度。

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作为一名资深的业余爱好者，我对理论的严密性有着近乎苛刻的要求。很多通俗读物为了追求易读性，往往会在关键的数学推导上有所回避或简化，导致理论的根基不够扎实。然而，这本书在保证可读性的前提下，对核心的数学模型和必要的量化描述处理得非常到位。它不会将读者直接扔进微积分的深渊，但会适当地展示必要的公式和其背后的物理意义，并辅以精妙的图示来解释这些抽象概念在三维空间乃至更高维度上的表现。比如，在讨论某种场的行为时，书中提供的矢量图解清晰地揭示了相互作用的力学本质，这比单纯的文字描述要高效得多。这种平衡艺术非常难得，它既能满足那些想深究细节的读者，也不会让初学者因为被公式吓退而放弃。可以说，这本书是架设在“纯粹科普”与“专业教材”之间的一座坚实而优雅的桥梁。

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从整体结构来看，这本书的逻辑组织呈现出一种高度的模块化和互联性。它并非线性展开，而是建立了一个复杂的知识网络。不同章节之间，总能找到巧妙的引用和回溯，使得读者在阅读过程中能够不断地巩固已学知识，并理解新概念是如何建立在旧基础之上的。例如，在解析某一复杂现象时，作者会毫不突兀地将读者带回到前面章节介绍的某个基础原理处进行回顾和应用，这种“知识回响”的编排方式，极大地增强了知识的粘合度。这使得阅读体验非常流畅，不会有知识点孤立、无法串联的感觉。我发现自己不再是被动地接受信息，而是在主动地构建一个系统的物理图像。这种结构上的精妙设计，使得这本书的参考价值极高，可以作为后续学习和教学参考的标准范本。

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