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出版者:

作者:Tobey, John/ Slater, Jeffrey/ Blair, Jamie/ Crawford, Jenny

出品人:

页数:784

译者:

出版时间:2008-9

价格:$ 194.36

装帧:

isbn号码:9780132085151

丛书系列:

图书标签:

数学
基础数学
大学数学
入门
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几何
三角学
算术
预备课程
高等教育

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具体描述

The Tobey/Slater series builds essential skills one at a time by breaking the mathematics down into manageable pieces. This practical "building block" organization makes it easy for students to understand each topic and gain confidence as they move through each section. Students respond well to regular feedback, so the authors provide a "How am I Doing?" guide to give students constant reinforcement and to ensure that students understand each concept before moving on to the next. With Tobey/Slater, students have a tutor and study companion with them every step of the way. This new edition features Quick Quizzes and Classroom Quizzes, as well as vignettes on how to use math to save money, making this text even more practical and accessible for students.

深入探索现代物理学的奥秘：一本全新的视角图书名称：前沿物理学：从量子到宇宙的宏大叙事图书简介本书旨在为渴望深入了解现代物理学前沿领域的读者提供一个全面、深入且富有启发性的导览。我们摒弃了传统教科书中过于侧重繁复数学推导的刻板模式，转而着重于概念的深度剖析、理论的逻辑构建及其在现实世界中的惊人应用。这不是一本简单的知识罗列，而是一次思维的旅程，带领读者穿越时空，探索那些定义我们宇宙基本规则的最深刻的谜团。第一部分：微观世界的颠覆——量子力学的精髓与挑战我们将从量子力学的诞生讲起，这不是一个简单的历史回顾，而是对人类认知极限的一次深刻反思。我们会详尽探讨薛定谔方程的物理意义，不仅仅是求解波函数，更重要的是理解波函数所代表的概率诠释与实在性的哲学冲突。量子纠缠与非定域性：深入剖析爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）悖论的精髓，以及贝尔不等式的实验验证如何彻底推翻了定域实在论的经典观念。我们将探讨量子信息论的基础，解释纠缠态如何成为未来计算和通信技术的基石。量子场论（QFT）的基石：读者将了解如何将狭义相对论与量子力学结合起来构建QFT。我们将重点讲解狄拉克方程的深刻内涵——费米子的产生与湮灭，以及如何从费米子与玻色子出发，构建出描述基本粒子相互作用的标准模型。标准模型的辉煌与局限：标准模型被誉为人类智慧的顶峰，成功描述了电磁力、弱核力和强核力。我们会详细解析希格斯机制如何赋予基本粒子质量，以及量子色动力学（QCD）如何解释夸克和胶子的强相互作用。然而，我们也必须正视其缺陷：引力尚未被纳入，暗物质和暗能量的存在更预示着标准模型并非终极理论。第二部分：时空与引力的重塑——广义相对论的几何学本书将以几何学的语言重述爱因斯坦的广义相对论。我们将超越牛顿万有引力的简单概念，探究引力如何被理解为时空的弯曲。黎曼几何初探：为了真正理解广义相对论，我们需要掌握基本的微分几何概念。我们会用直观的方式解释度规张量和测地线，阐明物质如何告诉时空如何弯曲，时空如何告诉物质如何运动。黑洞物理学的极限：深入研究史瓦西解和克尔解，探讨事件视界、奇点的物理意义。我们将详细分析霍金辐射的理论推导，揭示信息悖论这一深刻的理论难题。引力波的涟漪：从LIGO的首次探测出发，我们将讨论引力波天文学如何开辟了一个全新的观测窗口。这不仅是对广义相对论的再次验证，更是研究极端天体物理事件（如双中子星并合）的强大工具。第三部分：宇宙的宏大图景——宇宙学的前沿探索我们将把目光从实验室和单个星系拉伸到整个可观测宇宙的尺度，探索其起源、演化和终极命运。大爆炸模型的构建与证据链：详细阐述宇宙微波背景辐射（CMB）的性质，它作为宇宙婴儿时期的快照，提供了关于早期宇宙物质密度和几何形状的宝贵信息。我们会讨论暴胀理论如何解决了视界问题和平坦性问题。暗物质与暗能量的谜团：这是当前宇宙学最大的挑战。我们将全面梳理支持暗物质存在的各种观测证据（旋转曲线、引力透镜、CMB各向异性），并介绍当前主流的候选粒子模型（如WIMPs和轴子）。对于暗能量，我们将探讨宇宙加速膨胀的观测基础，并对比描述其性质的各种模型，从宇宙学常数到动态的第五种力。超越标准宇宙学模型：探索新兴的、更具推测性的理论，例如循环宇宙模型（Cyclic Models）或膜宇宙论（Brane Cosmology），以及它们如何尝试调和量子力学与广义相对论的冲突。第四部分：统一的渴望——量子引力之路现代物理学的圣杯是如何将描述微观世界的量子力学与描述宏观时空的广义相对论统一起来？本书将重点介绍两大主要尝试。弦理论（String Theory）：详细介绍弦理论的基本思想——基本粒子不再是点状，而是微小的振动弦。我们将讨论其内在的数学要求，例如超对称的引入和额外维度的存在，以及对偶性的概念如何连接不同维度的弦理论。圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）：这是一个截然不同的途径，它试图“量子化”时空本身。我们将解释时空在普朗克尺度下如何呈现出离散的“原子”结构，以及这种量子化如何可能解决黑洞奇点问题。结论：面向未来的物理学本书的最后部分将聚焦于尚未解决的核心问题：引力的量子化、真空能量的零点能问题、宇宙的始端（大爆炸之前是什么？），以及我们对“实在性”的理解是否还需要进一步的范式转变。本书的写作风格强调逻辑的严谨性和概念的清晰性，旨在培养读者批判性思维，使他们能够真正把握现代物理学中那些最令人兴奋和最具挑战性的思想。通过阅读本书，读者将获得一个坚实的理论基础，足以理解和参与到未来物理学突破的讨论中去。