不可思议的物理

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出版者:上海科学技术文献出版社
作者:[美] 加来道雄
出品人:
页数:240
译者:晓颖
出版时间:2011-1
价格:30.00元
装帧:
isbn号码:9787543946590
丛书系列:
图书标签:
  • 科普
  • 物理
  • 加来道雄
  • 科幻
  • 科学
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  • 探索
  • 不可思议
  • 基础
  • 实验
  • 自然
  • 奥秘
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具体描述

《科学图书馆·科学新文献:不可思议的物理·对光炮、力场、隐形传送和时间旅行世界的科学探索》内容简介:对不可思议事物——从死光和力场到隐身衣的科学原理的迷人探险,揭露这些科技在未来数十年到数千年间获得实现的可能性。一百年前,科学家们会说,激光、电视和原子弹超越了物理学上的可能性。在《不可思议的物理》中,著名物理学家加来道雄探索了科幻作品中目前被认为无法实现的科技与装置在未来有多大的可能性会变得司空见惯。

从隐形传送到心灵念力,加来道雄使用科幻的世界研究人们当今所知的物理定律的基本原理和极限。他将这些科技分类列为一等、二等和三等,依据是它们可能在何时被实现:在下一个世纪之内、在数千年之内,或者也许永远不会。他以引入入胜又发人深省的文字解释了:

光学和电磁学将如何可能使我们有朝一日可以将光线围绕一个物体弯折,就像溪流绕过河中的大圆石那样,使该物体对于身处“下游”的观察者来说不可见。

冲压喷气式火箭、激光帆、反物质发动机和纳米飞船将如何可能在未来将我们带去附近的恒星。

利用MRI、超导性和纳米科技,心灵感应和意志力——曾经被认为是伪科学,将如何可能终有一天得以实现。

为什么时间机器似乎与已知的量子物理定律相符?——尽管必需有一个先进得不可思议的文明才能真正制造一台时间机器。

宇宙的编年史:从奇点到万物的演化图景 作者: [虚构作者名,例如:艾略特·里德 / 林薇] 出版社: [虚构出版社名,例如:星穹文库 / 启明视野] --- 内容提要: 《宇宙的编年史:从奇点到万物的演化图景》并非对日常可见的物理现象进行基础知识的梳理,它将带领读者进行一场跨越时间尺度的宏大旅行。本书聚焦于宇宙学、粒子物理学的最前沿理论与历史脉络,系统性地描绘了自大爆炸初始瞬间(普朗克时期)至今,物质、能量、时空结构如何一步步凝结、分离,最终形成我们今天所观测到的恒星、星系乃至生命存在的宏大背景。全书以时间轴为核心骨架,辅以严谨的理论推导和最新的实验观测数据,深入探讨了暗物质、暗能量的本质,对当前物理学面临的重大难题——如量子引力理论的构建、宇宙常数的微调问题——进行了深入的剖析与展望。 --- 第一部分:原初的火花——宇宙的黎明(0秒到38万年) 本书伊始,便将读者带回到“无中生有”的起点。我们首先要面对的是一个难以想象的挑战:如何描述普朗克尺度下的时空? 第一章:奇点的边界与量子引力之梦 本章详细阐述了广义相对论在描述宇宙开端时所遭遇的“奇点”困境。我们探讨了弦理论、圈量子引力等主流的量子引力尝试,它们试图用几何而非场论的视角来统一时空与物质的量子特性。重点分析了因果结构在普朗克时期可能发生的形态变化,以及时间概念本身可能如何涌现。我们追溯了经典物理学框架的瓦解,并引入了对“永恒暴胀”模型的考察,讨论其在提供多重宇宙图景方面的理论优势与观测挑战。 第二章:暴胀的黄金时代与结构的原型 暴胀理论(Inflation)是理解当前宇宙均匀性和各向同性特性的关键。本章深入解析了暴胀是如何通过一个或多个“标量场”(如Inflaton场)的快速指数膨胀,解决了视界问题、平坦性问题和磁单极子问题。详细讨论了暴胀结束时,暴胀能如何“再加热”(Reheating),转化为我们现在所见的高温夸克-胶子等离子体。更重要的是,我们分析了暴胀期间产生的量子涨落如何被拉伸至宇宙学尺度,成为未来所有大尺度结构(星系、星系团)的“种子”。 第三章:基本力的分家 随着宇宙的冷却,四种基本力——引力、强核力、弱核力、电磁力——开始依次“冻结”或分离。本章详细描绘了电弱统一理论的破裂,以及希格斯机制如何赋予规范玻色子(W和Z玻色子)和费米子(夸克和轻子)质量。我们追溯了夸克和胶子如何通过色禁闭(Confinement)在暴胀后约$10^{-6}$秒内结合,形成了质子和中子。 第四章:轻子纪元与太初核合成 在宇宙冷却到约1秒时,轻子(电子、中微子)开始占据主导地位。我们分析了中微子退耦(Neutrino Decoupling)的精确时间点及其对宇宙微波背景的“化石”印记。随后,本书重点探讨了太初核合成(BBN):宇宙中前三分钟的元素丰度是如何被精确决定的。通过对氘、氦-3、氦-4和锂-7的观测比率,我们验证了标准宇宙学模型,并探讨了任何微小偏差可能暗示的额外中微子种类或新的物理过程。 第二部分:光明的诞生与物质的定型(38万年至今) 在BBN结束后,宇宙进入了一个漫长而相对平淡的“黑暗时代”,直到引力开始发挥其塑造者的作用。 第五章:复合与宇宙微波背景的“照片” 大约38万年后,温度降至约3000开尔文,质子和电子得以结合形成中性氢原子。这一事件的标志性后果是光子得以自由传播,形成了我们今天观测到的宇宙微波背景(CMB)辐射。本章细致地解读了CMB的各项异性——从主要的偶极子各向异性到更精细的温度和极化涨落,解释了如何利用这些数据来确定宇宙的年龄、曲率和物质密度参数($Omega_m, Omega_Lambda$)。 第六章:第一批恒星的燃尽与宇宙的再电离 在原子形成后的数亿年里,宇宙陷入了完全的黑暗,直到引力将早期的物质不均匀性团聚成巨大的气体云。我们探讨了第三星族星(Population III Stars)的形成——这些“第一代”恒星质量巨大、寿命短暂,它们的死亡是宇宙中重元素(碳、氧、铁)的首次大规模播撒。这些恒星发出的紫外线辐射如何终结了黑暗时代,将宇宙重新电离,是本章的核心议题。 第七章:星系的拼装与大尺度结构的形成 本书转向了引力的长期作用。我们描述了冷暗物质(CDM)如何在引力作用下首先形成“暗物质晕”,随后普通物质落入这些晕中形成星系。我们考察了星系合并、星系团的形成,以及宇宙网(Cosmic Web)——由空洞、纤维和星系团构成的三维结构——是如何从早期的量子涨落中演化而来的。对星系形成理论(如Lambda-CDM模型)的成功预测与当前观测(如矮星系失踪问题)之间的张力进行了探讨。 第三部分:未解之谜与未来的疆界 本书的最后一部分将目光投向了现代物理学中最深刻、最令人困惑的问题。 第八章:暗物质的身份危机 暗物质构成了宇宙物质总量的85%,但其本质仍然是未知的。本章系统梳理了所有主要的暗物质候选者:从弱相互作用大质量粒子(WIMPs)到轴子(Axions),再到更奇特的理论。我们详细回顾了地下直接探测实验(如LUX-ZEPLIN)的原理和限制,以及间接探测(如伽马射线或正负电子对产生)的最新进展,并讨论了引力透镜效应如何为暗物质的分布提供了无可辩驳的证据。 第九章:暗能量的宇宙学常数之谜 宇宙加速膨胀的发现,引入了暗能量的概念。本书深入分析了当前最主流的模型——宇宙学常数(Λ),并阐述了理论粒子物理学对真空能的预测值与观测值之间惊人的$10^{120}$倍的差异,这是现代物理学中最严重的理论危机之一。我们探讨了替代方案,如修正引力理论(f(R)引力)和精质模型(Quintessence),试图用动态的能量场来取代静态的宇宙常数。 第十章:熵增的终局与时间的箭头 作为结语,本书探讨了宇宙的宏大命运。我们将热力学第二定律应用于整个宇宙尺度,讨论了宇宙是会走向“大冻结”(Heat Death)、“大撕裂”(Big Rip)还是“大坍缩”(Big Crunch)。我们重新审视了时间之箭——为什么时间总是朝着熵增的方向前进?这与宇宙的初始低熵状态(奇点)是如何联系起来的,是构建一个完整宇宙图景的哲学与物理的最终交汇点。 --- 读者对象: 本书适合具备基础物理知识,对宇宙学、粒子物理学前沿探索抱有浓厚兴趣的读者。它要求读者愿意跟随严谨的逻辑和深入的理论讨论,去探索人类知识边界上最宏大、最迷人的谜团。它旨在提供一个完整的、从时间零点到宇宙终局的理论框架,而非简单的现象描述。

作者简介

目录信息

前言
第一章 一等不可思议
1.力场
2.隐形
3.光炮与死星
4.隐形传送
5.心灵感应
6.意志力
7.机器人
8.外星人和UFO
9.恒星飞船
10.反物质和反宇宙
第二章 二等不可思议
11.比光更快
12.时间旅行
13.平行宇宙
第三章 三等不可思议
14.永动机
15.预知
后记
致谢
· · · · · · (收起)

读后感

评分

无机客 死光、力场、隐形斗篷、心灵感应,这是一些听上去就十分的玄乎其神的概念,和科学似乎根本沾不上边。但美籍日裔科学家加来道雄看来将推翻上述的推断,作为弦场理论的共同创建人之一,他探讨了科幻小说里的种种不可思议的技术和设备,并以深厚的科学功底详细地阐述了这...  

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我就在这骂他,作者就是个sb!时间会证明我说的!从宏观到微观进行操纵,把事物发展过程进行倒推,所用的能量不可想象!根本不可能实现,你就想想各种复杂物质和因素的偶然叠加,再反推回去,根本不可能。 如果可能一定是录下视频了,视频倒放,然后制造成虚拟现实技术,在虚拟...

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非常非常喜欢。。。 个人觉得,美国的高校就是不一样。这位日裔的美国科学家也非常让我叹为观止,仿佛是一名有趣的魔术师。让我神驰暇往于他的物理世界。 初次见到这个系列是在quantum mechanics的课程上,大爱这个系列的啦。 希望学习物理或者对物理世界感兴趣的都要看看。 这...  

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非常非常喜欢。。。 个人觉得,美国的高校就是不一样。这位日裔的美国科学家也非常让我叹为观止,仿佛是一名有趣的魔术师。让我神驰暇往于他的物理世界。 初次见到这个系列是在quantum mechanics的课程上,大爱这个系列的啦。 希望学习物理或者对物理世界感兴趣的都要看看。 这...  

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无机客 死光、力场、隐形斗篷、心灵感应,这是一些听上去就十分的玄乎其神的概念,和科学似乎根本沾不上边。但美籍日裔科学家加来道雄看来将推翻上述的推断,作为弦场理论的共同创建人之一,他探讨了科幻小说里的种种不可思议的技术和设备,并以深厚的科学功底详细地阐述了这...  

用户评价

评分

如果说市面上大多数科普读物是在“教”你知识,那么这本书更像是在“激发”你的好奇心。它的价值不在于你读完后能背出多少定律,而在于它在你心中种下了一颗持续探索的种子。在谈到暗物质和暗能量的部分,作者并没有停留在“我们不知道”的层面,而是详细梳理了目前观测到的所有间接证据,并将这些证据与现有的理论框架进行了细致的对比分析。这种严谨的求证态度,配合上对未来可能突破的乐观展望,让人读完后倍感振奋。我甚至产生了去图书馆查找相关学术论文的冲动,这对于一个已经离开校园多年的普通读者来说,是一个非常强烈的信号——这本书成功地打破了专业壁垒,激活了沉睡已久的求知欲。它不仅仅是一本科普书,更像是一份通往更深层理解世界的邀请函。

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这本书的结构安排是经过深思熟虑的,它并非简单地按照物理学的分支领域进行线性铺陈。作者巧妙地设置了若干“知识锚点”,通过这些点,串联起宏观世界(相对论)和微观世界(量子力学)之间的内在联系,构建了一个宏大而统一的物理图景。我感觉自己像是在进行一次精心设计的“思想漫游”,从星系的尺度跳跃到夸克的震荡,再回到我们日常的惯性运动,每一步的过渡都处理得非常自然流畅,毫无割裂感。更难能可贵的是,书中对物理学发展史上的那些“错误”和“弯路”也进行了坦诚的讨论,这告诉我们科学并非是一条直线前进的坦途,而是充满了试错和修正的辩证过程。这种对科学精神的真实呈现,比单纯介绍成功理论更具教育意义,它教会读者拥抱不确定性,正是科学的魅力所在。

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老实说,我拿到这本书时是抱着试试看的心理,毕竟“不可思议”四个字听起来就有点夸张了。然而,越往后读,我越发觉得这个标题绝非浪得虚名。这本书最让我震撼的地方,在于它敢于触及那些科学前沿的、甚至带有一点哲学意味的议题。例如,在讨论时间本质的时候,作者并没有给出标准答案,而是将不同的物理学派观点并陈,引导读者自己去思辨,这极大地激发了我的好奇心和批判性思维。阅读过程中,我发现自己经常会停下来,合上书本,盯着天花板思考那些关于维度、多重宇宙的猜想。这种强迫人进行深度思考的阅读体验,比单纯被动接受知识要来得酣畅淋漓得多。而且,书中引用了许多历史上的伟大物理学家的轶事,这些小故事不仅增加了阅读的趣味性,也让我们看到了科学探索背后那些充满人性光辉的挣扎与坚持,让冰冷的物理学变得有温度起来。

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这本书的封面设计简直是视觉的盛宴,那种深邃的靛蓝和跃动的星辰图案,一下子就把人带入了一种对宇宙奥秘的无限遐想之中。我本来以为这会是一本枯燥的教科书,但翻开第一页就被那种扑面而来的文字张力所吸引。作者的叙事手法极其老练,他没有急着用那些晦涩难懂的公式轰炸读者,而是像一位经验丰富的老船长,娓娓道来我们这个世界是如何在最基本的粒子层面运作的。特别是他对于“量子纠缠”那一章节的阐述,简直是化腐朽为神奇,我一个物理门外汉,竟然也仿佛能感受到那跨越时空的奇妙联系。他用生活中的例子来比拟那些抽象的概念,比如用抛硬币来解释概率波函数,这种接地气的解释方式,极大地降低了阅读门槛。读完这一部分,我感觉自己对周围世界的感知都变得不一样了,看窗外的光影变幻,都会多一份对背后物理规律的敬畏。这本书的排版也十分考究,留白恰到好处,让读者的眼睛有喘息的空间,这在动辄塞满文字的科普读物中,是难能可贵的体验。

评分

这本书的语言风格,可以说是独树一帜,充满了活力和一种近乎于“叛逆”的幽默感。作者似乎毫不忌讳地打破了传统科普书籍那种严肃刻板的腔调。比如,他形容某些物理理论的修正过程就像是“给宇宙打补丁”,这种生动、略带戏谑的表达,让我在捧腹大笑的同时,也清晰地记住了概念的演进脉络。这种轻松愉快的氛围,完全消除了我对“硬核科学”的恐惧感。我尤其欣赏作者在处理那些复杂数学模型时的处理方式——他会先展示模型的优雅和其所能解释的现象的宏大,但随后会立刻退后一步,用日常语言去“翻译”这个模型的意义,而不是强迫读者去进行演算。这使得这本书的受众范围极大地拓宽了,即便是那些高中物理就已经感到吃力的读者,也能从中找到乐趣和启发,真正做到了“深入浅出”的典范。

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翻译的不错

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有些不是加来君的领域罢~而且不如那本超越时空讲的明白、有启发

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科学对说生活的解释 各种不可思议的现象,都或多或少有一定的科学理论支撑。

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我居然因为夏笳的推荐买了这本书……我一个学物理的居然相信学中文的人推荐的物理书……这本书也许适合文科生们开阔眼界,但是理科孩子就省省吧……

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有些不是加来君的领域罢~而且不如那本超越时空讲的明白、有启发

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