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出版者:华东师范大学出版社

作者:张奠宙

出品人:

页数:329

译者:

出版时间:2002-09

价格:14.00元

装帧:平装

isbn号码:9787561730119

丛书系列:

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《宇宙的奥秘：从微观粒子到宏大星系》 简介： 本书带领读者踏上一场跨越时空尺度的壮丽旅程，探索宇宙中最基本、最宏伟的构成与规律。我们不再局限于地面上的线性思维，而是将目光投向深邃的星空，追溯物质起源的奥秘，解析支配着我们存在与消亡的基本力量。 第一部分：物质的基石——量子世界的奇异图景 当我们深入到物质的最底层，牛顿和伽利略的经典世界观便开始崩塌。本部分将深入浅出地剖析量子力学的基本原理，揭示亚原子粒子行为的内在逻辑。 1. 波粒二象性与不确定性： 我们将详细阐述光子、电子等基本粒子如何同时展现出波动性和粒子性的悖论。海森堡的不确定性原理不再是抽象的数学公式，而是对现实世界深刻的限制——我们无法同时精确测量一个粒子的位置和动量。通过对双缝实验的深入解读，我们将理解观察行为如何影响被观察对象的现实状态，探讨“测量”在物理学中的核心地位。 2. 量子场论的构建： 抛弃“粒子”作为独立实体的概念，本书引入量子场论（QFT）的视角。宇宙并非由孤立的粒子构成，而是由充满空间的各种“场”振动所致。我们将探讨标准模型的骨架——夸克、轻子以及传递相互作用的规范玻色子（如光子、胶子、W/Z玻色子）。特别是对希格斯机制的阐述，解释了基本粒子如何通过与希格斯场相互作用获得质量，这是理解物质多样性的关键。 3. 纠缠与量子信息： 揭示“幽灵般的超距作用”——量子纠缠现象。两个粒子即便相隔遥远，其状态仍然是相互关联的。我们将讨论EPR佯谬的哲学意涵，并探讨如何利用这种奇特关联来构建量子计算和量子加密技术。这部分内容旨在展示微观世界如何为未来的信息革命提供底层支撑。 第二部分：时空的结构与引力的谜团 从微观尺度跃升至宏观结构，我们必须面对爱因斯坦留给我们的遗产——广义相对论。 1. 弯曲的时空几何： 本部分摒弃了牛顿“绝对空间”的观念，将引力解释为时空本身的弯曲。我们将通过形象的比喻，解释黎曼几何如何描述物质和能量如何“告诉”时空如何弯曲，而时空又“告诉”物质如何运动。我们将考察引力如何导致引力时间膨胀（GPS系统必须修正的效应）和引力红移。 2. 黑洞的边界： 黑洞是时空几何极端扭曲的产物。我们将详细分析史瓦西半径、事件视界（Information Horizon）的概念。重点探讨霍金辐射——量子效应在黑洞视界附近如何导致黑洞并非完全“黑”，而是缓慢蒸发。这将引出信息悖论，即信息是否真的会从黑洞中永远丢失，以及这如何挑战量子力学的基本原则。 3. 宇宙学的基础框架： 广义相对论为我们理解整个宇宙的演化提供了数学工具。我们将引入弗里德曼方程，用以描述宇宙的膨胀、收缩或稳定状态。大爆炸模型（The Big Bang Model）将作为我们理解宇宙起源和演化的核心叙事，从暴胀（Inflation）到夸克汤，再到核合成阶段。 第三部分：宇宙的宏大叙事与未解之谜 本部分将把我们对时空和物质的理解投射到可观测宇宙的尺度上，探讨当前天体物理学和宇宙学面临的重大挑战。 1. 暗物质的证据链： 我们的宇宙中，可见的普通物质仅占约5%。本书将详述支持暗物质存在的关键观测证据：星系旋转曲线的异常、星系团的引力透镜效应，以及宇宙微波背景辐射（CMB）的波动模式。我们不会断言暗物质的本质，但会梳理主流的候选者，如WIMPs或轴子，以及正在进行的直接和间接探测实验。 2. 暗能量与加速膨胀： 20世纪末发现的宇宙加速膨胀是现代物理学最大的“惊喜”之一。我们将深入探讨暗能量的概念，它被视为一种具有负压力的、均匀分布的能量形式，驱动着宇宙的加速膨胀。这引出了关于宇宙最终命运的讨论：是“大冻结”（Big Freeze），还是更为剧烈的“大撕裂”（Big Rip）？ 3. 寻求统一：引力与量子的鸿沟： 物理学的终极目标是找到一个能够统一描述电磁力、强核力、弱核力以及引力的理论——万有理论（Theory of Everything）。本书将客观评价当前最具影响力的尝试：弦理论（String Theory）及其对额外维度的预言，以及圈量子引力（Loop Quantum Gravity）对时空微观结构的探索。我们将讨论这些理论试图解决的关键问题，如奇点（Singularity）的消除和量子引力效应的计算。 结语：未完成的探索 《宇宙的奥秘》旨在展示科学探索的本质：我们已经构建了极其精确的模型来描述大部分已知现象，但真正的边界——量子引力、暗物质的粒子性、以及宇宙之外的可能性——仍然是开放的谜题。本书鼓励读者以批判性的眼光审视现有知识，并对那些尚未被发现的自然规律保持敬畏与好奇。这是一部关于我们如何理解存在、以及我们如何可能继续探索未知领域的著作。

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**第三段评价：** 这本书的语言风格简直是业界的一股清流，清新而不失磅礴，优雅而不失力量。我很少看到有如此重量级的数学著作能做到如此雅俗共赏的程度。它摒弃了那种高高在上、拒人于千里之外的学术腔调，转而采用一种充满对话感的语态，仿佛作者正坐在我对面，耐心地向我解释一个连他自己都为之着迷的数学定理。尤其是在处理那些跨越不同数学分支的概念交汇点时，作者的文字功力显露无疑，他能找到最精妙的比喻，将看似风马牛不相及的领域连接起来，让人恍然大悟：“原来如此，这其中竟有如此深刻的内在联系！”我尤其喜欢书中所穿插的一些历史轶事，这些小故事不仅活化了冰冷的知识点，更展示了数学家们在探索真理过程中的人性光辉与挣扎。这本书读起来完全没有负担，即便跳过一些技术细节，其宏观的结构和美学依然能被充分领略。它更像是一部关于人类智力极限的史诗，而不是一本工具书。

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**第四段评价：** 老实说，这本《现代数学大观》的阅读体验，远超出了我预期的“科普读物”的范畴，它更像是一次对思维模式的彻底重塑。它对细节的把控达到了近乎苛刻的程度，每一个定义、每一个证明的关键步骤都被清晰地标注和解析，这对于那些想要真正掌握底层逻辑的读者来说，简直是福音。我注意到，作者在介绍诸如泛函分析这类高阶内容时，并未采取“先给出结论再找例子”的传统方式，而是巧妙地从物理世界的某个现象出发，逐步抽象、提炼出数学模型，这个过程极其流畅自然，让你在不知不觉中就接受了那些看似艰涩的新概念。书中关于集合论基础的探讨，尤其深刻，它触及到了数学的根基和哲学的边界，让人不禁要思考，我们所依赖的逻辑体系究竟有多可靠。对于想要系统提升自己数学素养，但又不想被传统枯燥教材束缚的人来说，这本书简直是量身定做的。它提供的知识密度巨大，但消化起来却因为叙述的艺术性而变得相对轻松愉悦。

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**第一段评价：** 这本书，那绝对是知识的海洋里的一股清流啊！我拿到手的时候，光是那沉甸甸的分量就让我对手头的这本《现代数学大观》充满了敬意。翻开扉页，嚯，密密麻麻的公式和定理像是星空一样铺展开来，但奇怪的是，我竟然没有感到丝毫的畏惧。作者的笔触非常细腻，他没有把数学变成冷冰冰的符号堆砌，而是像一位技艺精湛的导游，带着我们一步步深入到一个又一个精妙的数学世界。比如，他对拓扑学的阐述，简直是神来之笔，他用生活中的例子来解释那些抽象的概念，让我这个对高等数学一窍不通的“小白”都能窥见一斑。最让我印象深刻的是，书中对数学发展史的梳理，它不像教科书那样枯燥地罗列时间点，而是将那些伟大的数学家们鲜活地呈现在我们面前，他们的挣扎、顿悟和辉煌，仿佛就在昨天发生。这本书的排版也做得极好，图文并茂，很多插图不仅仅是装饰，更是理解复杂概念的关键钥匙。读完第一部分，我简直迫不及待地想看看后面还有哪些惊喜在等着我。它让人重新认识到数学并非是少数天才的专利，而是人类智慧的结晶，值得我们每个人去探索和欣赏。

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**第五段评价：** 这本书的装帧和细节处理体现了出版方对“大观”二字的敬畏之心。内页纸张的质感非常好，长时间阅读眼睛也不会感到疲劳，这对于一本动辄需要花费数十小时去品读的著作来说，是至关重要的生理关怀。更值得称赞的是，它似乎有一种魔力，能将不同背景的读者吸引到同一个讨论的场域中。我曾看到一个学工程的朋友和我讨论书中关于非欧几何的描述，而我更关注其在现代密码学中的潜在应用，我们俩竟然都能从书中找到足够深入的内容进行交流。这本书的伟大之处在于它成功地架设了基础数学与前沿应用之间的桥梁，它让你明白，那些看似遥不可及的纯数学发现，往往是未来科技革命的真正源头。它不仅是知识的汇集，更是一种激励，它让我重新燃起了对探索未知领域的热情。读完之后，我感觉自己对整个世界的运行规律，都有了一种更深刻、更具结构性的理解，这是任何其他读物都无法比拟的收获。

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**第二段评价：** 说实话，我本来是抱着“挑战自我”的心态来读这本《现代数学大观》的，毕竟“大观”两个字就暗示了其内容的广博和深度。但读进去之后，我发现自己完全被作者那种深邃的洞察力和严谨的逻辑链条给“吸”住了。这本书的结构安排堪称一绝，它不是按照传统的学科分支来划分，而是以问题的演进而组织内容的，这种叙事方式极大地增强了阅读的连贯性和探索欲。我特别欣赏作者处理“不确定性”和“复杂性”问题时的角度，他没有回避数学的边界和未解之谜，反而将其作为驱动力来展现数学的生命力。特别是关于数论那几章，那种层层递进的论证过程，如同侦探小说般引人入胜，每解开一个谜团，内心都会涌起一股巨大的成就感。当然，不可否认，某些深奥的章节需要反复研读，甚至需要借助外部资料辅助理解，但这恰恰体现了这本书的价值所在——它是一本“可以被用一辈子的书”，而不是读完就束之高阁的快消品。它提供了一个思考的框架，教会我们如何用数学的思维去看待世界上的任何一个复杂系统。

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现代数学应用题。。。真的只能给你两星

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