物理学的100个基本问题 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:山西科学技术出版社

作者:陈世杰

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004-1

价格:17.0

装帧:平装

isbn号码:9787537721721

丛书系列:科学的100个基本问题

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《宇宙的低语：探索物理学未解之谜》 从量子泡沫的微观涌动到宇宙尺度的宏伟结构，人类对自然的探索从未停止。科学的魅力，不仅在于已知世界的井然有序，更在于那些隐藏在现象背后、等待我们揭开面纱的未知。本书并非要呈现一部按部就班的物理学教科书，也不是对某个特定领域进行详尽的阐述。相反，它将带领读者踏上一段激动人心的智力旅程，聚焦那些驱动着物理学界前沿研究、激发着无数科学家夜不能寐的“大问题”。 我们生活的宇宙，充满了令人着迷的现象，其中许多至今仍未有清晰的解释。为什么宇宙大爆炸的奇点如此精确？暗物质和暗能量，这两种占据宇宙绝大部分却又沉默不语的神秘物质，究竟是什么？引力，这股看似平凡的力量，如何在量子层面被理解？量子纠缠的“幽灵般的超距作用”，是否暗示着我们对时空的认知存在根本性的偏差？这些问题，并非抽象的哲学思辨，而是构成我们理解现实基石的关键。 本书将深入探讨物理学中一些最深远、最基本的问题，这些问题横跨了从微观粒子到宇宙起源的各个尺度。我们将一起思考，时间究竟是什么？它真的如我们感知的那样，单向地流逝，还是存在更深层次的结构？意识，这个我们最熟悉却又最难以捉摸的现象，与物理世界之间是否存在某种内在的联系？我们熟悉的物理定律，是否在极端条件下，例如黑洞内部或宇宙诞生之初，会失效或发生根本性的改变？ 想象一下，我们站在物理学的海岸线上，前方是广袤无垠的未知海洋。本书的目的，便是为你提供一艘能够安全航行的船，以及一张描绘着部分可能航线的简易地图。我们不会一一列举所有已知的物理学定律或概念，因为那将是一项不可能完成的任务，并且很容易陷入枯燥的知识灌输。相反，我们将通过聚焦那些“不知道”来引发“好奇”。正是这些未知，才不断推动着科学的进步。 例如，让我们谈谈量子力学。这个描述微观粒子行为的理论，在解释原子、分子以及更小的粒子时取得了辉煌的成功。然而，它也带来了许多令人费解的概念。叠加态、波函数坍缩、不确定性原理——这些都不是日常经验能够直接理解的。本书将不会详细讲解薛定谔方程的推导，但会着重探讨“测量问题”：为什么一个量子系统在被观测之前可以处于多种状态的叠加，而一旦被观测，就“坍缩”到某一个确定的状态？这种转变是如何发生的？观测者的角色究竟是什么？这是否意味着我们对客观实在的理解需要修正？ 再将目光投向宇宙学。宇宙的膨胀，加速膨胀，甚至可能经历不止一次的大爆炸——这些结论都基于海量的观测数据。但数据背后，是两个巨大的谜团：暗物质和暗能量。它们占据了宇宙总质量-能量的95%以上，我们却对它们的本质一无所知。暗物质没有电磁相互作用，不发光，不反射光，我们只能通过它对普通物质产生的引力效应来推测其存在。而暗能量，更是以一种反引力的形式推动着宇宙加速膨胀，其起源和本质至今是物理学中最棘手的难题之一。本书将探讨关于暗物质和暗能量的各种理论猜想，从修正引力理论到引入新的基本粒子，分析它们的优势与不足，以及科学家们如何设计实验来试图揭示它们的真面目。 我们还会深入到时空本身的奥秘。爱因斯坦的广义相对论将时空描述为一个动态的、可以被物质和能量弯曲的四维结构。然而，当我们将广义相对论与量子力学这两个现代物理学的两大支柱结合起来时，问题便接踵而至。黑洞奇点、宇宙大爆炸的初始奇点，都意味着我们现有的物理定律在那里失效。如何建立一个统一的量子引力理论，能够描述所有尺度的物理现象，是理论物理学家的“圣杯”。本书将介绍一些主要的尝试，例如弦理论和圈量子引力，以及它们试图解决的问题，并探讨我们是否可能通过观测某些极端天体物理现象来验证这些理论。 此外，本书还会触及物理学中一些更具哲学意味的问题。例如，宇宙的“精细调节”问题：为什么宇宙的许多基本常数，例如基本粒子质量、基本力强度等，似乎被“设定”得恰到好处，使得生命得以存在？如果这些常数略有不同，宇宙将是完全不同的样子，可能无法孕育出恒星、行星，更不用说复杂的生命。这仅仅是巧合，还是存在某种更深层次的机制？量子力学中的“多世界解释”是否是理解这一现象的一种方式？ 我们还会探讨时间箭头的起源。为什么时间只能向前流动，而不能向后？熵增定律似乎是解释这一点的主要原因，但熵本身是如何被定义的？它是否是宇宙最根本的性质之一？与此相关的是，信息是否具有独立的物理实在性？量子信息理论的兴起，正在深刻地改变我们对物理实在的理解。 本书的目的，是激发读者对科学探索的持久热情，培养一种批判性思维，并对物理学领域最前沿的挑战有一个大致的了解。我们不回避复杂性，但会力求用清晰、引人入胜的方式呈现。每一章都将围绕一个或几个核心问题展开，追溯相关理论的发展历程，介绍主要的实验证据和观测数据，并展望未来的研究方向。 阅读本书，你将体验到智力上的挑战，但同时也能感受到科学的壮丽与美妙。你将了解到，人类的知识边界并非静止不变，而是在不断地拓展和深化。你将认识到，那些看似遥不可及的宇宙谜团，实际上与我们每个人的存在都息息相关。我们希望，这本书能成为你探索宇宙奥秘的启蒙，点燃你心中那份对未知的好奇，让你在仰望星空时，也能感受到宇宙深处的低语，并从中获得无尽的启迪。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴，封面那深邃的星空背景，配上流线型的白色字体，透着一股既古典又现代的神秘感，让人忍不住想立刻翻开它去探索宇宙的奥秘。内页的纸张质感也相当不错，那种微哑的光泽使得印刷的插图和图表都显得格外清晰锐利，即便是那些复杂的物理公式，在白纸黑字的映衬下也显得不那么令人生畏了。我尤其欣赏作者在章节过渡时的那几个小小的、手绘风格的科学图标，比如一个精巧的摆锤或者一个旋转的电子云，它们像是给读者设置的惊喜小路标，让人在阅读枯燥的理论间隙得以放松，同时也时刻提醒着我们，这趟旅程是关于那些最基础、最核心的物理概念的。装订方式很结实，即便是经常翻阅和在不同地方阅读，书脊也丝毫没有松动的迹象，这对于一本我打算长期珍藏并时常回顾的科普读物来说，无疑是一个巨大的加分项。整体来看，从拿到手的那一刻起，这本书就已经在用它专业的、又充满美感的包装，成功地为接下来的知识探索做好了铺垫，那种对知识的敬畏感和阅读的愉悦感，是从这本书的“外衣”就开始的。

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这本书的独特之处在于它对“未解之谜”的坦诚态度。很多科普读物在介绍完已有的成就后，往往会匆匆收尾，仿佛物理学的探索已经到了尽头。但这本书却将很大篇幅用于探讨那些仍然困扰着最顶尖科学家的难题，并且探讨的深度远超一般的科普读物。作者在阐述比如暗物质、量子引力或者时间本质这类问题时，清晰地勾勒出了当前主流理论的边界和存在的矛盾点，甚至不回避科学界内部对于不同假说的激烈争论。这种对未知领域的毫不掩饰的探索欲和批判性思维的展示，对我触动很大。它让我明白，科学的魅力恰恰在于它永无止境的求真过程，而不是一个既定的、完美的答案。这种开放性的讨论，激发了我更强烈的求知欲，甚至开始尝试自己去构思和推演某些逻辑链条，这对于一本读物来说，是最高层次的肯定。

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这本书的叙事节奏处理得极其老道，它不像某些科普书那样，上来就用一连串的专业术语将读者打入“云里雾里”的状态。相反，作者像一位经验丰富的导游，总能在抛出一个宏大、令人困惑的物理学命题之后，立刻用生活化的类比或者一段引人入胜的历史轶事来搭建一座“理解的桥梁”。比如，在探讨量子纠缠的章节，作者并没有直接陷入薛定谔方程的泥沼，而是先讲述了爱因斯坦和波多尔斯基那场著名的争论，将理论的深奥性转化为一场思想的辩论赛，这种叙事策略极大地降低了读者的心理门槛。我可以感觉到作者是在小心翼翼地引导我前进，每深入一层，都会确保前一层的知识点已经被牢牢掌握，这种循序渐进、步步为营的写作手法，使得即便是对于我这样非物理专业背景的读者来说，那些曾经高不可攀的概念也变得触手可及。这种对读者心智模型的精准把握和尊重，是这本书最让我感到惊喜的地方，它真正体现了“化繁为简”的科普精神。

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阅读过程中，我发现作者对历史背景的融入可谓是恰到好处，绝非那种生硬的、为了填充篇幅而堆砌的“科学编年史”。他似乎深谙物理学理论的产生往往伴随着巨大的思想碰撞和时代背景的烙印。例如，在描述相对论的诞生时，作者巧妙地将当时的社会思潮、技术局限性与爱因斯坦个人的哲学思考交织在一起，让我明白，物理学的每一次重大突破都不是空中楼阁，而是人类文明发展到特定阶段的必然产物。更精彩的是，他没有将那些伟大的物理学家描绘成不食人间烟火的“神圣人物”，而是展现了他们作为普通人的挣扎、争议和偶尔的固执。这种人性化的处理，使得那些复杂的物理定律不再是冷冰冰的公式，而是凝结了人类智慧与探索精神的结晶。这种将科学置于人文历史大背景下去审视的方法，极大地丰富了我对物理学意义的理解，让我看到的不仅仅是“是什么”，更是“为什么会是这样”。

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这本书的排版和图示设计，可以说是教科书级别的优秀范例，它充分利用了现代印刷技术的优势来服务于知识的传递效率。不同于那种只依赖文字堆砌的旧式读物，这里每一个图表都经过了精心的设计，它们的颜色、线条粗细和相对位置，都明确地服务于解释特定的概念。举个例子，当涉及到空间几何或粒子轨迹时，作者使用的三维透视图和动态流程图，即使是初次接触这些概念的读者，也能迅速捕捉到其中的空间关系和能量变化趋势。而且，这些图示的密度控制得非常好，它们穿插在文字段落中，既提供了必要的视觉支撑，又不会造成阅读上的压迫感，真正做到了“一图胜千言”而又不喧宾夺主。这种对视觉语言的熟练运用，使得原本抽象的物理概念在我的脑海中形成了具象的、可操作的模型，阅读体验极为流畅和高效，仿佛有一位无声的、技艺高超的绘图师全程陪伴指导。

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了解物理学史挺不错