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出版者:西北工大

作者:刘慧英

出品人:

页数:410

译者:

出版时间:2003-11

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787561216606

丛书系列:

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• 自动化技术
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《宇宙的织锦：从量子纠缠到引力波的探索》 书籍简介 本书并非探讨工程学中的反馈系统与稳定性分析，而是带领读者深入现代物理学的最前沿阵地，揭示宇宙运行的基本法则。我们试图以一种兼具深度与可读性的方式，编织一幅宏大而精密的宇宙图景，其核心在于物质、能量、时空以及它们之间最深刻的相互作用。 第一部分：微观世界的奇诡——量子力学的基石与前沿 本部分将从根本上颠覆我们对实在（reality）的直觉认识，聚焦于支配亚原子层面的物理学。 第一章：概率的海洋与波函数的坍缩 我们将详细阐述海森堡不确定性原理的哲学意涵及其数学形式。区别于传统控制系统中的精确状态估计，量子力学告诉我们，在微观尺度上，我们只能描述“可能性”。爱因斯坦对量子力学完备性的质疑，以及“隐变量理论”的尝试与最终的实验检验（如贝尔不等式），构成了本章的核心讨论。我们将深入探讨薛定谔方程的物理图像，及其在描述粒子行为中的核心作用。 第二章：量子纠缠：非局域性的幽灵 爱因斯坦称之为“鬼魅般的超距作用”的量子纠缠，是本书的第一个高潮。我们不仅会介绍贝尔态的构造，更会追溯 EPR 佯谬（Einstein-Podolsky-Rosen paradox）的提出动机。本章着重分析纠缠态的特性，例如其在量子信息处理（如量子密钥分发 QKD）中的应用潜力，以及它对时空本质的深刻启示。我们探讨诸如“多世界诠释”等不同解释框架对纠缠现象的理解差异。 第三章：费米子与玻色子：物质与力的双重奏 物质的基本构成单元——夸克和轻子，服从泡利不相容原理，它们是费米子。而传递相互作用的媒介粒子，如光子、胶子等，则是玻色子。本章将梳理标准模型中两大类粒子的区别与联系，特别是玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）现象，展示大量玻色子在极低温下表现出的集体宏观量子行为，这与经典热力学中的个体独立假设形成鲜明对比。 第二部分：宏观时空的结构——广义相对论与宇宙学 从微观的概率云转向宏观的引力场，我们将进入爱因斯坦构建的时空几何框架。 第四章：时空弯曲的几何叙事 广义相对论并非牛顿理论的简单修正，而是一套关于引力本质的全新几何理论。本章细致解析爱因斯坦场方程（Einstein Field Equations）的结构，强调物质（能量动量张量）如何决定时空的曲率，反过来时空曲率又指导物质的运动。我们将借助黎曼几何的初步概念，理解测地线的物理意义——即粒子在弯曲时空中遵循的“最短”路径。 第五章：黑洞的视界与奇点 黑洞是时空极端弯曲的产物。我们将剖析史瓦西解（静态无旋转黑洞）的结构，详细讨论事件视界（Event Horizon）的单向性，以及视界内部不可逆转的物理过程。进一步，我们将探讨霍金辐射理论——量子效应如何渗透到经典引力场中，导致黑洞并非绝对“黑”，而是会缓慢蒸发。奇点处的物理学失效，是我们理解量子引力模型的起点。 第六章：宇宙学的标尺：膨胀与暴胀 宇宙的演化史是广义相对论在最大尺度上的应用。本章聚焦于弗里德曼方程（Friedmann Equations），解释宇宙的膨胀是如何由物质、辐射和暗能量密度所驱动的。我们将详细回顾宇宙微波背景辐射（CMB）的发现及其各项异性，这些微小波动是早期宇宙量子涨落的遗迹。同时，暴胀理论被引入，用以解决视界问题和磁单极子问题，描绘了宇宙诞生后瞬间极速扩张的图景。 第三部分：统一的梦想与未来的边界 本部分探讨物理学界为整合上述两大理论支柱所做的努力，以及仍在等待验证的前沿概念。 第七章：引力波的涟漪与时空探测 引力波是时空自身的振动。本章介绍LIGO和Virgo等干涉仪如何捕捉到黑洞或中子星并合产生的微弱时空扰动。引力波天文学的开启，标志着我们拥有了一种全新的“听觉”来感知宇宙，它提供了检验强引力场下物理定律的独特窗口。我们分析了双星系统并合过程中释放能量的巨大规模。 第八章：量子引力的幽灵：弦理论与圈量子引力 标准模型在普朗克尺度下与广义相对论的冲突，催生了对“万有理论”的探索。本章将介绍弦理论的基本思想——将基本粒子视为一维的振动“弦”，以及其对额外维度的预言。同时，我们也将简要概述圈量子引力（LQG）的路径，该理论试图通过对时空本身进行量子化来避免无限大，探讨时空是否在普朗克尺度下呈现出离散的“原子结构”。 第九章：暗物质与暗能量：宇宙的隐形骨架 观测证据表明，我们已知的普通物质仅占宇宙总质能的约5%。暗物质（通过引力效应间接探测）和暗能量（驱动宇宙加速膨胀的负压能量）构成了宇宙的绝大部分。本章将梳理目前对WIMPs、轴子等暗物质候选粒子的搜寻工作，并讨论最简洁的暗能量模型——宇宙学常数——的谜团与挑战。 结语：未竟的探索 本书的最终目的，是激发读者对自然界深层奥秘的好奇心。现代物理学的前沿如同探险者面对的无垠海洋，每揭开一角，都引出更深层次的问题。从量子纠缠的非定域性到宇宙加速膨胀的驱动力，本书试图在逻辑的链条上，清晰地呈现人类理解宇宙的历程与正在面对的终极挑战。

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这本书在讲解复杂系统响应特性时，那套图形化的表述方式简直是神来之笔。我以前总觉得抽象的数学模型让人难以捉摸，但作者似乎深谙读者的困境，通过大量的根轨迹图、波德图的绘制和解读，将那些原本冰冷的函数关系“具象化”了。我尤其欣赏它对于“稳态误差”和“动态性能”之间权衡的论述，那种辩证的视角，远超出了简单公式的堆砌。它不是在教你如何套用公式，而是在培养你对系统行为的直觉判断能力。读完相关章节后，我看着生活中的一些自动控制现象，比如恒温器的工作机制，脑海中立刻浮现出相应的频率特性曲线，这种思维方式的转变，是我阅读过程中最大的收获之一，功不可没。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，那种沉稳的深蓝色调，搭配烫金的字体，一眼望去就给人一种专业、严谨的感觉。拿到手里掂了掂，分量十足，纸张的质感也相当不错，印刷清晰，即便是那些复杂的数学公式，看起来也毫不费力。我特别喜欢它扉页上那句引言，虽然不是针对具体内容的评价，但那种对知识的敬畏感瞬间把我带入了学习的氛围。整体来看，这本书在物理形态上传达了一种对内容高度尊重的态度，让人忍不住想翻开它，探索其中的奥秘。我不是技术出身，但光是这种对书籍本身的用心，就足以让我对它接下来的内容抱有极高的期待。它不仅仅是一本工具书，更像是一件值得收藏的工艺品，摆在书架上都显得格外有格调。

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初翻目录时，那种扑面而来的信息量着实让人有些手足无措，它不像市面上那些入门读物那样刻意地“简化”概念，反而带着一种坦诚的、近乎固执的详尽。我花了很长时间才大致摸清它的脉络，从最基础的系统描述开始，逐步深入到时域分析、频域分析，中间穿插的案例分析看似零散，实则暗含了对不同学科背景读者的体贴。我必须承认，有些章节的数学推导过程，即使我停下来反复研读，也需要结合课本知识才能勉强跟上节奏。这本书没有用花哨的语言去掩盖硬核的内容，它用最直接、最有力的方式陈述着原理的深刻性，这对于真正想要掌握这门学问的人来说，无疑是最大的福音。它要求读者拿出百分之二百的专注力，但回报也是扎实的理论基础。

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与其他同类书籍相比，这本书在处理“设计与综合”部分时展现出了极强的工程实用性。它并没有止步于理论分析的层面，而是非常系统地介绍了各种校正装置的设计步骤和参数整定方法。我注意到它在讲解PID控制器时，不仅给出了经典的齐格勒-尼科尔斯整定法，还穿插了现代控制理论中对鲁棒性的一些初步探讨，这使得这本书的知识体系显得非常完整和具有前瞻性。对于一个需要将理论应用于实际工程的读者来说，这种对“如何做”的清晰指引至关重要。它的例题设计得非常贴合实际生产中的问题场景，绝非空泛的数学练习，真正做到了理论联系实际的紧密结合。

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这本书的行文风格非常独特，它有一种不动声色的幽默感，或者说是一种深厚的学术底蕴带来的从容不迫。在你被某个复杂的概念绕晕的时候，作者总能在不经意间用一句精炼的话语点破迷津，那种“原来如此”的豁然开朗，是阅读体验中最美妙的瞬间。它不追求快速阅读，它鼓励你停下来，去思考每一个推导背后的物理意义。这本书更像是请了一位经验丰富、极有耐心的导师在你身边，一步步引导你攀登知识的高峰。虽然阅读过程需要付出极大的努力和时间，但合上书本时，那种知识充盈的充实感和对工程世界更深层次的理解，是任何快捷学习方法都无法替代的宝贵财富。

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