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出版者:科学出版社发行部

作者:徐龙道

出品人:

页数:1094

译者:

出版时间:2004-1

价格:85.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030095640

丛书系列:

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《星辰的低语：宇宙学前沿探索》 一部深入现代宇宙学核心，带领读者遨游浩瀚时空的深度导览。 前言：我们为何仰望星空？ 自古以来，人类对头顶那片深邃的夜空充满了无尽的好奇与敬畏。我们是谁？我们从哪里来？宇宙的终极命运是什么？这些宏大而根本的问题，驱动着一代又一代的探索者。本书《星辰的低语：宇宙学前沿探索》，并非传统意义上的教科书，而是一次精心策划的、面向所有对宇宙奥秘心怀热忱的读者的知识探险。它旨在以清晰、严谨而又充满激情的笔触，勾勒出现代宇宙学最前沿的版图，揭示那些隐藏在暗物质、暗能量以及时空结构深处的惊人真相。 本书的结构设计，力求在保持科学准确性的同时，为读者构建一个逻辑流畅、层层递进的知识阶梯。我们从宇宙学的历史脉络出发，审视从古希腊的宇宙模型到哈勃革命的重大转折点，为理解现代理论奠定坚实的基础。 --- 第一部分：宇宙的诞生与演化——从奇点到星系团 第一章：时间的原点：大爆炸模型的基石 本章聚焦于我们目前关于宇宙起源的最有力理论——标准宇宙学模型（Lambda-CDM）。我们将详细剖析支撑这一模型的“三大支柱”：宇宙膨胀（哈勃定律的精确测量）、宇宙微波背景辐射（CMB）的发现及其在普朗克卫星数据中揭示的早期宇宙的“指纹”，以及轻元素丰度的理论预测与观测的惊人一致性。 读者将跟随叙述，深入理解暴胀理论（Inflation）如何解决了视界问题和平坦性问题，并探讨引力波观测为我们提供的关于宇宙诞生瞬间的全新视角。我们不会止步于理论的陈述，而是深入探讨当前观测对暴胀模型的具体检验，例如原初引力波谱的寻找。 第二章：看不见的骨架：暗物质的谜团 宇宙中约85%的物质是不可见的。暗物质，这一幽灵般的存在，是理解星系形成和演化的关键。本章将系统梳理暗物质的间接证据——从星系旋转曲线的异常到引力透镜效应的精确测量。 我们将详细介绍候选粒子（如WIMPs、轴子）的理论背景，并对当前地面和空间探测实验（如XENONnT、LZ实验）的原理和灵敏度进行深入分析。此外，对于非粒子物理路径的探索，例如修正牛顿动力学（MOND）理论，也将进行客观的比较和讨论，以呈现研究的广度。 第三章：宇宙的加速膨胀：暗能量的挑战 20世纪末最震撼的发现之一，便是宇宙正在加速膨胀。这一发现将“暗能量”推上了物理学研究的前台。本章将深入探讨暗能量的本质——是爱因斯坦的宇宙学常数（真空能），还是动态的第五种力场（如标量场）？ 我们将解析超新星观测（Ia型）如何提供关键的时间尺度信息，并结合大尺度结构（LSS）的演化数据，构建出对$Lambda$（宇宙学常数）和$w$（状态方程参数）的精确约束。读者将领略到天文学家如何利用宇宙几何学来描绘宇宙的未来走向。 --- 第二部分：时空的结构与极端物理 第四章：时空几何的扭曲：广义相对论的现代应用 广义相对论不仅仅是描述引力的理论，更是构建我们宇宙模型的几何基础。本章将回顾爱因斯坦场方程的核心思想，并将其应用于描述极端环境下的物理现象。我们将重点解析黑洞的形成、事件视界、奇点的性质，以及对史瓦西解和克尔解的现代理解。 特别地，我们探讨了事件视界望远镜（EHT）对M87和人马座A阴影的观测，这些观测如何直观地证实了广义相对论在强引力场下的有效性。 第五章：时空的涟漪：引力波天文学的黎明 引力波的直接探测，标志着人类观测宇宙进入了一个全新的“多信使”时代。本章详述LIGO/Virgo/KAGRA合作组织的工作原理，特别是激光干涉仪如何捕捉到遥远双黑洞或双中子星并合产生的时空涟漪。 我们将深入分析引力波信号（“啁啾”波形）所蕴含的物理信息，包括碰撞体的质量、自旋，以及它们如何帮助我们检验广义相对论的极限。此外，中子星并合产生的电磁对应体（千新星）如何揭示了重元素的起源（如金和铂的核合成），将是本章的高潮。 第六章：高能天体物理：宇宙射线与伽马射线暴 宇宙中存在着能量远超地球上任何粒子加速器的极端事件。本章将目光投向宇宙中最高能的现象。伽马射线暴（GRBs）作为宇宙中最亮的光源，其短暴和长暴的机制差异，以及它们与超新星和中子星并合的关联，将被详细阐述。 同时，我们也将探讨超高能宇宙射线（UHECRs）的起源之谜，分析其传播过程中可能遇到的GZK截止效应，并讨论费米、切伦科夫望远镜阵列（CTA）等新型观测设施如何试图定位这些“宇宙信使”的源头。 --- 第三部分：前沿理论与未解之谜 第七章：微观与宏观的桥梁：量子引力之路 当试图将广义相对论与量子力学结合时，物理学遇到了最深刻的困难。本章将梳理当前尝试统一这两大理论的主要路径。我们将审视弦理论（String Theory）的M理论框架，及其在解决信息悖论、描述早期量子宇宙中的潜力。 同时，圈量子引力（Loop Quantum Gravity）作为一种背景独立的替代方案，它如何通过“时空原子化”的概念来避免奇点，也将被清晰地介绍。读者将了解到，寻找一个完备的量子引力理论，是通往理解宇宙终极奥秘的必经之路。 第八章：多元宇宙的设想与检验 如果我们的宇宙并非唯一，那么“多元宇宙”（Multiverse）的概念将如何改变我们对物理定律的理解？本章探讨了基于永恒暴胀、弦理论景观以及量子力学的“多世界诠释”所导出的不同类型的多元宇宙。 尽管直接观测极其困难，但本章仍将讨论理论物理学家们试图在CMB数据中寻找“宇宙碰撞”痕迹的努力，以及对精细调节问题（Fine-Tuning Problem）的哲学和科学应对策略。 第九章：生命的宇宙学：宜居性与系外行星 宇宙学的终极问题之一，在于我们在宇宙中是否孤独。本章将结合天体物理学和生物学，探讨宜居性行星的定义。我们将分析开普勒和TESS任务所发现的系外行星数据，重点关注“适居带”内岩石行星的统计分布。 更进一步，我们讨论寻找生物特征（Biosignatures）的最新技术，如詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）对系外行星大气光谱的分析，以及SETI项目在寻找技术文明信号方面的长期工作。 --- 结语：面向无限的旅程 《星辰的低语》最终将读者带回到一个充满可能性的未来。宇宙学并非一门已经完成的学科，而是最活跃、发展最迅速的科学前沿之一。从下一代引力波探测器（如LISA）到更精密的CMB偏振测量，人类对宇宙的探索才刚刚开始。本书希望能够点燃读者的好奇心，激励他们在理解我们所处的这个宏大时空图景中，找到属于自己的位置。 本书适合谁？ 对天体物理学和宇宙学有浓厚兴趣的非专业人士。 寻求拓展知识边界，了解现代物理学最前沿突破的自然科学爱好者。 希望系统了解大爆炸、暗物质、暗能量等核心概念的大学生。 --- 附录：关键术语速查表 推荐阅读书目与资源

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这本书就像一位经验丰富的向导，引领我穿梭于物理学的复杂地形。我曾尝试阅读一些物理学普及读物，但往往因为过于浅显而无法深入，或者因为过于专业而难以理解。这本书却恰到好处地找到了平衡点，它既保持了科学的严谨性，又具备了极高的可读性。我特别喜欢书中对一些物理学实验的介绍，例如双缝实验，书里详细描述了实验的设置、过程以及结果，并深入剖析了其对量子力学发展的意义，让我能真切地感受到科学探索的魅力。

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这本书如同一座宏伟的知识殿堂，每一个词条都像是精心雕琢的砖石，构筑起整个物理世界的坚实壁垒。我拿到它的时候，就被它沉甸甸的分量和精美的装帧所吸引，仿佛一本古老的魔法书，等待着被开启，去揭示宇宙深处的奥秘。翻开第一页，我就被卷入了一场语言与概念的奇妙旅行。那些原本在课堂上听得云里雾里，只觉抽象晦涩的物理定律，在这里，被清晰、严谨地阐释出来。例如，关于“量子纠缠”的条目，我尝试着去理解它，书中不仅给出了它的数学定义，还从历史发展的角度，追溯了爱因斯坦、玻尔等巨匠们对此的争论与探索，更是用通俗易懂的类比，比如“远隔千山万水的双生子，即使一方的属性被观测，另一方的属性也会瞬间确定”，让我这个非物理专业出身的读者，也能窥见那令人匪夷所思的量子世界的迷人之处。

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这本书的词条设计非常人性化，对于每一个概念，它都会提供一个简洁的定义，然后逐步深入，从不同角度进行阐释。例如，对于“能量守恒定律”，书中不仅解释了其在经典力学中的应用，还探讨了其在热力学、电磁学甚至核物理中的体现，甚至提及了能量与质量的等效性，让我看到这个看似简单的定律背后所蕴含的深刻哲学意义。这种多维度的讲解方式，极大地丰富了我对物理世界的认知。

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这本书的语言风格非常专业，但又不是那种让人望而生畏的学术术语堆砌。作者在保持学术严谨性的同时，也注重使用清晰、准确的语言来表达复杂的概念。我最欣赏的是，书中经常会在一些重要的概念旁边，用小字标注一些相关的历史背景、学术争议或者最新的研究进展，这种“题外话”的设置，让原本严谨的论述变得更加生动和有趣，也让我看到了物理学作为一个不断发展和演进的学科的生命力。

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我经常会在睡前翻阅这本书，它就像是能治愈失眠的良药，也像是能激发奇思妙想的催化剂。有些词条，比如“熵”或“混沌理论”，初看之下，只觉得名字就带着一种玄妙的意味，读完之后，才发现它渗透到我们生活的方方面面。书中用了很多贴近生活的例子来解释这些抽象的概念，例如，一杯咖啡的温度会自然降低，房间会随着时间变得凌乱，这些都与熵增息息相关，将宏大的物理原理拉近到触手可及的距离。我开始重新审视身边的一些现象，用物理学的视角去观察和思考，这是一种全新的体验，让我的日常变得更加有趣和深刻。

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坦白说，我买这本书的初衷，更多是出于一种好奇心，想了解一下物理学究竟是怎样一个迷人的领域。我并没有指望能完全掌握其中的所有内容，毕竟我不是物理专业的学生。然而，这本书却超出了我的预期。它以一种近乎艺术的方式，将那些看似遥不可及的物理学原理，以一种可以被理解的语言呈现出来。那些复杂的公式，并没有被简单地堆砌，而是被巧妙地融入到概念的解释之中，并且，对于一些核心公式，书里还会详细讲解其推导过程和物理意义，让我觉得，这不仅仅是符号的堆砌，更是智慧的结晶。

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它不仅仅是一本冰冷的工具书，更是一位耐心渊博的导师，引导我穿越物理学的浩瀚星河。我尤其欣赏它在解释一些复杂概念时，所采用的循序渐进的方式。就拿“黑洞”这个条目来说，它首先从牛顿的万有引力定律讲起，逐步引入爱因斯坦的广义相对论，解释了引力如何扭曲时空，然后才深入到黑洞的形成、视界、奇点等核心概念。每一步的解释都紧密相连，逻辑清晰，让我能沿着作者的思路，一步步地构建起对黑洞的理解。让我印象深刻的是，书中还穿插了一些历史故事和科学家的轶闻趣事，比如关于霍金如何通过黑洞辐射理论改变了我们对宇宙终极命运的认识，这些生动的内容，为原本枯燥的科学知识注入了鲜活的生命力，让我感觉不是在“学习”，而是在“阅读”一段段引人入胜的物理史诗。

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这本书已经成为我书架上不可或缺的一部分，它不仅仅是一本物理学词典，更是我探索宇宙奥秘的指南针，是我启迪思维的火花。每一次拿起它，都能有所收获，都能发现新的惊喜。我曾对“暗物质”和“暗能量”这两个概念感到非常好奇，书中对它们的介绍，虽然也坦承了许多未解之谜，但却清晰地勾勒出了科学家们是如何通过观测和推断，一步步认识到宇宙中存在着这些“隐形”的构成，让我对宇宙的宏大和神秘有了更深的敬畏。

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这本书对我来说，更像是一扇通往未知宇宙的窗口，每一次翻阅，都让我对我们所处的世界有更深的敬畏。我曾对“弦理论”一无所知，读了书中的相关条目后，才了解到科学家们是如何尝试统一四种基本力，如何去理解维度之外的世界。虽然这些内容依然充满了猜想和未解之谜，但书中对这些前沿理论的介绍，并没有因为其 speculative 的性质而显得含糊不清，反而以一种严谨的学术态度，将各种学说和证据一一列举，让我看到了物理学前沿探索的艰辛与辉煌。

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我不是一个特别喜欢阅读枯燥文字的人，但这本书的阅读体验却异常流畅。它的编排非常合理，词条之间经常有关联索引，使得我在查阅一个概念时，可以顺着线索，了解更多相关的知识，形成一个知识网络。例如，当我查阅“相对论”时，书中会提示我阅读“时空”、“引力场”、“光速不变原理”等相关词条，这种互动式的阅读方式，让我的知识体系变得更加完整和立体，也避免了孤立地理解某个概念。

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蓝皮的那个吗？好贵啊，高二买的，学竞赛用……

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蓝皮的那个吗？好贵啊，高二买的，学竞赛用……

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其实这是本好书尤其在复习的时候超级方便

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