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出版者:

作者:王晓明

出品人:

页数:93

译者:

出版时间:2003-9

价格:8.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787532457854

丛书系列:

图书标签:

• 幼儿语言发展
• 亲子教育
• 语言启蒙
• 口语表达
• 思维训练
• 绘本
• 早教
• 0-3岁
• 亲子互动
• 家庭教育

《探索未知：宇宙的宏大叙事与微观世界的奥秘》 一、 序言：在无限的疆域中寻找坐标 本书并非聚焦于单一学科的深度钻研，而是试图构建一座跨越宏观宇宙与微观粒子、连接古代哲学思辨与现代尖端科技的知识桥梁。我们生活在一个充满奇迹的时代，一方面，人类的目光能够延伸至数十亿光年之外，窥见星系的诞生与消亡；另一方面，我们也深入到原子核的内部，探究构成物质最基本的力量。这种双向的探索，构成了人类认知宇宙的完整图景。 本书的宗旨，在于引导读者进行一场既富有思辨性又充满实证基础的旅程。我们将抛开既有的知识框架的束缚，以一种开放的心态去审视那些令人困惑的现象，并追溯科学思想是如何一步步从混沌中提炼出秩序的。 二、 宏大叙事：时空、引力与宇宙的命运 1. 时空概念的演变与相对论的革命 我们的旅程始于对“时间”和“空间”这两个最基本概念的重新审视。从牛顿经典物理学中作为绝对背景的匀质时空，到爱因斯坦狭义相对论中速度对时间流逝的影响，再到广义相对论中引力如何弯曲时空结构，我们看到了人类认知边界的剧烈扩张。 （1.1 狭义相对论的奇特效应： 探讨时间膨胀和长度收缩的实际意义，分析高能物理实验中这些效应如何被观测和利用。我们不会停留在公式的展示，而是深入理解“同时性”在不同参考系下的相对性，以及光速不变原理如何重塑了我们对因果关系的理解。 （1.2 广义相对论：引力的几何化： 本部分重点解析引力如何被视为时空曲率的表现。我们将详细讨论黑洞的形成机制，包括史瓦西半径、事件视界的概念，以及奇点处物理定律失效的哲学困境。引力波的探测，作为对时空涟漪的直接捕捉，标志着我们进入了“引力波天文学”的新纪元，这部分内容将详细阐述LIGO等探测器的工作原理及其带来的宇宙学新见解。 2. 宇宙学：从大爆炸到暴胀模型 宇宙的起源与终极命运是人类永恒的追问。本书将梳理现代宇宙学模型的核心证据。 （2.1 大爆炸理论的基石： 详细解读宇宙微波背景辐射（CMB）的发现及其各向同性与微小涨落的意义。分析哈勃定律如何确立了宇宙膨胀的观测事实，并探讨早期宇宙的核合成过程，解释了宇宙中轻元素丰度的来源。 （2.2 暗物质与暗能量之谜： 宇宙中约95%的物质与能量成分是不可见的。本书将深入探讨旋转曲线异常、引力透镜效应等证据如何指向暗物质的存在，并分析暗能量在加速膨胀中的主导作用。我们将对比不同暗能量模型（如宇宙学常数、精质场模型），讨论当前实验设计如何试图区分这些理论。 三、 微观世界的深渊：量子力学与基本粒子 离开了宏大的宇宙尺度，我们潜入物质的最深处，进入一个充满概率与不确定性的量子领域。 1. 量子力学的核心悖论与解释 量子力学的诞生是对经典直觉的彻底颠覆。本部分侧重于理解那些挑战常识的核心概念。 （1.1 波粒二象性与不确定性原理： 探讨光子和电子如何表现出波动性（如双缝干涉）和粒子性。深入解析海森堡不确定性原理，理解它并非测量技术的限制，而是自然界固有的属性。 （1.2 量子纠缠与非定域性： 纠缠态被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”。我们将详细解析EPR佯谬，并通过贝尔不等式验证量子力学的非定域性，探讨其对信息传递和计算潜力的影响。 （1.3 量子诠释的争论： 不同的物理学家对“测量”的含义持有截然不同的观点。本书将公平地介绍哥本哈根诠释、多世界理论以及退相干理论，引导读者思考观察者在量子世界中扮演的角色。 2. 粒子物理学的标准模型与超越 标准模型是描述电磁力、弱核力和强核力的最成功理论框架。 （2.1 夸克与轻子家族： 详细介绍物质的基本构成——六种夸克和六种轻子（电子、缪子、陶子及其对应的中微子），以及它们如何通过强相互作用力（胶子）和电弱相互作用力结合成质子、中子等复合粒子。 （2.2 力的传递者与希格斯机制： 探讨规范玻色子（光子、W/Z玻色子、胶子）如何传递基本力。重点解析希格斯玻色子如何通过希格斯场赋予其他基本粒子质量，理解这一机制对粒子物理学的重要性。 （2.3 寻找标准模型之外的物理学： 尽管标准模型非常成功，但它无法解释引力、暗物质或中微子质量。我们将探讨超对称理论（SUSY）、额外维度理论以及大统一理论（GUT）等前沿尝试，展望未来粒子加速器实验可能揭示的新物理学图景。 四、 交叉领域：信息、复杂性与生命起源的物理学视角 知识的边界并非清晰的，真正的突破往往发生在学科的交叉点。 1. 熵、信息与时间的箭头 热力学第二定律规定了宇宙的熵值只会增加，这为时间指明了方向。 （1.1 统计力学对宏观现象的解释： 从微观粒子的随机运动如何涌现出宏观的温度、压力等概念，阐释熵的统计学定义。 （1.2 耗散结构与生命： 探讨生命系统作为远离热力学平衡的“耗散结构”如何通过消耗能量来维持其低熵状态。我们将引入普里高津的工作，讨论耗散系统在复杂性涌现中的作用。 2. 复杂性科学与涌现现象 复杂系统（如天气、生态系统、大脑网络）的行为无法简单地通过其组成部分的线性叠加来预测。 （2.1 混沌理论与蝴蝶效应： 分析确定性系统如何产生看似随机的行为，理解对初始条件的敏感依赖性，及其在预测长期趋势上的根本限制。 （2.2 自组织与临界性： 研究系统如何在没有外部中央控制的情况下，通过局部相互作用形成大规模的有序结构。探讨雪崩、森林火灾等现象中的“自组织临界”状态，揭示复杂现象背后的普适规律。 五、 结语：持续的探索与认知的谦卑 本书的终点并非知识的完结，而是对未知的敬畏。我们已经穿越了时间和空间的两极，见证了最精密的定律和最宏大的结构。然而，每当我们解决一个问题，都会引出更多更深刻的问题。 探索未知是一个永无止境的过程，它要求我们不仅要有批判性的科学思维，更需要一种哲学上的开放性，去接纳那些尚未被现有数学工具完全描述的现实。本书旨在激发读者保持好奇心，以跨学科的视野，持续参与到这场人类认知宇宙的宏伟对话之中。

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