具体描述
本书是在一、第一版基础上极据最新学科发展而修订的，内容较丰富，取材也比较新颖，且附有大量习题、实例和部分计算机算法程序。
全书分八章论述，包括时域离散信号与系统、离散傅里叶变换、数字滤波器设计、离散随机信号分析与处理、自适应信号处理、离散系统的卡尔曼滤数字信号处理的应用范例和有限字长效应。
本书概念论述清楚，推志详细，便于自学；在注意基本概念阐述的同时还注意编入一部分较新的内容，本书可作为工科大学本科学生和研究生学习数字信号处理课程的教材或参考书，亦可供从事信号处理的工程技术人员参考。
宇宙的奥秘：从弦论到暗能量的探索之旅 一、引言：在未知的边缘徘徊 自古以来，人类对头顶星空的好奇与探索从未停歇。从肉眼观察的星辰轨迹，到伽利略望远镜下的木星卫星，我们对宇宙的认知不断拓展。然而，随着科学的深入，我们发现已知的物理定律在解释宇宙的某些极端现象时显得力不从心。本卷书旨在带领读者深入探索现代物理学最前沿的领域——从微观的结构基石到宏观的宇宙演化，追溯那些隐藏在光速、引力与时间背后的终极奥秘。我们将不涉及任何关于信号处理或信息理论的内容，而是将焦点完全集中于宇宙学、粒子物理学和量子场论的交叉地带。 二、时空结构的新图景：广义相对论的极限与突破 爱因斯坦的广义相对论描绘了引力即是时空弯曲的壮丽画卷。然而，当我们将目光投向黑洞的奇点内部，或是宇宙大爆炸的最初瞬间，广义相对论的方程预示着自身失效——密度和曲率趋于无穷大。这提示我们，需要一个更深层次的理论来统一量子力学和引力。 本书首先回顾了经典相对论的成就，特别是它对水星近日点的精确解释以及引力波的预言。随后，我们将深入探讨描述极端时空环境的数学工具，例如黎曼几何的深化应用。重点分析在强引力场下，物质如何以我们日常经验无法想象的方式扭曲其周围的时空结构。我们不会触及任何关于数字采集、滤波或傅里叶变换的数学工具，而是专注于微分几何在描述时空几何中的核心作用。 三、超越粒子：标准模型的残缺与新物理的呼唤 粒子物理学将物质分解为基本粒子，并以标准模型（Standard Model, SM）的形式进行了极为成功的描述。这个模型精妙地统一了电磁力、弱核力和强核力。然而，标准模型并非终极答案。它无法解释引力的存在、暗物质的本质、中微子的质量，以及宇宙为何存在物质而非反物质主导等一系列核心问题。 本章将详细梳理标准模型中的三大难题。我们不会讨论任何与信号频率、采样率或数字编码相关的内容。相反，我们将聚焦于： 1. 中微子振荡与马约拉纳/狄拉克本质： 探讨中微子如何跨越不同味态，以及它们是否为自身的反粒子。 2. 强相互作用的低能行为： 深入研究量子色动力学（QCD）中夸克和胶子被限制在强子内部的“夸克禁闭”现象，以及描述低能强相互作用的有效场论方法。 3. 电弱对称性的自发破缺： 希格斯机制如何赋予基本粒子质量，以及理论上存在的更多希格斯玻色子。 四、弦论与M理论：统一万物的宏大构想 为了克服广义相对论与量子力学在普朗克尺度上的冲突，物理学家提出了诸多“万有理论”（Theory of Everything, TOE）的候选者，其中最引人注目的是弦论。弦论的基本思想是，构成宇宙的基本单元并非点状粒子，而是微小的、一维的、振动的“弦”。 本书将详尽阐述弦论的核心概念： 维度膨胀： 解释为什么我们感知到的宇宙只有三维空间加一维时间，而弦论需要额外的六维或七维被“紧化”（compactified）起来。我们将研究卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds）如何作为这些额外维度的数学描述，及其对低能物理的影响。 D-膜与对偶性： 介绍弦论中的高维对象——狄利克雷膜（D-branes），以及不同版本的弦论（I型、IIA型、IIB型等）之间的惊人数学等价性（T对偶和S对偶）。 M理论： 探讨将所有五种超弦理论统一起来的更高维度的框架——M理论，以及它与布兰斯（Branes）的关联，这完全是几何和拓扑的范畴，与任何形式的信号处理无关。 五、宇宙的暗面：暗物质与暗能量的谜团 现代宇宙学观测，特别是对宇宙微波背景辐射（CMB）的精确测量和对遥远超新星的红移分析，揭示了一个令人震惊的事实：我们熟悉的普通物质（重子）仅占宇宙总质能的约5%。剩下的95%由不可见的“暗物质”和神秘的“暗能量”构成。 本章是本书的重点之一，它完全聚焦于宇宙学观测和理论推测： 1. 暗物质的证据与候选者： 详述旋转曲线、引力透镜效应、子弹星系团等关键证据如何证明暗物质的存在。我们将探讨各种暗物质候选者，如弱相互作用大质量粒子（WIMPs）、轴子（Axions），以及理论上寻找它们的实验方法（直接/间接探测），但不会涉及任何数据采集或信号降噪的细节。 2. 暗能量与宇宙加速膨胀： 解释1998年发现的宇宙加速膨胀现象，以及目前主导的解释——宇宙学常数（即真空能量）。我们将深入探讨“宇宙学常数问题”，即理论预测的真空能量比观测值高出120个数量级这一巨大的不一致。 六、量子引力：通往终极理论的桥梁 解决引力在量子尺度上的数学不一致性，是理论物理学的圣杯。除了弦论，另一大主流候选理论是“圈量子引力”（Loop Quantum Gravity, LQG）。 LQG不依赖于额外维度或超对称性，而是直接尝试对时空本身进行量子化。我们将探讨： 时空的基本结构： 圈量子引力认为时空在普朗克尺度上是离散的、由“自旋网络”（Spin Networks）构成的，时间和空间不再是连续的背景，而是由基本的量子单元编织而成。 史瓦西半径内的量子效应： 探讨LQG如何可能解决黑洞奇点问题，例如通过“量子反弹”机制来描述黑洞合并的终局。 结语：未竟的征途 宇宙的探索仍在继续。从最微小的弦的振动模式，到宇宙尺度的膨胀命运，我们正处于一场认知革命的边缘。本书旨在描绘一幅关于现代物理学最深刻、最令人着迷的图景，激发读者对探索宇宙根本法则的无限热情。我们所揭示的，是物质、时空与能量在最深层次上的宏伟交响乐。
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