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出版者:如何

作者:周鑑恆

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页数:0

译者:

出版时间:2005年02月25日

价格:NT$ 250

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isbn号码:9789861360379

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探索宇宙的奥秘：一部颠覆你对自然现象认知的科普巨著 书名： 宇宙的织锦：从量子纠缠到黑洞视界的深度漫游 作者： 艾丽莎·维克多 & 马库斯·陈 联合撰写 出版社： 寰宇科学出版社 页数： 850页（精装典藏版） --- 导言：重塑你的世界观 我们生活的世界，远比日常经验所展现的要奇妙、深刻和难以捉摸。你是否曾凝视夜空，思考恒星的生灭？你是否曾疑惑，组成我们身体的最基本单元，其行为方式竟然如此怪异？《宇宙的织锦》并非一本简单的物理学教科书，它是一场思维的探险，一次跨越宏观尺度与微观深渊的史诗之旅。本书旨在为所有对自然界抱有好奇心的人士，提供一个理解现代物理学前沿理论的全新视角。我们拒绝枯燥的数学推导，转而聚焦于概念的精妙构建、历史的波澜壮阔以及这些理论如何深刻地影响了我们对“真实”的定义。 本书分为五个核心部分，层层递进，带领读者深入探索支配着宇宙万物的基本力量与粒子。 --- 第一部分：经典时代的余晖与革命的曙光（第1章至第15章） 核心内容： 宏观世界的奠基与微观世界的初现端倪。 本部分首先回顾了牛顿力学和麦克斯韦电磁学的辉煌成就，这些理论为人类理解日常现象提供了无与伦比的框架。我们细致探讨了能量、动量、场等核心概念的建立过程，展现了经典物理学如何成功地将天空的运行与地面的运动统一起来。 然而，经典物理学的“完美”在面对极速（接近光速）和极微（原子尺度）的现象时开始瓦解。 光速的秘密： 我们将详细剖析狭义相对论的诞生，不仅仅是著名的$E=mc^2$，更重要的是对时间与空间“相对性”的颠覆性理解。书中将通过一系列引人入胜的思想实验，如“孪生子佯谬”的深层解析，帮助读者真正领悟洛伦兹变换的物理意义。 能量的颗粒化： 普朗克对黑体辐射的“量子假说”如何打开了通往微观世界的大门？本章将深入探讨早期量子论的萌芽，聚焦于光电效应如何迫使物理学家接受光的“粒子性”这一反直觉的结论。 --- 第二部分：量子世界的怪诞王国（第16章至第35章） 核心内容： 波粒二象性、不确定性原理与量子力学的核心诠释。 这是全书最引人入胜也最具挑战性的部分。我们不再讨论可见的运动，而是进入一个概率和叠加态主宰的领域。 薛定谔的猫与波函数： 我们将超越教科书式的介绍，探讨“波函数坍缩”的哲学含义。量子力学如何描述一个粒子可以同时处于多个状态？书中将详细阐述哥本哈根诠释的精髓，并对比“多世界诠释”等竞争性理论的魅力与困境。 纠缠的幽灵之距： 重点解析爱因斯坦深感不安的“量子纠缠”。本书将用大量的篇幅，图文并茂地解释贝尔不等式及其实验验证。读者将了解到，即使在光速也无法传递信息的情况下，两个粒子之间依然存在着一种即时的、非定域的关联。这不仅是物理学的突破，更是对实在性本质的深刻拷问。 粒子的身份危机： 电子、质子、中子——它们真的是“小球”吗？通过对泡利不相容原理的阐述，我们解释了物质为何具有体积，以及化学反应的根本原因，将抽象的费米子和玻色子概念具象化。 --- 第三部分：时空的几何化与宇宙的膨胀（第36章至第50章） 核心内容： 广义相对论的优雅结构与宇宙学的宏大叙事。 本部分将带领读者从地球的引力场，跃升至星系团的尺度。 引力即时空弯曲： 广义相对论的精髓在于将引力描述为时空的几何属性。本书将使用类比和空间剖面图，解释测地线如何决定物体的运动轨迹，以及水星近日点进动等经典验证。 黑洞的边界： 我们将深入研究事件视界——一个有去无回的临界点。书中不仅会介绍史瓦西半径的计算，更会探讨信息悖论（黑洞蒸发与量子信息丢失的冲突）这一当代物理学最大的难题之一。 宇宙的演化史诗： 从大爆炸模型的建立，到宇宙微波背景辐射（CMB）的发现，再到暗物质和暗能量的引入。我们探讨了宇宙加速膨胀的观测证据，并详细剖析了弗里德曼方程组所揭示的宇宙命运的几种可能性。 --- 第四部分：物质的基石——粒子物理学的标准模型（第51章至第65章） 核心内容： 探索构成宇宙万物的基本粒子及其相互作用。 本书将详细解析物理学家在大型强子对撞机（LHC）中寻找的“基本乐高积木”。 夸克与轻子家族： 系统介绍六种夸克和六种轻子（包括电子、中微子），解释它们如何通过强核力、弱核力和电磁力相互联系。 力的信使与希格斯机制： 光子、胶子、W和Z玻色子如何传递作用力？尤其，我们对希格斯玻色子——赋予其他粒子质量的“无处不在的海洋”——进行了深入而直观的描绘，阐明其如何解决标准模型中的质量难题。 模型的局限性： 标准模型是成功的，但它并非终极理论。本章将明确指出其未能解释的重大问题，例如引力的量子化困难、中微子的质量来源，以及暗物质的本质。 --- 第五部分：前沿的碰撞与未来的地平线（第66章至第75章） 核心内容： 物理学界正在努力统一的终极理论探索。 最后一部分聚焦于理论物理学最前沿的尝试，试图将相对论（宏观）与量子力学（微观）调和一致。 引力量子化之路： 我们将探讨圈量子引力（Loop Quantum Gravity）如何尝试在最小的普朗克尺度上离散化时空，以及超弦理论（String Theory）如何引入额外维度，将所有基本粒子视为一维振动的“弦”。书中将公正地评估这些理论的数学美感与实验验证的困境。 超越标准模型的猜想： 超对称性（SUSY）的承诺、额外维度的物理学意义、以及对“万有理论”的永恒追求。 --- 结语：未竟的探索 《宇宙的织锦》旨在激发读者对科学的敬畏之心。物理学不是一套既定的教条，而是一个充满活力、不断自我修正的探索过程。通过阅读本书，你将掌握理解21世纪科学新闻、评估技术进步的背景知识，并能以一种全新的、更具洞察力的方式看待你手中握着的咖啡杯、头顶的星光，以及你自身的存在。物理学的边界，正是在此刻，向我们所有求知者敞开。 目标读者： 对自然科学有强烈兴趣的大学生、专业技术人员、以及任何渴望深入理解现代物理学核心概念的非专业读者。本书对数学背景要求极低，但对思维的开放性要求极高。

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我通常对科普读物中的“趣味性”抱持着怀疑态度，总觉得一旦过度强调娱乐性，知识的准确性和深度就会打折扣。然而，这本书在保持其科学严谨性的前提下，成功地嵌入了大量巧妙的视角转换，这才是它最厉害的地方。它不是用肤浅的笑话或者夸张的语言来吸引眼球，而是通过一种非常巧妙的“视角切换”来展示物理学的魅力。比如，当讲解相对论时，它没有直接抛出洛伦兹变换，而是通过一个想象中的高速列车乘客和站台上观察者的不同体验，构建了一个极具代入感的场景。这种处理方式，让那些原本需要高等数学工具才能勉强理解的概念，通过日常的想象力就能抓住其核心思想。对于我这种需要不断巩固基础概念的人来说，这种多维度的阐释方法，极大地巩固了我的理解，而且读起来完全没有压力，非常放松，仿佛在听一个极其聪明的同行在跟你聊最新的研究发现，而不是被一位高高在上的权威所教导。

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这本书的排版和插图简直是教科书界的一股清流，完全颠覆了我对“物理书”的刻板印象。拿到手的时候，我本来还有点担心，毕竟名字听起来像是给初学者准备的，生怕内容过于浅显，满足不了我这种已经学过一些基础概念的人。结果呢，它在讲解复杂概念时，那些视觉化的呈现方式，比如用生活中的例子来比喻那些抽象的力学原理，简直是神来之笔。我记得有一章节讲到波的干涉现象，我以前总是在脑子里想象那些复杂的数学公式，结果这本书里用一个水池里同时丢下两颗石子产生的涟漪来解释，一下子就清晰明了，甚至连那些反直觉的部分也变得非常直观。作者似乎非常懂得如何将复杂的知识“包装”成易于消化的信息流，而不是生硬地堆砌公式和定义。而且，书中的色彩搭配和字体选择也让人感觉非常舒适，长时间阅读下来眼睛也不会容易疲劳，这点对于需要啃下不少硬骨头知识点的学习者来说，绝对是一个巨大的加分项。我甚至觉得，这本书的装帧设计本身就带有一种“欢迎你来探索”的友好气息，完全不像传统教材那样拒人于千里之外。

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这本书的结构设计非常适合自学者，这一点值得特别强调。它将知识点划分得极其细致，每一个小的章节都像是一个独立的“知识模块”，目标明确，看完一个模块，你就能掌握一个小小的、具体的物理概念。最棒的是，它在每个模块的结尾都会设置一些“思维拓展”或者“生活应用”的小栏目，这些内容往往不是考试的重点，却是真正能让人领悟物理思维的精髓所在。我发现，我过去读其他教材时经常遇到的问题是，学完一个章节后，知识点之间是割裂的，总感觉像一堆零散的珍珠。但这本书在章节之间似乎有一条无形的线索在牵引，让你能清晰地看到不同领域间的联系，比如热力学的熵增原理是如何在信息论中得到体现的。这种宏观的联系感，让物理学的知识体系在我的脑海里慢慢成型，不再是孤立的碎片，这对于建立完整的物理观至关重要。

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从语言风格上来说，这本书的作者显然是一位深谙沟通之道的专家，他非常擅长使用一种既权威又不失亲切感的语调。文字的力量在这本书中得到了充分的体现，它没有使用任何晦涩难懂的学术术语，除非是介绍新的概念时，作者都会立刻用最朴实的语言进行清晰的界定。我特别喜欢它在处理那些被认为“反直觉”的现象时所展现出的耐心和说服力。比如，在解释量子叠加态时，作者并没有急于给出标准的哥本哈根诠释，而是先引导读者体会我们日常经验的局限性，这种“先破后立”的叙事手法，非常有效地消解了读者的先验偏见。整本书读下来，我感受到的不是知识的压迫感，而是一种智力上的愉悦，仿佛我的思维被温柔地拓宽了边界，这种体验是许多强调“快速掌握”的读物所无法给予的，它更注重的是思维质量的提升，而非单纯的速度。

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这本书的叙事节奏掌握得非常到位，它不像那种急着把所有知识点一股脑塞给你的教材，反而像一位经验丰富的老师，知道什么时候该放慢脚步，什么时候可以稍微加快速度来保持读者的好奇心。最让我欣赏的是它对“为什么会这样”的深入探讨，很多时候我们只知道“是什么”和“怎么算”，但这本书会花大量篇幅去追溯这些物理规律是如何被发现的，那些伟大的物理学家们在探索过程中遇到了哪些思维陷阱和哲学困境。这种历史和思想的铺陈，让原本冰冷的定律变得有“人情味”起来。我感觉我不是在被动接受知识，而是在参与一场跨越时空的科学对话。特别是它在讲解电磁学那一块时，那种层层递进的逻辑推演，让我深刻体会到科学发现的严谨性和美感。这种注重“思考过程”而非仅仅“结果呈现”的写法，极大地提升了我对物理学科本身的兴趣和敬畏感，而不是仅仅把物理当作一门考试科目来看待。

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