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出版者:Springer

作者:Walter Greiner

出品人:

页数:475

译者:

出版时间:2002-12-16

价格:USD 79.95

装帧:Paperback

isbn号码:9783540440291

丛书系列:

图书标签:

• 量子场论
• 量子场论7
• 科学和心理学
• 量子电动力学
• 费曼图
• 狄拉克方程
• 相对论量子力学
• 量子场论
• 粒子物理
• 标准模型
• 量子力学
• 电磁学
• 高能物理

《宇宙的舞步：从微观粒子到宏观现象的奇妙连接》 一本关于物质世界基本运作原理的探索之旅 我们的世界，从仰望星空时看到的浩瀚星系，到指尖触碰到的柔软花瓣，再到身体内部微小的细胞活动，无不遵循着一套深邃而精妙的规律。我们是否曾停下脚步，好奇这其中隐藏的奥秘？《宇宙的舞步》正是这样一本旨在带领读者踏上探索之旅的书籍，它将以通俗易懂的方式，揭示构成我们存在的最基本元素是如何相互作用，以及这些微观层面的互动如何编织出我们所感知到的宏观现实。 本书并非艰涩的物理学教材，也非枯燥的数学公式堆砌。相反，它是一次充满想象力的科学普及，致力于让那些对世界充满好奇的普通读者，也能领略到物理学最迷人的部分。我们将从最基础的概念入手，循序渐进地构建起对物质世界的理解。想象一下，我们身处一个由无数微小粒子组成的巨大乐章之中，而《宇宙的舞步》将为我们奏响这首乐章的序曲，并逐步揭示其中的韵律与和谐。 第一篇：微观世界的居民 旅程的起点，是我们对组成万事万物的基本粒子的初探。我们将认识那些比尘埃还要渺小无数倍的“居民”——原子。但原子并非不可再分，它本身也拥有复杂的内部结构。我们会揭开原子核的神秘面纱，了解质子和中子的“组合技”，以及环绕在原子核周围、如同行星绕恒星运行的电子。然而，这些“居民”并非总是以我们熟悉的形态出现，它们拥有着令人惊讶的特性，例如“量子叠加”——一个粒子可以同时处于多种状态，直到被观测的那一刻。我们将以生动形象的比喻，帮助读者理解这些反直觉的现象，打破我们对日常经验的固有思维。 更进一步，我们会深入探索构成质子和中子的更微小的“居民”——夸克。它们以“色荷”这一奇特属性相互吸引，并被强大的“强核力”牢牢束缚在一起。我们会介绍“夸克禁闭”这一现象，解释为何我们无法单独观测到单个夸克，它们总是成群结队地出现，形成我们熟知的质子和中子。 除了构成物质的粒子，我们还会认识另一类同样重要的“居民”——传递力的粒子，也就是所谓的“媒介粒子”。例如，电磁力，是使电子与原子核结合、让灯泡发光、让磁铁吸附的无形之手，它的媒介是光子。强核力，是将夸克紧密联系在一起的力量，其媒介是胶子。本书将用通俗的语言解释这些力的本质，以及它们在宇宙中的作用。 第二篇：宇宙的语言——力的奥秘 我们身处的世界，并非静止不动，而是充满了各种各样的“互动”。这些互动，在物理学中被称为“力”。《宇宙的舞步》将深入探讨四种基本力，它们是塑造宇宙形态、驱动一切现象的根本力量。 我们将从最熟悉的“电磁力”开始。它无处不在，从我们看见的光，到我们使用的电器，再到生物体内的神经信号传递，都离不开它的作用。我们会解释电荷的本质，以及为何同性电荷相斥，异性电荷相吸。本书将通过生活中的例子，如闪电的威力、静电的妙趣，以及我们为何能看到色彩，来生动地阐述电磁力的神奇。 接着，我们将目光投向宇宙中最强大的“强核力”。正是它，如同坚不可摧的胶水，将构成原子核的质子和中子紧密地“粘合”在一起，对抗着质子之间巨大的电磁斥力。我们将介绍核反应，如太阳发光的秘密，以及核能的巨大潜力，都与强核力的作用息息相关。 然后，我们会探讨“弱核力”。虽然它的名字中带有“弱”，但在某些现象中，它却扮演着至关重要的角色。例如，放射性衰变，是原子核不稳定时释放能量并转变为其他元素的过程，这正是弱核力的杰作。我们将解释为何一些元素会衰变，以及这种衰变如何影响着宇宙的演化。 最后，也是最为人熟知，并且在宏观世界里占据主导地位的“引力”。牛顿的万有引力定律已经为我们描绘了天体运动的规律，而爱因斯坦的广义相对论则进一步揭示了引力的本质——它并非一种“力”，而是时空弯曲的结果。我们将用通俗易懂的方式，解释引力如何“扭曲”时空，使得行星围绕恒星运转，黑洞吞噬一切，以及宇宙是如何在引力的作用下不断膨胀或收缩的。 第三篇：量子世界的奇异规则 进入微观世界，我们将不得不告别我们日常生活中熟悉的牛顿力学，迎接一套全新的、充满奇异规则的“量子世界”。《宇宙的舞步》将以一系列引人入胜的实验和思想实验，带领读者领略量子的不可思议。 我们将讨论“波粒二象性”。一个粒子，既可以表现出粒子的特性，又可以表现出波的特性。光，既是光子组成的粒子流，又可以像水波一样产生干涉和衍射。电子，同样也拥有这种双重身份。我们将通过著名的“双缝干涉实验”，直观地展示这一令人费解的现象。 “量子叠加”与“量子纠缠”将是本书的重点。想象一下，一个猫可以同时处于“活着”和“死了”的叠加态，直到我们打开盒子观察的那一刻。这就是著名的“薛定谔的猫”思想实验，它形象地说明了量子的不确定性。而“量子纠缠”，则更为奇特：两个粒子，无论相距多远，它们的状态都可能“纠缠”在一起，当你测量其中一个粒子的状态时，另一个粒子的状态会瞬间确定，仿佛它们之间存在着超越时空的“心灵感应”。我们将用生动的比喻，解释这些看似违反常理的现象，并探讨它们在未来量子计算和量子通信中的巨大潜力。 第四篇：从微观到宏观的桥梁 《宇宙的舞步》的价值，不仅在于揭示微观世界的奇妙，更在于它如何将这些微观的“舞步”串联起来，最终影响和塑造了我们所处的宏观世界。 我们将探讨“热力学”和“统计力学”。原子和分子的无规则运动，构成了我们感知到的温度和压强。我们将解释“熵”的概念，以及它如何指向宇宙的“热寂”命运，或者驱动着生命演化的动力。 “相变”，也是从微观粒子行为到宏观现象转变的绝佳范例。水的结冰、沸腾，金属的熔化，都是大量粒子集体行为的宏观体现。我们将用简洁的语言，解释这些相变背后的微观机制。 本书还将触及“凝聚态物理”，解释晶体的形成、超导现象的出现，以及材料的宏观性质如何由其内部粒子的排列和相互作用所决定。我们会看到，那些我们日常使用的各种材料，从坚硬的钢铁到柔软的塑料，都蕴含着深刻的微观物理原理。 第五篇：宇宙的宏伟图景 最后，《宇宙的舞步》将带领读者仰望星空，将微观世界的知识融汇于宇宙的宏大叙事之中。 我们将探讨“宇宙学”的一些基本概念。从“大爆炸”的奇点，到宇宙的膨胀，再到暗物质和暗能量的神秘存在，本书将勾勒出我们宇宙的演化图景。我们将理解，那些遥远的星系和星云，同样也遵循着我们前面所讨论的基本物理规律。 本书的终旨，是让读者认识到，宇宙并非一个孤立的、难以理解的庞然大物，而是由无数微小粒子遵循着一套相互关联、充满规律的“舞步”所构成。从原子内部微小的电子跃迁，到恒星的诞生与毁灭，再到星系的旋转与碰撞，一切都和谐地统一在物理学的基本框架之中。 《宇宙的舞步》希望能够点燃读者心中的好奇之火，激发他们对科学的兴趣，并让他们认识到，我们每个人都身处这场宇宙的宏伟舞步之中，并且有能力去理解和欣赏它的壮丽与深邃。它是一次邀请，邀请所有渴望探索未知、理解世界本质的读者，一同踏上这场充满惊喜的科学发现之旅。

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这本书的深度，让我对现代物理学的某些分支产生了全新的敬畏感。我原本以为自己对量子场论的基础已经有了一个相对扎实的理解，但这本书无疑是把我从那个舒适的“理解”区强行踢了出去。其中对微扰理论在高阶修正项的处理方式，那份细致入微的分解和论证，简直让人拍案叫绝。作者不仅仅是陈述结果，更像是将他思考的每一个拐角、每一个犹豫都清晰地展示出来，让你清晰地看到他是如何一步步排除掉那些看似合理实则错误的路径，最终抵达那个简洁却又深邃的结论。这种教学方法，虽然过程痛苦，但一旦理解了，那种豁然开朗的感觉是其他任何教程都无法比拟的。我尤其欣赏他对理论物理中那些哲学性问题的探讨，比如关于“真实性”和“观测”的界限，他没有给出简单的答案，而是通过严密的数学框架，引导你去思考，这种开放式的深度探讨，才是真正体现了一本权威著作的价值所在。

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我花了整整一个周末的时间，才勉强读完前三章，坦白说，这体验简直是一场精神上的极限马拉松。作者的叙事风格极其严谨，几乎没有用任何可以称得上是“通俗易懂”的语言来稀释概念的纯粹性。每一句话都像经过了数学上的精确推导，信息密度高到令人发指。我不得不频繁地停下来，拿起另一本空白的笔记本，试图用自己的话语重构他提出的那些论断，但往往三言两语后，又发现自己遗漏了某个关键的限定条件或者积分变量的边界。尤其是在处理场方程的正则化部分时，那种思维被拉伸、被扭曲的感觉异常强烈，仿佛大脑皮层正在进行一场高强度的重组。我感觉自己就像一个初学者，试图徒手攀爬一座完全由抽象概念构筑的冰山，每进一步都需要耗费极大的意志力去对抗那种想要放弃、转而求助更简单的解释的冲动。这本书的阅读过程，与其说是学习，不如说更像是一种对自身智力极限的试探与挑战，而它，似乎从未打算给我们任何喘息的机会。

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这本书的装帧设计简直是艺术品。硬壳的质感，配合着深邃的、仿佛能吸走光线的黑色封皮，中间点缀着那些用烫金工艺勾勒出的复杂符号和公式，散发着一种低调而强大的知识气息。光是捧在手里，就能感受到它承载的重量，不仅仅是物理上的重量，更是思想上的厚度。内页的纸张选择也极为考究，那种微微泛黄的米白，既保护了眼睛，又让那些精密的图表和密集的数学推导看起来清晰又不失古朴的韵味。书脊的装订非常牢固，即便是反复翻阅，也不用担心书页松动，这对于一本需要经常查阅和对比的参考书来说至关重要。特别是那些彩插部分，对某些高维空间的想象图或是粒子碰撞的模拟图，色彩的层次感和细节的还原度做得令人惊叹，仿佛直接将读者带入了微观世界的剧场。封面上的那个抽象的、看似毫无规律却又暗藏玄机的图案，我猜想它一定对应着书中最核心的某个理论核心，但要理解它，看来还得先啃下大半本书才行。总而言之，从触感到视觉，这本书在制作工艺上展现出的匠心，完全对得起它所涵盖的知识的崇高地位。

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老实说，如果不是我工作性质的要求，我可能永远不会鼓起勇气去触碰这样一本巨著。这本书更像是一座需要专业向导才能攀登的山峰，而不是一本可以轻松消遣的读物。我常常发现自己需要同时参考至少三本不同领域的入门书籍，才能跟上作者的思路跨越几个章节。它对读者的预设知识背景要求极高，任何基础概念的模糊都可能导致后续章节的完全迷失。然而，正是这种高门槛，让我确信它在学术界的地位。它不是为了取悦大众而写的，而是为了精确地、无妥协地阐述一个复杂体系的完整蓝图。对于那些想要在这一领域进行深入研究，或者渴望挑战自身思维极限的专业人士来说，这本书无疑是一份不可或缺的宝藏，尽管它常常让我辗转反侧，思考良久，但它所带来的知识上的提升，是任何其他形式的学习材料都无法替代的。

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尽管这本书的理论难度令人却步，但其中穿插的那些历史背景的描述却出乎意料地引人入胜。作者似乎非常擅长将枯燥的数学推导与那个时代科学巨匠们之间的思想碰撞联系起来。读到某一个关键公式被提出时，作者会插入一小段文字，描述当时物理学界对这个概念产生的巨大争议，以及提出者是如何顶住压力，用实验或更深层次的理论去捍卫他的发现的。这使得那些冷冰冰的方程仿佛拥有了生命和温度，不再是孤立的符号堆砌。我仿佛能听到费曼在黑板前激情澎湃地讲解，也能感受到那些先驱者在面对不可思议的自然规律时的迷茫与狂喜。这种将科学史和前沿理论紧密编织在一起的叙事手法，极大地缓解了阅读过程中产生的挫败感，让我明白，我们今天所依赖的这些看似坚不可摧的理论，都是建立在无数次试错和天才的直觉之上的。

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