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出版者:天津大学

作者:谈欣柏 编

出品人:

页数:342

译者:

出版时间:2000-1

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787561813331

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 大学物理
• 理工科
• 教材
• 高等教育
• 自然科学
• 力学
• 电磁学
• 光学
• 热学

《星辰大海的低语：从普朗克黑体辐射到量子纠缠的奇妙旅程》 本书并非一本关于高等院校教学大纲中“大学物理”课程的教科书。相反，它是一次深入人类探索宇宙奥秘，从微观粒子世界到宏观天体运行规律的壮丽回顾。我们不将目光局限于课堂上的公式推导和习题解答，而是要跟随那些伟大思想家的足迹，去感受科学进步的脉搏，去体会那些颠覆性理论如何一次次拓展我们认知的边界。 我们将从十九世纪末物理学面临的“三朵乌云”之一——黑体辐射问题——讲起。当时，经典物理学在解释黑体辐射的实验数据时遇到了无法逾越的障碍，紫外灾难的出现似乎预示着现有理论的危机。正是为了解决这一难题，德国物理学家马克斯·普朗克提出了革命性的“能量量子假说”，认为能量的发射和吸收不是连续的，而是以一份一份离散的“量子”形式进行的。这一大胆的假设，如同在静谧的科学湖面上投下了一颗石子，激起了层层涟漪，最终催生了整个量子力学的大厦。 随后，我们将深入探讨爱因斯坦如何巧妙地运用普朗克的量子概念，成功解释了光电效应。光不再仅仅是经典物理学中的一种连续传播的波，而是可以被看作是由一个个具有特定能量的光子组成的粒子流。这一发现不仅为量子理论奠定了坚实的基础，也为日后量子信息科学的萌芽埋下了伏笔。我们还会提及玻尔模型，它试图用量子化的轨道来描述原子内电子的运动，尽管这一模型在后来的发展中被更完备的量子力学所取代，但它却是连接经典物理与量子物理的重要桥梁。 本书的重心将逐渐转向量子力学更为深邃和反直觉的领域。我们将一同领略薛定谔方程的优雅，理解它如何描述量子系统的演化。我们会深入探讨海森堡不确定性原理，认识到在微观尺度上，我们无法同时精确测量一个粒子的位置和动量。这种内在的“模糊性”，并非测量技术的不足，而是量子世界固有的属性，它彻底颠覆了牛顿力学中那种确定性的世界观。 接下来，我们将揭开量子叠加和量子纠缠这两个令人着迷的现象的面纱。量子叠加，意味着一个量子系统可以同时处于多种可能状态的组合之中，直到被观测时才“塌缩”到某个确定的状态。想象一下，一个粒子可能同时存在于两个地方，这在我们日常经验中是不可思议的，但在微观世界却是真实存在的。而量子纠缠，更是被爱因斯坦戏称为“幽灵般的超距作用”。当两个或多个粒子发生纠缠后，无论它们相距多远，一个粒子的状态变化会瞬间影响到其他纠缠粒子的状态，这种非局域性的关联，挑战了我们对空间和因果关系的传统理解。 我们将通过生动的比喻和形象的描述，努力让读者理解这些抽象的概念。例如，我们会用经典游戏“猜硬币”来类比量子叠加，或者用“心灵感应”的误解来引出量子纠缠的实际意义。本书的目的并非让读者成为量子物理学家，而是希望通过追溯这些关键的发现历程，展现科学思想的演进逻辑，激发对未知的好奇心，并体会到科学探索的严谨与浪漫。 本书还会简要触及量子力学在现代科技中的应用，例如激光、半导体器件以及量子计算的初步构想。这些技术的背后，都闪耀着量子理论的光芒。量子计算，以其独特的并行处理能力，有望在药物研发、材料科学、密码学等领域带来革命性的突破，而这一切的起点，正是那些看似玄妙的量子原理。 《星辰大海的低语》将带领你踏上一段非凡的旅程，从对宇宙最基本构成单元的探索，到理解物质和能量相互作用的深层规律。这并非一场枯燥的知识灌输，而是一次思维的解放，一次对我们所处世界认识的升华。我们将一同见证人类智慧如何一点一滴地揭开自然的神秘面纱，感受科学发展进程中的那些激动人心的时刻，并引发对更广阔宇宙和更深邃存在问题的思考。本书的目标是点燃你的求知欲，让你在轻松的阅读中，体会到科学的魅力，感悟到宇宙的浩瀚与精妙。

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这本书的装帧设计得相当典雅，封面是深沉的墨绿色，配上烫金的字体，拿在手里很有分量感，光是看着就觉得知识的厚重扑面而来。内页的纸张质量也无可挑剔，白度适中，没有反光，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。我尤其欣赏它排版上的用心，公式和文字之间的留白处理得恰到好处，复杂的数学推导过程被清晰地分隔开来，使得逻辑链条一目了然。即便是那些涉及高阶微积分的章节，也能通过精心的布局，将每一个步骤都梳理得井井有条。侧边栏还巧妙地设置了“概念速览”和“历史背景”的小插图，这为枯燥的理论学习增添了不少趣味性，让人在理解物理规律的同时，也能感受到科学发展背后的波澜壮阔。整体而言，从物理层面的严谨到视觉层面的舒适，这本书在“阅读体验”这一维度上，无疑是教科书中的精品，让人愿意沉下心去啃读那些看似艰涩的内容。

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我必须指出，这本书在习题部分的编排上，展现出一种近乎偏执的系统性，这对于真正想掌握应用能力的学习者来说，是莫大的福音。它不是简单地堆砌各种计算题，而是设计了一个清晰的“难度梯度”和“知识点覆盖矩阵”。开篇的基础题，仅仅是让你熟悉基本公式的代入与单位换算，确保基础不牢地动山摇；紧接着是中等难度的综合题，往往要求你跨越两个甚至三个章节的知识点进行融合分析；而章节末尾的“挑战性探索题”，则真正考验了你的物理直觉和创新解题能力，有些甚至需要借助微积分的高级工具进行探究。更绝妙的是，很多习题后面附带的不仅仅是最终答案，而是详细的“思路导向”和“易错点警示”，这比直接看完整解答更有价值，它帮你纠正的是思维定式，而非仅仅是计算错误。

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这本书的语言风格极其平实、稳健，有一种老派学者的沉着和自信，绝无故作高深的晦涩或矫揉造作的华丽辞藻。它在处理复杂概念时，像是一位耐心的老教授，总能找到最直观、最贴近生活经验的比喻来解释深奥的原理。例如，解释波粒二象性时，它没有直接抛出薛定谔的波函数，而是通过一个生动的“探照灯与水波”的对比，让你在视觉上先建立起对“波动性”和“粒子性”的直观印象。这种脚踏实地的讲解方式，极大地降低了初学者的心理门槛。全书的节奏把握得非常好，在关键转折点处，总会有小结性的段落对已学内容进行梳理和总结，确保读者不会在知识点的海洋中迷失方向。读完一个章节，我感到的是一种扎实而可靠的知识积累，没有被那些花哨的修辞手法所迷惑，只有纯粹的物理知识被清晰地刻印在脑海里。

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这本书的叙事风格简直像是一场精心编排的侦探小说，而不是传统意义上那种冷冰冰的物理教材。作者似乎深谙如何将抽象的概念“拟人化”或“情景化”，每一个基本定律的引入都伴随着一个引人入胜的“案情回顾”。比如，在阐述牛顿第二定律时，它没有直接抛出$F=ma$，而是先描绘了伽利略在比萨斜塔下的那场“思想实验”，细致入微地刻画了阿基米德的困惑与亚里士多德的谬误，这种层层递进的悬念设置，极大地激发了我的好奇心。当我读到库仑定律时，我甚至能想象出两个带电粒子之间那种无形的、相互作用的张力。作者的笔触充满了人文关怀，他不仅告诉你“是什么”，更深入地探讨了“为什么会是这样”，把物理学家的思维路径完全展现在读者面前，让人感觉自己仿佛是站在历史的十字路口，亲手推开了科学发现的大门。

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这本书的深度和广度，超出了我对一本“大学物理”教材的预期，它更像是一部跨学科的知识地图。在介绍热力学时，作者并没有止步于理想气体状态方程，而是花了相当大的篇幅探讨了信息熵与物理熵之间的微妙关联，甚至还引用了香农的信息论观点，让抽象的热力学第二定律拥有了信息科学的维度。而在讨论电磁场时，它穿插了对麦克斯韦方程组的哲学思考，探讨了“场”这一概念的形而上学意义，以及它如何影响了我们对宇宙的基本认知。这种融会贯通的处理方式，使得阅读过程充满惊喜，每翻过一页，都会有一种“原来物理可以这样理解”的顿悟感。它打破了学科壁垒，将物理学置于一个更宏大、更具前瞻性的知识体系中去审视。

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