物理学（上） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:严导淦 编

出品人:

页数:350

译者:

出版时间:2003-12

价格:23.60元

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isbn号码:9787040129779

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现代物理学前沿探索：从经典到量子的飞跃 本书并非《物理学（上）》，而是致力于为读者呈现当代物理学研究的广阔图景与深刻洞见，着重于那些超越经典物理框架、深入微观世界与宇宙尺度的前沿领域。 本书旨在构建一座桥梁，连接基础物理概念与当前物理学家们正在攻克的世纪难题，内容涵盖粒子物理学的最新发现、凝聚态物理学的革命性进展、天体物理学与宇宙学的最新观测成果，以及理论物理学中关于统一场论的深刻思考。 本书不涉及传统《物理学（上）》中对力学、热学、电磁学等经典物理学分支的系统性、教材式讲解，而是将这些经典理论视为研究的基石，直接切入二十世纪以来物理学发生范式转移的关键领域。 --- 第一部分：微观世界的革命——粒子物理学与标准模型之外的探索 本部分将深入解析构成物质最基本单元的粒子图景，以及我们对它们的理解如何被持续修正和深化。 1. 粒子物理学的“地图”与挑战：标准模型的局限性 我们将详细剖析粒子物理学的标准模型（Standard Model, SM）——这一描述了强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用的卓越理论框架。内容包括：对夸克（上、下、奇、魅、底、顶）及其色荷的深入理解，对轻子家族（电子、μ子、τ子及其对应中微子）特性的考察，以及规范玻色子（光子、W和Z玻色子、胶子）如何传递基本力。 然而，本书的重点在于标准模型的不足。我们将系统地探讨：为什么标准模型无法解释引力的存在；它如何无法解释暗物质和暗能量在宇宙中的主导地位；以及为什么中微子具有微小质量（标准模型预测其应为零质量）。这些未解之谜构成了当前高能物理研究的核心驱动力。 2. 希格斯机制的深入解读与后希格斯时代 继发现希格斯玻色子之后，物理学进入了一个新的阶段。本书将探讨希格斯场的性质，它如何赋予基本粒子质量的内在机制。我们不会停留在“发现”层面，而是着重分析希格斯玻色子的精确测量数据，例如其自耦合、与夸克和轻子的耦合强度，这些测量是否精确地符合标准模型的预测？任何微小的偏差都可能指向超出标准模型的新物理。 3. 超越标准模型（BSM）的候选理论 本章将详细介绍当前最有影响力的几种BSM理论： 超对称性（Supersymmetry, SUSY）： 探讨每一个已知费米子都有一个超对称伴侣（玻色子），以及反之亦然的理论框架。SUSY如何解决“层级问题”（Hierarchy Problem）？我们还会分析LHC实验对SUSY粒子迹象的搜索进展与限制。 额外维度理论： 介绍如Kaluza-Klein理论和M理论中的维度压缩概念。如果空间维度比我们感知的要多，这些额外维度如何影响我们观察到的四维时空中的力学强度？ 大型统一理论（GUTs）的构想： 探讨将强核力、弱核力和电磁力在极高能量下统一起来的理论尝试，及其对质子衰变的预测。 --- 第二部分：物质的奇异形态——凝聚态物理学的量子前沿 凝聚态物理学研究大量粒子集合体的宏观集体行为，是应用物理学与基础物理学交叉最活跃的领域之一。本书将关注那些突破传统固体物理概念的新奇物态。 1. 拓扑物态的崛起 我们将深入讲解拓扑学在凝聚态物理中的应用，这标志着物理学研究从依赖于对称性保护的朗道理论向拓扑不变量驱动的分类体系的转变。 拓扑绝缘体： 解释为何其内部是绝缘体，而表面或边缘却导电。关注体边对应原理及其在新型低功耗电子学中的潜力。 拓扑半金属与狄拉克/外尔半金属： 分析这些材料中电子的有效质量消失或出现“手性”的现象，以及它们如何模拟高能物理中的基本粒子行为。 2. 量子信息载体与新奇超导现象 马约拉纳费米子： 重点介绍理论预测和实验中对准马约拉纳费米子（Majorana Fermions）的搜索，特别是在拓扑超导体或半导体异质结中的表现。讨论其作为拓扑量子计算中抵抗退相干的量子比特的潜力。 非常规超导电性： 探讨高温超导（如铜氧化物）和铁基超导中，电子配对机制可能脱离传统的BCS理论（电子-声子耦合）。分析自旋涨落或轨道自由度在配对对称性中的可能作用。 3. 二维材料的量子操控 石墨烯只是起点。本章将讨论过渡金属硫属化合物（TMDs），如二硫化钼（MoS2）的独特光电性质，以及如何利用范德华异质结（Van der Waals Heterostructures）来精确堆叠不同的二维材料，从而创造出具有定制能带结构的“人工晶体”，实现对电子态的精细调控。 --- 第三部分：时空与实在的边界——广义相对论、宇宙学与量子引力 本部分将带领读者超越地球和实验室的尺度，探索宇宙的起源、结构与最终命运，以及物理学理论在描述引力时的根本挑战。 1. 现代宇宙学的基石：ΛCDM模型的精确检验 我们将回顾宇宙学标准模型——ΛCDM模型（包含冷暗物质和宇宙学常数）。重点分析支持该模型的关键观测证据： 宇宙微波背景辐射（CMB）： 深入解读Planck卫星和其他实验测量的CMB各向异性谱图，特别是其温度波动与早期宇宙密度扰动的精确对应关系。 大尺度结构与星系团的形成： 分析星系团的分布如何揭示暗物质的引力透镜效应和主导作用。 2. 暗物质的本质与搜寻 本书将系统区分当前对暗物质的几种主流猜想：弱相互作用重粒子（WIMPs）的探测进展、轴子（Axions）的理论模型和实验搜索，以及宇宙学尺度上对自相互作用暗物质（Self-Interacting Dark Matter）的约束。本书强调，暗物质的缺失是现代物理学最紧迫的实验问题之一。 3. 量子引力与时空本质的推测 广义相对论在黑洞奇点或宇宙大爆炸之初失效，揭示了其与量子力学的不兼容。本章将介绍主要的量子引力候选理论： 弦理论/M理论： 解释其如何通过将基本粒子视为一维“弦”来自然地纳入引力子，并探讨其对额外维度的要求。 圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）： 介绍该理论如何将时空本身量子化，提出空间和时间并非连续，而是由离散的“量子块”构成的图景。 黑洞信息悖论的最新进展： 讨论火墙（Firewall）悖论及其与AdS/CFT对偶性的关系，试图理解信息在黑洞蒸发过程中是否真的丢失。 --- 本书面向具有坚实微积分和基础大学物理知识的读者。它不是对既有知识的重复，而是对前沿物理学复杂而迷人的现实世界的导览。通过本书，读者将能理解当代物理学家如何利用最尖端的实验技术和抽象的数学工具，来重塑我们对物质、能量、时空乃至实在本身的理解。

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老实说，我当初是抱着“这肯定是最权威的物理教材之一”的期待买的，但实际阅读下来，感觉更像是在跟一位博学但略显古板的导师对话。这位导师知识渊博，但讲课节奏把握得不太好。比如，在介绍波粒二象性时，相关的历史背景和实验细节被压缩得太快，感觉知识点是直接“空降”到你面前的，缺乏那种循序渐进的引导。我个人偏爱那种能将抽象概念与日常现象紧密联系起来的叙事方式，这本书在这方面做得比较欠缺。它更像是一个高度浓缩的知识精华包，每一个句子都承载着大量的专业信息，容不得半点分心。我常常需要停下来，对着屏幕上的公式默想五分钟，才能确保自己真正理解了作者想要表达的物理图像。对我这种更依赖视觉和类比学习的人来说，阅读过程稍显费力。它确实提供了坚实的基础，但学习曲线陡峭得让人有些气馁。我希望未来修订版能考虑引入更多现代的教学技术元素，比如更详尽的动态演示或更多互动式的思考题，来平衡这种纯理论推导的厚重感。

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简直是思维的盛宴！我从高中物理的碎片化知识一路摸爬滚打到这里，这本书就像是为我搭建起了一座宏伟的知识殿堂的钢筋骨架。它不是那种油滑的、处处为你考虑周全的“保姆式”教材。恰恰相反，它要求你拿出百分之一百的专注力和批判性思维。特别是讲到电磁学部分，作者对麦克斯韦方程组的阐述，简直是教科书级别的精妙。他没有直接给出结论，而是通过一系列巧妙的实验思想的铺垫，让你一步步体会到“场”的实在性和统一性。我记得有一次，为搞懂一个关于电磁感应的细节，我花了整整一个下午，对照着书上的图示和文字反复推敲，最终豁然开朗的那一刻，成就感无与伦比。这本书的价值就在于，它逼着你去“想”，而不是简单地“记”。如果有人指望看一遍就能掌握，那我劝他还是去买那种题海战术的习题集吧。这本书是用来“雕刻”你的物理直觉的，过程虽然痛苦，但打磨出来的结果绝对坚固耐用。我甚至会时不时翻到前面的章节，重新审视那些看似简单的定义，总能发现新的理解层次。

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这本书，说实话，拿到手里的时候，我挺激动的，毕竟是经典教材嘛。我本来对手头的其他几本高数、线代有点怵头，想着物理这本书应该能稍微缓和一下气氛。翻开目录，内容涵盖了经典力学、热学、电磁学基础，看着就很扎实。不过，初看几章，感觉作者的叙述方式略显“学院派”，很多概念的引入虽然严谨，但对于初次接触的学生来说，可能需要反复揣摩。比如对“场”的描述，虽然数学上无懈可击，但总觉得少了一点直观的画面感。我花了大量时间去啃那些推导过程，特别是关于拉格朗日量和哈密顿量的部分，公式堆砌得不少，虽然最终的结论是对的，但中间的逻辑跳跃性偶尔让我有些迷茫。我不得不借助网络上的讲解视频和更通俗的辅导材料来辅助理解，这多少有点偏离了我希望通过这本书独立学习的初衷。希望后面的章节能更注重物理图像的构建，而不是纯粹的数学运算。这套书的排版和纸张质量倒是挺好的，这点值得肯定，长时间阅读下来眼睛不累。总体感觉，它更像是一本给已经有一定基础，想要深入钻研的人准备的深度参考资料，而不是面向所有初学者的“友好入门读物”。

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这本书的阅读体验，用“挑战与回报并存”来形容最为贴切。说实话，前几章的理论推导略显枯燥，特别是涉及大量微积分和矢量运算时，我常常感觉自己像个在数字迷宫里绕圈子的探险家。装帧精美倒是没什么用，内容才是王道。我尤其欣赏作者在处理热力学第二定律时的那种“不妥协”态度，它没有回避熵增的哲学意味和实际应用的复杂性，而是用最严谨的方式将其阐述清楚。然而，这种严谨性也带来了不小的阅读障碍。例如，书中的插图往往是简洁到极致的示意图，对于需要空间想象力的概念（比如某些刚体力学的转动问题），这些图示提供的帮助非常有限。我不得不自己动手画草图，甚至用黏土捏模型来辅助理解。这本书更像是原著的翻译或修订版，保留了原版深厚的学术底蕴，但也继承了那种对初学者不太友好的传统。如果能增加一些贴近现代科技应用的案例分析，或者提供更多的解题思路指导，相信对广大理工科学生会更加友好一些。目前的版本，更适合作为研究生阶段的参考书目，而非本科入门教材。

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这本书的阅读体验，如果用一个词来形容，那就是“沉浸式”。一旦你成功度过了最初的几章概念冲击期，后面就会有一种被深深吸引的感觉。作者对物理世界基本规律的洞察力令人叹服。比如，在处理相对论力学与经典力学的衔接部分时，他没有简单地用一个公式去“覆盖”旧理论，而是清晰地展示了理论是如何在更广阔的框架下自然演化和兼容的。这种深层次的理解，是其他浅尝辄止的读物无法给予的。我特别喜欢它对“守恒定律”的系统性阐述，将动量、能量、角动量等概念置于一个统一的数学框架下进行考察，极大地提升了我对物理规律普适性的认识。唯一的遗憾是，这本书的习题设置大多集中在对理论的直接应用和推导，缺乏一些真正考验创新性思维的开放式问题。但即便如此，单就其理论的深度和逻辑的严密性而言，它无疑是理工科学生案头必备的“定海神针”。阅读它需要耐心，但它回报给你的，是对物理学更深刻、更本质的敬畏。

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