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出版者:科学出版

作者:董元彦 编

出品人:

页数:322

译者:

出版时间:2004-1

价格:22.00元

装帧:平装

isbn号码:9787030136640

丛书系列:

图书标签:

• 物理化学
• 热力学
• 化学动力学
• 量子化学
• 统计热力学
• 分子结构
• 光谱学
• 电化学
• 界面化学
• 溶液化学

《寰宇探微：宇宙的尺度与奥秘》 书籍简介 本书旨在带领读者进行一场横跨时间和空间的宏大探索，聚焦于宇宙学的核心议题、天体物理学的最新发现，以及支撑我们理解这些现象的基础科学原理。我们试图描绘一幅既深邃又壮丽的宇宙图景，从普朗克尺度上的量子引力猜想，到星系团的宏观结构，再到黑洞的事件视界内部。 第一部分：时空之源——宇宙的黎明与演化 本部分深入探讨宇宙的起源与早期历史。我们从标准宇宙学模型——$Lambda$CDM模型——出发，详细解析了宇宙微波背景辐射（CMB）的精细结构如何成为我们理解大爆炸后瞬间的“化石”。章节内容涵盖了暴胀理论（Inflationary Theory）的数学框架与观测证据，探讨了时间箭头的物理本质，以及物质-反物质不对称性的形成机制。 我们不仅关注普适的宇宙学原理，也深入讨论了暗物质和暗能量的性质。暗物质，作为构成宇宙物质成分约85%的神秘实体，其候选粒子（如WIMPs、轴子）的实验探测进展被详尽梳理。对于驱动宇宙加速膨胀的暗能量，我们考察了其作为宇宙学常数（Cosmological Constant）的引力量子场论基础，以及可能存在的动态场（如Quintessence）。 此外，本部分还专门辟出章节讨论早期宇宙的相变。从夸克-胶子等离子体到核合成的阶段，每一步关键的物理过程都与我们今日观测到的元素丰度息息相关。我们模拟了早期宇宙的高能环境，解释了为什么氢和氦成为宇宙中最主要的轻元素。 第二部分：恒星的生与灭——生命的熔炉 本卷将焦点收缩至构成星系的恒星系统。恒星被视为宇宙中的主要炼金工厂，其生命周期是理解元素起源的关键。 章节首先剖析了恒星形成的分子云动力学。从引力坍缩的阈值（Jeans不稳定度）到原恒星的吸积过程，我们详细介绍了恒星胚胎的形成路径。随后，对主序星的结构和演化进行了细致的分析，包括能量产生机制（质子-质子链、CNO循环）与流体静力平衡的数学描述。 中低质量恒星和超大质量恒星的演化路径被清晰地划分和描述。对于前者的晚期命运——白矮星的电子简并压力支撑与钱德拉塞卡极限，以及后者的核心燃料耗尽后的剧烈坍缩——超新星爆发（Type Ia和II型）的物理机制，我们提供了详细的计算模型。特别是对核合成（Nucleosynthesis）过程的深入探讨，解释了从碳到铁的元素如何在恒星内部通过逐核聚变产生，以及更重的元素（如金、铀）如何通过快中子捕获过程（r-过程）在超新星或中子星并合事件中被锻造出来。 第三部分：时空结构的极端——黑洞、中子星与引力波 本部分着眼于广义相对论在极端条件下的体现。 中子星的物理是本卷的重点之一。我们考察了其内部物质状态——从费米子简并物质到夸克物质存在的可能性。中子星的质量-半径关系，特别是其极高的密度如何影响空间曲率，构成了对强引力场理解的重要范例。 黑洞的理论结构得到了详尽的阐述。从史瓦西解到克尔解，我们讨论了事件视界、奇点以及能层（Ergosphere）的特性。霍金辐射理论被引入，探讨了黑洞的量子效应以及其热力学性质——熵、温度与蒸发过程。 引力波天文学的兴起为我们提供了全新的宇宙观测窗口。本章节详细解释了引力波的产生机制（如双星系统的旋进与并合），并介绍了LIGO/Virgo等干涉仪的探测原理与数据分析方法。通过引力波信号反演黑洞的质量和自旋，我们得以直接验证广义相对论在强场区域的有效性。 第四部分：星系与宇宙网——结构的形成与动力学 宇宙的结构并非均匀分布，而是呈现出复杂的层次结构。本部分关注这些大尺度的组织。 从孤立的星系（如螺旋星系与椭圆星系）的形成和动力学出发，我们探讨了暗物质晕（Dark Matter Halo）在塑造星系形态中的核心作用。星系团（Clusters）和超星系团（Superclusters）的引力相互作用、星系碰撞与合并过程被纳入分析范围。 我们进一步扩展到宇宙网（Cosmic Web）的形成。通过N体模拟（N-body Simulations）的结果，我们可视化了物质在暗物质骨架上如何沿着纤维状结构分布，并在节点处形成了密集的星系团。本部分还讨论了活动星系核（AGN）的反作用如何影响其宿主星系的恒星形成速率（“反馈”机制），这是一个连接微观物理与宏观结构的关键环节。 结语：未竟的探索 本书的最后部分展望了当前宇宙学和天体物理学的前沿课题。我们探讨了弦理论或圈量子引力等尝试统一量子力学和广义相对论的努力，讨论了“宇宙常数问题”的尖锐性，以及寻找替代暗能量模型的最新进展。同时，对系外行星的宜居性研究（Astrobiology）和对生命起源的物理学基础也将作为未来观测的焦点被提及，将人类对宇宙的理解推向新的前沿。 《寰宇探微》旨在为具备一定基础科学素养的读者提供一个全面、深入且富有启发性的宇宙学导览，激发对未知领域永恒的好奇心。

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这本书简直是为化学学习者量身定做的，里面的插图和例题设计得非常精妙，把那些抽象的理论概念具象化了。我特别喜欢它对热力学和动力学部分的讲解，逻辑清晰，层层递进，即便是初次接触这些复杂概念的人也能很快抓住重点。作者在介绍基本原理时，总能巧妙地结合实际应用案例，比如电池的工作原理、催化剂的作用机制等等，这极大地激发了我深入学习的兴趣。书中的文字描述既严谨又不失生动，阅读起来完全没有传统教科书那种枯燥乏味的感觉。更值得称赞的是，作者在处理复杂的数学推导时，总能给出非常详尽的步骤和清晰的解释，让人完全理解每一步是如何得出的，而不是仅仅给出一个结论。对于那些想要打下坚实基础的同学来说，这本书无疑是一个绝佳的选择，它不仅教会你“是什么”，更教会你“为什么”。

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我最近正在准备一个重要的研究课题，急需一本能够提供前沿视角和深入解析的参考书，而这本大部头完全超出了我的预期。它对量子化学部分的阐述达到了教科书级别的深度，不仅涵盖了基础的薛定谔方程求解，还详细探讨了近似方法和现代计算化学的应用。阅读过程中，我发现作者的学术功底非常扎实，引用的文献和理论模型都极为可靠。特别是在讨论分子光谱和反应机理时，书中展现了极高的洞察力，许多我先前困惑不解的地方，通过书中的论述豁然开朗。这本书的排版也十分考究，关键公式和定义都有高亮或特殊格式处理，使得在查阅和复习时效率极高。尽管内容深度很高，但作者在保持学术严谨性的同时，依然保持了一种鼓励探索和批判性思维的写作风格，让我感觉像是在与一位经验丰富的导师对话。

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这本书的广度和深度都令人叹服，它成功地在基础理论的扎实讲解与现代化学研究的最新进展之间找到了一个完美的平衡点。我惊喜地发现，书中对非平衡态热力学和界面现象的讨论，相比我之前读过的任何资料都要更加透彻和富有启发性。它没有回避那些尚未完全解决的科学难题，反而将它们作为激发读者思考的契机。文字流畅自然，很少出现为了凑字数而设置的冗余描述，每一个段落似乎都在提供新的信息增量或更深层次的见解。读完后，我感觉对“化学”的理解不再局限于试管和烧杯中的反应，而是扩展到了更宏大的能量转化和物质组织规律的层面。这本书无疑是化学领域内的一部里程碑式的作品，值得每一个认真对待这门科学的人拥有。

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说实话，我拿到这本书时，还挺担心自己能否啃得下来，毕竟化学类书籍常常让人望而却步。然而，这本书的叙事方式出乎意料地友好。它不像某些教材那样堆砌公式和术语，而是更注重构建一个连贯的知识体系。比如，它在引入统计力学时，先从宏观热力学的局限性讲起，一步步引导读者理解微观粒子的行为如何决定宏观性质。这种“由浅入深，循序渐进”的教学法，让我这个基础相对薄弱的学习者也能跟上节奏。书中的习题设计也很有层次感，从基础的计算题到需要综合运用多个概念的分析题，难度梯度设置得非常合理，做完一套题下来，知识点就彻底巩固了。对于自学者来说，这本书简直就是一位耐心且知识渊博的私人教师。

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这本书的装帧和印刷质量非常棒，拿在手里很有分量，感觉就是一本值得珍藏的经典著作。我尤其欣赏作者在处理相平衡和胶体化学这些相对繁琐章节时的清晰度。作者似乎非常理解学生在记忆和理解这些概念时容易在哪里绊倒，因此，在描述相律、活度和渗透压等概念时，总是会使用类比和图形化描述来辅助理解，这一点对于形成直观认识至关重要。我发现，书中所提供的实验数据和图表都非常精确，很多都是经过反复验证的经典数据，这为理论的验证提供了坚实的依据。它不仅仅是一本理论书，更像是一本指导未来研究方向的参考手册，很多细节的处理都体现了作者对该领域的深刻理解和一丝不苟的研究态度。

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