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出版者:高等教育出版社

作者:薛桂兰

出品人:

页数:430

译者:

出版时间:2008-1

价格:31.40元

装帧:

isbn号码:9787040164350

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《现代物理学前沿探索》 内容简介 本书旨在为对现代物理学抱有浓厚兴趣的读者提供一个全面、深入且富有洞察力的导览。它并非传统的教科书，而是一次思想的漫游，带领读者穿越二十世纪至今物理学最激动人心的领域，探讨那些正在重塑我们宇宙观的基本理论和实验发现。我们力求以清晰、生动的语言，将复杂的前沿概念转化为易于理解的叙事，同时保持必要的科学严谨性。 第一部分：量子力学的深层结构与哲学意涵 本部分将从量子力学的诞生讲起，但重点将放在其最奇特、最令人费解的现代诠释和应用上。 1. 量子场论的基石： 我们将深入探讨量子场论（QFT）如何超越了简单的粒子概念，将粒子视为场的激发态。重点解析规范对称性在描述基本相互作用中的核心作用，包括电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用的量子场描述。这部分将详述狄拉克方程的相对论性修正，以及费曼图如何成为计算复杂相互作用的强大工具。 2. 量子信息与计算的革命： 这一章聚焦于量子力学在信息科学中的颠覆性潜力。我们将详细介绍量子比特（Qubit）的特性，相干性与退相干（Decoherence）的挑战。内容涵盖著名的贝尔不等式实验，用以证明量子纠缠的非定域性，并探讨量子隐形传态（Teleportation）的原理。随后，我们将分析肖尔算法（Shor's Algorithm）和格罗弗算法（Grover's Algorithm）对经典计算的潜在威胁与机遇，以及容错量子计算的研究进展。 3. 诠释之争的延续： 尽管标准哥本哈根诠释占据主导地位，但本书不会回避那些充满争议的哲学问题。我们将细致对比多世界诠释（Many-Worlds Interpretation）、退相干理论（Decoherence Theories）以及玻姆的导航波理论（Bohmian Mechanics）。讨论的主线将围绕“测量问题”——即宏观世界如何从微观的叠加态中涌现出来——并审视近期基于实验反馈对这些诠释的约束。 第二部分：宇宙学的宏大叙事与未解之谜 本部分将转向宇宙的尺度，探索从大爆炸到暗能量时代的观测证据和理论模型。 4. 暴胀理论的精细检验： 我们将回顾标准大爆炸模型的成功，随后详细阐述暴胀理论（Inflation）如何解决了视界问题和平坦性问题。重点内容包括对宇宙微波背景辐射（CMB）的普朗克卫星数据分析，特别是对B模偏振（B-mode Polarization）的搜寻，这被视为暴胀理论的“圣杯”证据。讨论将涵盖不同暴胀势能模型及其对原初引力波谱的预测差异。 5. 暗物质的身份之谜： 尽管引力效应明确指示了暗物质的存在，但其本质依然是物理学界最大的悬案之一。本章系统梳理了暗物质的候选者：从弱相互作用重粒子（WIMP）的直接和间接探测实验（如XENON和LZ实验）的最新进展，到轴子（Axion）的搜寻工作。我们还将探讨修正牛顿动力学（MOND）等替代引力理论的观测挑战。 6. 暗能量与宇宙的加速膨胀： 宇宙加速膨胀的发现彻底改变了我们的宇宙学图景。本书将剖析暗能量的标准模型——宇宙学常数（Λ）的细致检验，包括其与观测到的真空能密度之间巨大的“精细调节问题”。此外，我们还会介绍幻影能量（Phantom Energy）和卡米尔津（K-essence）等更具推测性的暗能量模型，并探讨它们对宇宙最终命运的长期影响。 第三部分：粒子物理学的标准模型之外 本部分聚焦于在大型强子对撞机（LHC）及未来加速器中正在积极探索的新物理领域。 7. 希格斯机制的后续研究： 自希格斯玻色子发现以来，研究重心转向了其性质的精确测量。我们将讨论对希格斯耦合常数的精确测量，特别是它与顶夸克、W/Z玻色子以及未来对费米子耦合（如μ子）的关联，这有助于我们发现标准模型（SM）的微小偏差，暗示着超对称性（SUSY）或其他新粒子的存在。 8. 超越标准模型的引力统一尝试： 本章探讨了理论物理学试图将引力与其他基本力统一的宏伟目标。详细介绍弦理论（String Theory）的基本概念，包括额外的空间维度、对偶性（Duality）以及M理论的框架。同时，我们将对比圈量子引力（Loop Quantum Gravity）作为一种背景独立理论的优势与挑战，着重讨论它们如何尝试在普朗克尺度上描述量子时空结构。 9. 中微子的“幽灵”特性： 中微子物理学是标准模型最为脆弱的环节之一。本书将集中讨论中微子振荡的实验证据，并深入解释马约拉纳（Majorana）与狄拉克（Dirac）中微子的区别，这直接关系到“中微子是否是自己的反粒子”这一核心问题。对“惰性中微子”（Sterile Neutrinos）的搜寻及其在暗物质中可能扮演的角色也将被重点介绍。 总结与展望 本书的最后一部分将综合前述内容，展望未来十年物理学可能取得的突破。我们将探讨空间引力波天文学（如LIGO/Virgo的后续任务和LISA项目）如何为检验广义相对论和探索黑洞物理提供全新的窗口，以及粒子物理学对新维度的探测尝试。目标是激发读者对基础科学持续探索的热情，认识到物理学的本质是永无止境的求真过程。 本书的撰写风格力求避免术语的堆砌，通过引入关键的历史背景、引人入胜的实验设计以及清晰的图示（概念性而非数学推导），确保即使是具备一定科学基础的跨学科读者也能跟上现代物理学最前沿的步伐。它不仅是知识的传递，更是对人类认识世界极限的深刻反思。

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这本书的装帧质量实在是太对不起它的定价了。我拿到手的时候，首先注意到的是纸张的质量，内页纸张偏薄，光线稍暗一些，背面的文字就会隐约透过来，尤其是在那些大量印刷公式和希腊字母的地方，视觉干扰非常严重。更糟糕的是，书脊的胶装工艺似乎不够牢固，仅仅是翻阅了不到一周的时间，就开始出现轻微的松动迹象，我非常担心在频繁使用和翻阅时，书页会大面积脱落。对于一本需要被反复翻看、随时查阅的工具书而言，耐用性是一个非常重要的考量因素。目前看来，这本书的物理寿命可能比我完成本学期课程的时间还要短。这种低劣的制作成本控制，直接影响了读者对于购买决策的信任度，让人觉得购买的更像是一份易耗品而非长期学习的伙伴。

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老实说，这本书的习题设置与考试的关联度堪忧。我购买它主要是为了在期末考试前进行针对性的高强度训练，期望能通过大量高质量的模拟题来查漏补缺。然而，当我对照近几年的真题时，发现这本书里的习题类型和难度分布存在明显的偏差。书中的习题大多集中在理论证明和复杂推导上，虽然对提升理论水平有帮助，但对于侧重计算和模型建立的实际考试来说，针对性不强。更重要的是，全书只有答案，缺乏详细的步骤解析，一旦我做错了一道题，就完全不知道自己错在哪里，是概念理解有误，还是计算过程中出现了疏忽。这种“只有果实，没有耕耘路径”的辅导方式，极大地削弱了习题本身的练习价值，变成了单纯的自我检验，而不是一个学习和进步的工具。

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我非常欣赏这本书在某些特定章节中展现出来的“另辟蹊径”的解题思路。虽然整体难度偏高，但在处理某些复杂的微积分应用题时，作者确实提供了一些非常巧妙和高效的解题捷径，这些方法在常规的课堂教学中是很少被提及的。例如，在处理涉及多变量函数极值的问题时，它不仅给出了标准的拉格朗日乘数法，还穿插了一种基于几何直观的分析路径，这个角度确实让我对那个复杂的空间曲面有了更直观的理解。这种超越课本的“干货”，无疑是这本书最宝贵的部分。如果能把这种精妙的思路在全书范围内多普及一些，并配上更详尽的推导过程，这本书的价值将无可估量。它成功地激发了我对数学美感的进一步探索欲望，让我意识到高等数学不仅仅是计算的堆砌，更是一种逻辑艺术的展现。

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这本书的排版简直是一场灾难，我简直不敢相信这是专业出版社出品的教材辅导书。封面设计得平淡无奇，勉强能认出“高等数学”几个字，但里面的字体大小和行间距简直让人抓狂。有些关键的公式部分，字体小得像蚂蚁爬过，需要凑到眼前才能勉强看清，而旁边的解释文字却又大得突兀，这种比例失调的设计，严重影响了阅读的流畅性。更别提那些例题和习题的排版了，经常出现公式和文字跨页的情况，让人不得不频繁地在前后翻页，体验感极差。我原本以为拿到一本精心编排的辅导资料，结果却像在翻阅一本匆忙打印出来的草稿。作为一本面向理工科学生的工具书，清晰易读是最低要求，但很明显，这本书在这方面完全没有达到标准。我甚至怀疑设计者是不是对阅读体验抱着一种敷衍的态度，或者根本就没有经过细致的校对和排版优化。这种粗糙的制作，让人对书的内容质量也产生了深深的怀疑。

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这本书的内容深度和广度，对于我这种基础薄弱的文科跨考生来说，简直就是一场知识的“泥石流”。它似乎完全是按照数学系高年级学生的标准来编写的，每一个章节的衔接都跳跃得太快，假定读者已经完全掌握了前置的知识点。比如在讲到级数收敛性判断时，直接抛出了好几个我从未在基础预科中见过的定理，没有任何铺垫或简要回顾，直接要求读者去应用。我花了大量时间去查阅其他资料来弥补这些“知识断层”，这本书本身提供的帮助微乎其微。更让人沮丧的是，对一些核心概念的阐述，它总是喜欢用一种非常抽象和高度概括的语言，缺少那种循序渐进、深入浅出的引导。对于初学者来说，这种“点到为止”的讲解方式，无异于在深水区直接扔下一块石头，让人不知所措，只能靠自己摸索前进。

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