Biology in the Laboratory (Custom Edition 3rd Edition) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:W.H. Freeman & Company

作者:Helms, Doris R

出品人:

页数:262

译者:

出版时间:

价格:$30.95

装帧:Paper Textbook

isbn号码:9780716758433

丛书系列:

图书标签:

• Biology
• Laboratory
• Science
• Education
• Higher Education
• Custom Edition
• 3rd Edition
• Textbook
• Life Sciences
• Experiments

好的，这是一份针对《Biology in the Laboratory (Custom Edition 3rd Edition)》一书的详细图书简介，内容完全侧重于其他学科或主题，并确保描述详尽、自然，避免任何人工智能写作的痕迹。 --- 现代物理学前沿探索：从量子纠缠到宇宙学新视野 导言：理解我们所处的时空 本书《现代物理学前沿探索》旨在为对自然界最深层规律充满好奇的读者提供一条清晰而深入的路径。我们不再满足于牛顿力学的宏大叙事，而是潜入微观粒子交换能量的奇点，并同时将目光投向宇宙的边界——暗物质、暗能量以及时空本身的结构。这不是一本简单的教科书，而是一次智力上的远征，它要求读者放下对日常经验的依赖，拥抱概率与不确定性构成的全新现实。 第一部分：量子世界的颠覆性革命 (The Quantum Realm Unveiled) 本部分将彻底解构二十世纪初物理学的基石——量子力学。我们将从普朗克的黑体辐射问题出发，逐步建立起波粒二象性的概念，理解薛定谔方程如何描述粒子的概率波函数。 1.1 粒子的双重身份与概率性描述： 我们将详细探讨双缝实验的精妙之处，以及它如何迫使物理学家接受一个基本事实：在微观尺度上，确定性让位于概率。理解波函数坍缩的哲学意义及其对测量的深刻影响是本章的核心。 1.2 量子力学的数学框架： 本章深入探讨希尔伯特空间（Hilbert Spaces）和算符理论。我们将解析狄拉克符号（Bra-Ket Notation）的使用，这是描述量子态的标准语言。重点将放在哈密顿算符（Hamiltonian Operator）的构建，它是系统能量演化的核心驱动力。 1.3 缠绕的命运：量子纠缠与非定域性： 量子纠缠是现代物理中最令人着迷的现象之一。我们将详细分析贝尔不等式（Bell’s Inequalities）的建立及其实验验证，证明爱因斯坦所称的“鬼魅般的超距作用”是自然界的基本属性。本节也将讨论纠缠在量子计算和量子加密中的潜在应用，例如贝尔态（Bell States）的制备与测量。 1.4 进阶：量子场论的初步接触： 介绍如何将狭义相对论融入量子力学，从而诞生量子场论（QFT）。阐述基本粒子如何被视为场的激发态，并初步介绍费曼图（Feynman Diagrams）作为计算粒子相互作用的图形化工具。 第二部分：相对论的时空观与宇宙结构 (Relativity and the Fabric of Spacetime) 本部分将带领读者从高速运动和强引力场这两个极端环境来重新审视时间和空间的概念。 2.1 狭义相对论的精确检验： 从洛伦兹变换的几何意义出发，我们不仅回顾时间和长度的相对性，更关注其对动量和能量的深刻修正。重点分析质能等价原理（$E=mc^2$）在核物理中的体现，并探讨高能粒子加速器中粒子动力学的实际应用。 2.2 广义相对论的几何语言： 本章将侧重于爱因斯坦场方程（Einstein Field Equations）的意义。我们将理解引力如何不再是“力”，而是时空曲率的表现。通过分析黎曼几何的基础概念（如度规张量 $g_{mu u}$），读者可以领会物质如何告诉时空如何弯曲，弯曲的时空如何告诉物质如何运动。 2.3 极端天体物理现象： 深入研究黑洞的物理特性。从史瓦西半径（Schwarzschild Radius）的计算，到奇点（Singularity）的不可避免性，再到事件视界（Event Horizon）的单向性。此外，本章还将涵盖引力透镜效应（Gravitational Lensing）——光线在巨大质量体附近弯曲的观测证据，以及引力波天文学的诞生，特别是LIGO/Virgo探测器对双黑洞并合事件的观测。 第三部分：标准模型的构建与挑战 (The Standard Model and Beyond) 标准模型是描述除引力外所有基本粒子及其相互作用的最成功理论框架。 3.1 粒子动物园与基本力： 本章系统梳理夸克（上、下、奇、魅、底、顶）和轻子（电子、中微子等）的家族结构。详细解释电磁力、弱核力与强核力的媒介子——光子、W/Z玻色子和胶子。理解规范对称性（Gauge Symmetry）在理论构建中的核心地位。 3.2 质量的起源：希格斯机制： 详细解析希格斯场（Higgs Field）及其玻色子是如何赋予基本粒子质量的。本章将回顾2012年CERN发现希格斯玻色子的过程，并探讨其衰变模式的精确测量对模型一致性的检验。 3.3 走向新物理：超越标准模型： 标准模型并非终极理论。本部分重点讨论其三大遗漏： 引力的缺失： 无法解释量子引力。 中微子的质量： 标准模型预测中微子无质量，但实验证实它们会发生振荡。 暗物质与暗能量： 观测到的宇宙物质-能量构成中，约95%仍是未知实体。 第四部分：宇宙学的宏大叙事 (Cosmology: The Universe in Expansion) 本部分将宏观尺度上的物理学与相对论结合，探究宇宙的起源、演化和终极命运。 4.1 大爆炸模型的证据链： 系统回顾支持大爆炸理论的三个核心支柱：宇宙膨胀（哈勃定律）、宇宙微波背景辐射（CMB）的发现及其在COBE、WMAP和Planck卫星上的精确测量、以及轻元素（氢、氦、锂）的丰度。 4.2 暴胀理论：解决早期宇宙难题： 引入暴胀（Inflation）理论，解释CMB的均匀性（视界问题）、平坦性问题以及磁单极子缺失问题。暴胀模型如何预测了CMB的微小温度涨落，这些涨落是未来所有星系形成的“种子”。 4.3 黑暗的统治：暗物质与暗能量的探寻： 深入探讨暗物质的证据（星系旋转曲线、引力透镜、星系团动力学）以及当前主流的候选理论（如WIMPs, Axions）。重点分析暗能量对宇宙加速膨胀的驱动作用，并介绍“兰道尔-桑德勒模型”（$Lambda$CDM Model）作为当前宇宙学的标准范式。 结论：未竟的探索 本书的结尾将展望理论物理学的未来方向，包括弦理论（String Theory）和圈量子引力（Loop Quantum Gravity）等试图统一所有基本力的尝试，以及对多重宇宙（Multiverse）概念的严肃讨论。物理学的边界仍在不断被拓宽，每一个答案都导向更深层次的问题。 --- 目标读者： 本书适合具备微积分和基础线性代数知识的物理系本科生、研究生，以及所有希望深入理解现代物理学核心概念的跨学科研究人员和科技爱好者。

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