Science 101 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Harpercollins

作者:Ricciuti, Edward

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:2007-6

价格:126.00元

装帧:Pap

isbn号码:9780060891305

丛书系列:

图书标签:

• 科学
• 科普
• 入门
• 基础知识
• 学习
• 教育
• 自然科学
• STEM
• 青少年
• 通俗易懂

《宇宙的低语：从量子泡沫到星系际尘埃》 图书简介 探索我们所处现实的深层结构与宏大叙事 在这个信息爆炸的时代，我们比以往任何时候都更接近宇宙的边界，然而，关于“存在”本身的疑问从未停歇。本书《宇宙的低语：从量子泡沫到星系际尘埃》并非旨在提供一个教科书式的知识梳理，而是一次深度沉浸式的思维漫游，旨在揭示支撑我们世界运作的那些最基本、最令人敬畏的物理学原理，以及这些原理如何共同编织出横跨数十亿光年的宇宙史诗。 第一部分：微观的奇点——潜伏在物质之下的涟漪 我们将从我们日常经验的尽头开始——量子领域。 章节一：时空织物的弹性与断裂 我们习惯于将时空视为一个坚固的背景，但爱因斯坦的广义相对论告诉我们，它更像一张可以被质量扭曲的动态薄膜。本部分将深入探讨时空弯曲的几何学，解释引力如何不再是“力”，而是宇宙几何的体现。我们将详尽分析黑洞的形成机制，特别关注事件视界周围极端曲率对时间流逝的影响。此外，我们还将回顾早期宇宙的暴胀模型，探讨时空在极早期瞬间经历的指数级膨胀，以及它如何为我们今天观测到的均匀性与结构奠定基础。我们将详细剖析彭罗斯的时序定理，讨论其对宇宙终极命运的深刻启示。 章节二：不确定性的美学与粒子世界的幽灵 量子力学，这个在宏观世界看来近乎魔法的理论，是理解物质本质的唯一途径。本书不会停留在波粒二象性的表面描述，而是聚焦于其更深层次的哲学和数学结构。我们将详细解析路径积分表述，将粒子视为沿着所有可能路径运动的概率和，从而理解为什么测量行为会“迫使”波函数坍缩。接着，我们将深入探讨量子场论（QFT）的核心概念——场才是宇宙的基本实体，粒子不过是场激发出的振动。我们将清晰阐述标准模型如何优雅地统一了电磁力、弱核力和强核力，并详细解析希格斯机制如何赋予基本粒子质量，这一过程的数学严谨性和实验证据的精妙之处。书中将包含对规范对称性和自发对称性破缺的深入几何解释，揭示宇宙运行的深层“规则集”。 章节三：纠缠的悖论与信息之熵 量子纠缠——爱因斯坦称之为“鬼魅般的超距作用”——是连接遥远粒子的非定域关联。本章将用严谨的数学工具（如密度矩阵和张量积）来定义和量化纠缠。我们将探讨贝尔不等式及其实验检验，明确地排除定域实在论的可能性。此外，我们还将把信息论的概念引入物理学，探讨冯·诺依依曼熵如何衡量一个系统的量子不确定性，并将信息熵与热力学熵联系起来，论证信息在物理学中的基础地位。对量子计算的潜在应用和量子霸权的哲学意义也将被审慎评估。 第二部分：宏观的壮丽——从恒星的诞生到宇宙的边界 我们将视野拉伸至数百万光年，考察引力在尺度上的主导作用。 章节四：恒星的生命周期：核聚变熔炉的内部运作 恒星是宇宙中最活跃的炼金炉。本书将细致描绘恒星演化的完整图景。从分子云的引力坍缩，到原恒星阶段的赫罗图位置变化，我们将精确计算内部的电子简并压力和辐射压力如何维持流体静力平衡。随后，我们将详细分析主序星内部的质子-质子链反应和CNO循环的能级效率。对于大质量恒星，本书将追溯其在氦闪后向红巨星或蓝巨星的演化，并详细描述渐近巨星分支（AGB）阶段的脉冲热核燃烧。最终，我们将分析白矮星的钱德拉塞卡极限、中子星的冷却机制（包括其内部奇异物质如夸克物质的推测），以及超新星爆发的II型和Ia型的物理差异及其作为宇宙标准烛光的作用。 章节五：星系的塑造者：暗物质与宇宙网的骨架 我们能“看见”的物质，只占宇宙总质能的不到5%。本章专门探讨驱动星系形成和演化的无形之手——暗物质。我们将系统回顾对暗物质存在的间接证据：从星系旋转曲线的平坦性，到星系团的引力透镜效应（特别是子弹星系团的观测），再到宇宙微波背景（CMB）的各向异性。本书将详细介绍主流的暗物质候选者（如WIMPs和轴子）的理论特性，并介绍目前正在进行的直接和间接探测实验的设计原理及其面临的挑战。最后，我们将描绘宇宙网的结构，解释冷暗物质（CDM）模型如何通过引力不稳定性和层级结构形成，构建出我们今天观测到的星系和星系团的大尺度分布。 章节六：暴胀的余晖与宇宙的拓扑 宇宙微波背景辐射（CMB）是宇宙大爆炸的“婴儿照片”。本章将聚焦于CMB的物理学，解释辐射的黑体谱如何证明了宇宙的热大爆炸模型，并探讨其温度的微小各向异性（$Delta T/T sim 10^{-5}$）所蕴含的宇宙学参数信息。我们将剖析这些温度涨落的起源——它们是早期宇宙量子涨落被暴胀拉伸至宇宙尺度的直接体现。书中的重点将放在偏振信息上，特别是E模式和B模式偏振的探测意义，后者有望直接观测到引力波在早期宇宙中留下的“涟漪”。此外，本书还将讨论宇宙学的FLRW度规，分析宇宙的曲率（是平坦、开放还是封闭），以及这种全局几何结构对宇宙未来演化的决定性影响。 第三部分：前沿的猜想——超越我们已知理论的疆界 本次旅程的终点并非终结，而是通往未知领域的入口。 章节七：弦理论的几何化尝试与多维空间 面对广义相对论与量子力学的不可调和性，弦理论及其后续的M理论提供了一条统一的途径。本章将详细介绍弦理论的基本假设：基本实体是振动的能量弦，而非点状粒子。我们将探讨紧致化维度（如卡拉比-丘流形）的概念，解释额外维度如何被“卷曲”起来，以至于无法被我们当前低能实验观测到。本书将阐述如何通过特定维度的拓扑结构来导出标准模型中的粒子谱和作用力，并讨论弦理论如何自然地包含引力子。对“景观”（The Landscape）和全息原理（Holographic Principle）的哲学含义也将进行深入探讨。 章节八：时间之箭的奥秘与熵的终极意义 为什么时间总是向前流逝？本书将超越热力学第二定律，探讨时间之箭的多个维度。我们将比较热力学箭（熵增）、宇宙学箭（宇宙膨胀）和粒子物理学箭（CP破坏）。我们还将考察关于时间本质的根本问题：时间是基本实体，还是涌现的现象？通过对量子引力理论（如圈量子引力）中“时间消失”问题的讨论，我们试图理解在一个所有物理定律都具有时间对称性的微观世界中，宏观世界为何表现出如此强烈的单向性。 结语：我们对实在的永恒追问 最后，本书将回归到人类的观察者角色。物理学不仅是关于公式和实验，更是关于我们如何认知和理解我们所栖居的这个宏大而精妙的结构。我们将总结当前物理学面临的几大未解之谜（如暗能量的本质、量子引力的完备理论），并探讨未来十年实验物理学可能带来的突破性进展，激励读者以更谦逊和更深刻的眼光，去聆听来自宇宙深处的持续低语。 本书为对物理学具有扎实基础，并渴望理解现代物理学前沿概念的读者量身打造。内容涵盖从最精密的数学框架到最宏大的宇宙尺度，旨在提供一个既富有深度又充满洞察力的知识体验。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆