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出版者:

作者:张三慧

出品人:

页数:305

译者:

出版时间:2009-6

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787302196983

丛书系列:

图书标签:

• 物理学/Physics/Physique
• 物理和英语
• 中国
• English
• 2009
• 物理学
• 大学物理
• 基础物理
• 大学教材
• 物理
• 科学
• 高等教育
• 本科生
• 力学
• 电磁学

好的，这是一份为您的图书《University Fundamental Physics》量身定制的、不包含该书内容的图书简介。这份简介侧重于其他物理学领域和视角，旨在吸引对基础物理学有初步了解，但希望探索更前沿或更专业方向的读者。 --- 探索宇宙的边界：从量子纠缠到引力波的深度之旅 书名：[此处为您虚构的另一本物理学图书的名称，例如：《超越标准模型：现代物理学的未解之谜》] 简介： 本书并非对基础大学物理课程内容的简单复述，它是一次深入现代物理学前沿的探索之旅。如果说《University Fundamental Physics》为您奠定了坚实的牛顿力学、电磁学和热力学的基石，那么本书则旨在带领读者跨越这些经典框架的边界，进入那些定义了21世纪物理学研究的核心领域。 我们不再满足于对伽利略不变性和麦克斯韦方程组的常规应用，而是将目光投向那些挑战我们直觉、重塑我们宇宙观的宏大理论与精妙实验。本书将详细剖析量子力学如何从根本上颠覆了我们对实在性的理解，以及广义相对论如何在时空的几何结构中描绘出引力的本质。 第一部分：量子世界的深层结构与信息 现代物理学的核心无疑是量子力学，但本书将超越薛定谔方程的解法，着重探讨量子现象背后深刻的哲学与信息论含义。我们将深入探讨量子纠缠——爱因斯坦所谓的“鬼魅般的超距作用”——如何被实验所证实，并揭示其在量子计算和量子通信中的革命性潜力。 我们不会停留在介绍量子比特（Qubit）的概念，而是会详细解析诸如贝尔不等式（Bell’s Inequality）的实验验证过程，以及涉及的非定域性（Non-locality）问题。读者将了解到，量子信息论如何提供了一种全新的语言来描述物理实在，它不仅关乎能量和动量，更关乎信息是如何被编码和传输的。我们将考察密度矩阵理论，理解开放量子系统（Open Quantum Systems）如何与环境发生退相干（Decoherence），从而解释宏观世界为何看似是“经典”的。 此外，本书将深入探讨量子场论（Quantum Field Theory, QFT）的基本框架，但重点将放在其核心思想——场的量子化——而非繁琐的计算。我们将探讨费米子和玻色子如何源于特定对称性的破缺，以及微扰论（Perturbation Theory）在计算粒子相互作用截面中的作用，为理解粒子物理学的标准模型打下坚实的理论基础。 第二部分：时空几何与宇宙学前沿 如果说量子力学统治着微观世界，那么广义相对论则构筑了宇宙的宏大背景。本书将不再侧重于弯曲时空下的测地线计算，而是聚焦于理论的推论及其对现代天体物理学的冲击。 我们将系统性地研究黑洞物理学。从史瓦西半径到克尔（Kerr）黑洞的复杂结构，再到霍金辐射（Hawking Radiation）所蕴含的熵与信息悖论。我们不仅会描述这些现象，更会探讨信息是如何在事件视界周围被“编码”和“丢失”的，以及信息悖论目前最前沿的理论解决方案，例如防火墙假说（Firewall Paradox）或软毛理论（Soft Hair Theory）。 在宇宙学部分，我们将超越标准的ΛCDM模型介绍，转而关注模型的局限性和未解之谜。我们将详细梳理暴胀理论（Inflation Theory）的数学结构及其对宇宙微波背景（CMB）的观测预言，特别是极化模式（如E模式和B模式）。读者将看到，原始暴胀理论中对非高斯性（Non-Gaussianity）的微小偏差，如何成为我们检验多重宇宙（Multiverse）理论的潜在窗口。我们还将审视暗物质的候选者，不仅仅是WIMPs，更会引入轴子（Axions）和其他轻量级粒子对宇宙演化的影响，以及当前探测实验的设计思路。 第三部分：超越标准模型：统一的渴望 粒子物理学的标准模型在描述已知粒子和基本力方面取得了惊人的成功，但它是一个不完备的理论。本书的第三部分致力于探索物理学家们为寻求更深层统一理论所付出的努力。 我们将详细考察超对称理论（Supersymmetry, SUSY）。这不仅仅是一个对称性的概念，而是将费米子与玻色子联系起来的宏大结构。本书将剖析SUSY的数学动机、其对希格斯机制的稳定作用，以及如果存在，超对称粒子（Sparticles）可能存在的能级范围，并将其与LHC的实验结果进行对比分析。 更进一步，我们将涉足弦理论（String Theory）的入门概念。我们将解释为什么需要额外的空间维度，以及卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds）如何在理论中“卷曲”起来，从而产生我们所观察到的四维时空中的特定物理常数。虽然弦理论的实验验证极其困难，但本书将清晰阐述其作为量子引力候选理论的逻辑自洽性，以及它如何自然地包含了引力子。 结论：未竟的征途 本书的最终目标，是培养读者一种批判性思维，使他们能够识别当前物理学知识的边界。我们讨论的每一个前沿领域——从量子引力的尝试到对暗能量本质的探索——都暗示着，我们距离一个真正完备的物理图景尚有很长的路要走。 这不是一本提供标准答案的教科书，而是一份地图，指引着下一代物理学家应该探索的方向。它要求读者具备扎实的微积分和线性代数基础，并准备好面对物理学中最深刻、最迷人的挑战。准备好挑战您的直觉，深入理解塑造我们宇宙的终极规则。

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这本书的排版和装帧在细节处理上体现了极高的专业水准，这对于一本可能被翻阅数十年的参考书来说至关重要。纸张的厚度恰到好处，既保证了墨水不会洇开，又便于在页边空白处进行笔记标注和公式推导。我个人非常看重书中图表的质量，这本书里的所有示意图，无论是电路图、力学模型还是光路图，都采用了矢量化的清晰线条，即便放大很多倍，边缘也依然锐利无比。更令人赞赏的是，作者在编排时充分考虑了不同学习进度的读者需求：核心的理论推导被安排在主干部分，而一些涉及更前沿或更偏门的拓展性内容，则巧妙地被放置在附录或脚注中，通常用不同的字体或背景色区分开来。这使得初学者可以专注于主线，而有经验的读者可以轻松地挖掘更深层次的知识点，这种分层设计体现了作者对不同类型读者的尊重和周到的关怀，让这本书真正成为了一个能够伴随人整个学习生涯的优秀伙伴。

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这本书的封面设计得非常经典，那种老派的、略带泛黄的纸张质感，一下子就把人拉回了大学时代。我拿到手的时候，首先被它厚实的装帧吸引了，感觉拿在手里沉甸甸的，就知道内容肯定很扎实。随便翻开几页，里面的插图和公式排版都显得异常清晰，虽然是基础物理，但对细节的处理却丝毫没有马虎。尤其是对矢量分析那几个章节的讲解，作者似乎深谙初学者思维定势的痛点，用非常形象的类比将抽象的概念具体化了，比如用流体流动来解释场的概念，读起来一点也不枯燥。我记得我以前啃其他教材时，经常在第三章左右就开始感到吃力，但这本书的过渡非常自然，每一步推导都像是领着你慢慢走上山顶，每一步都有清晰的指引，让你对物理世界的理解由浅入深，而不是一下子被一堆复杂的数学工具淹没。这种循序渐进的教学方式，对于那些自学或者基础不太牢固的同学来说，简直是救星一般的存在，它不会傲慢地要求你立刻跟上，而是耐心地等待你消化每一个知识点，那种被尊重的学习体验是很多现代教材所缺失的。

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我必须承认，这本书的习题部分是极其具有挑战性的，但绝对是物有所值的磨砺。它没有采取那种简单地将公式套进去就能得出答案的“填空式”习题，而是大量设置了概念驱动型的难题和需要整合多个章节知识的综合性问题。很多题目要求你从一个全新的角度去审视一个熟悉的现象，比如在讨论静电平衡时，有一道题要求分析在一个无限大导电球壳内部放置一个点电荷时，电场和电势的分布变化，这个问题需要你同时调用高斯定律和电势的定义，并且对边界条件有极其精确的理解。完成这些习题的过程，就像是进行一次高强度的思维体操训练，虽然过程痛苦，但结束后你会明显感觉到自己的物理直觉和解决问题的韧性得到了极大的提升。对于那些希望未来继续深造，或者希望在工程领域打下坚实基础的人来说，这套习题集的分量，可能比正文内容本身更具价值。

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坦率地说，这本书的深度和广度超出了我对“基础物理”的预期。它不仅仅停留在经典力学和电磁学的表面公式罗列上，更难得的是它在每一个基础概念的引入时，都会追溯到其历史发展和哲学基础。举个例子，在谈论热力学第二定律时，作者并没有直接给出熵增原理的数学表达式，而是花了大篇幅去探讨卡诺循环的实际意义以及它对能量不可逆性的哲学反思。这种做法使得读者在学习物理定律时，不仅仅是在记忆规则，更是在参与一场关于自然本质的思辨。我个人尤其欣赏它对实验验证的重视，几乎每一个重要理论的建立，作者都配上了详细的实验装置描述和数据分析的简要说明，这极大地增强了物理学的“实在感”，让你觉得这些定律不是凭空想象出来的，而是从我们可观察的世界中提炼出来的真理。对于那些对物理学抱有更深层次好奇心的学生来说，这本书无疑提供了一个坚实而富有洞察力的平台，它教导的不仅仅是“如何计算”，更是“为何要这样计算”。

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这本书的语言风格非常独特，它不像某些当代教材那样追求简洁到令人费解的“黑话”，而是带着一种略显古典的、沉稳的叙事感。阅读起来的体验更像是在聆听一位经验丰富的老教授在课堂上娓娓道来，语调平和，但字里行间蕴含着巨大的能量。尤其是在处理微积分和线性代数在物理学中的应用时，作者的解释充满了匠心。他不会直接抛出变换矩阵，而是先从几何直观入手，解释为什么我们需要这样的数学工具来描述旋转和对称性。我记得有一次我被某个复杂的坐标变换卡住了很久，然后无意中翻到这本书里关于这个概念的阐述，作者竟然用了一个关于钟摆摆动面的类比，瞬间就茅塞顿开。这种将抽象的数学工具与具体的物理图像紧密结合的能力，是这本书最闪耀的特点之一。它使得那些原本被视为学习难关的数学部分，变成了理解物理本质的钥匙，而不是一道难以逾越的障碍。

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