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出版者:天津大学

作者:张伟//陈文义

出品人:

页数:191

译者:

出版时间:2009-8

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787561831151

丛书系列:

图书标签:

• 自然科学
• 数学力学热学
• 流体力学
• 物理学
• 工程学
• 流体动力学
• 流体静力学
• 计算流体力学
• 机械工程
• 水力学
• 传热学
• 工程数学

好的，这是一本名为《宇宙的编织》的图书简介，内容与流体力学无关： --- 《宇宙的编织：从量子泡沫到星系宏伟结构》 一部跨越尺度，探索宇宙终极形态与演化的恢弘史诗。 我们身处一个由光、物质和时空构成的浩瀚剧场中。我们抬头仰望的星空，是亿万年前历史的定格；我们脚踏的土地，是宇宙诞生之初的残响。但构成这一切的“基本”究竟是什么？时空本身是否真的连续，还是在极小的尺度上涌动着不可思议的“泡沫”？ 《宇宙的编织》不是一本传统的科普读物，它是一次深入宇宙本体论的哲学与物理学交汇之旅。本书的作者，跨领域思想家艾莉森·里德，以其深厚的数学功底和对前沿理论的独到洞察，带领读者抛弃我们日常经验的限制，直面当代物理学最深邃的谜团。 本书分为四个宏大的部分，层层递进，构建起一个从最微观到最宏观的完整宇宙图景： --- 第一部分：时空的解构与重组 在这一部分，里德首先挑战了我们对“空间”和“时间”的直观认知。经典物理学将它们视为无形的背景，但量子引力的探索，特别是弦理论和圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）的最新进展，揭示了时空并非平滑，而是具有离散的、基本的结构。 1. 泡沫的低语：普朗克尺度下的时空几何 我们将潜入普朗克尺度（$10^{-35}$米），探究时空如何从连续的几何结构瓦解为量子化的“织物”。本书详细阐述了LQG如何通过“自旋网络”来描述空间的基本单元，以及这些单元如何通过“自旋泡沫”演化形成我们感知到的四维时空。我们不仅会讨论理论模型，还会深入探讨如何从宇宙微波背景辐射（CMB）的极微小涨落中，寻找这些量子几何效应留下的“指纹”。 2. 维度之舞：额外维度的必要性与可观测性 弦理论的核心在于引入了额外空间维度。里德清晰地梳理了紧致化（Compactification）的概念，解释了为什么这些维度在我们的宏观世界中是不可见的。本书细致分析了卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds）的数学美感及其在决定基本粒子质量和耦合常数中的作用。更进一步，我们探讨了“膜世界”（Brane World）模型，思考引力子如何通过额外的维度泄漏，并由此解释宇宙中引力异常微弱的原因——这一现象，被称为引力之谜。 --- 第二部分：物质的终极形态与信息熵 如果说第一部分关注的是“舞台”，那么第二部分则聚焦于舞台上的“演员”——物质与信息。本书超越了粒子物理学的标准模型，探究了物质在极端条件下的奇异行为，以及信息在物理定律中的核心地位。 3. 费米子的交响：手性、对称性与质量的起源 标准模型的光谱描述了基本粒子，但为什么有些粒子具有“手性”（Chirality），而它们的镜像却不存在于我们的宇宙中？里德深入探讨了规范场论中的手征对称性破缺，并追溯了希格斯机制的深层含义：质量并非固有属性，而是粒子与背景场的相互作用。本书着重分析了拓扑绝缘体和拓扑超导体等凝聚态物理中的前沿概念，如何为理解高能物理中的拓扑缺陷提供了有力的类比。 4. 黑洞的编码：霍金辐射与信息悖论的终局 黑洞不仅是时空的极端弯曲，它们更是信息与熵的终极载体。本书详尽回顾了霍金辐射的发现及其对热力学和量子力学的冲击。核心焦点在于著名的“信息悖论”：信息是否真的被黑洞的引力视界所销毁？里德介绍了互补原理（Complementarity）以及AdS/CFT对偶（反德西特/共形场论对应）的最新进展，提出了一种令人信服的观点：信息并未丢失，而是以高度纠缠的形式编码在视界的量子涨落之中。 --- 第三部分：宇宙的演化与宏伟结构 从微观的量子泡沫跃升至百亿光年的尺度，本书描绘了宇宙的动态历史，重点关注暗物质和暗能量如何塑造了我们今天观测到的结构。 5. 结构的奠基：暗物质的引力骨架 我们所见的恒星和星系只占宇宙质能总量的不到5%。剩下的绝大部分是看不见的“暗物质”。本书梳理了从旋转曲线异常到引力透镜的各项证据，并系统比较了各种暗物质候选者：从弱相互作用重粒子（WIMP）到轴子（Axion），再到更激进的修改引力理论（如MOND）。作者特别关注了“冷暗物质”模型如何成功地在计算机模拟中重建了星系团和星系纤维状结构（Cosmic Web）的形成过程。 6. 宇宙的加速膨胀：暗能量的本质追问 宇宙并非稳定或匀速膨胀，而是在加速膨胀。驱动这种加速的神秘力量——暗能量，占据了宇宙总能量的近70%。本书深入剖析了“宇宙学常数”问题——理论预测值与观测值之间惊人的120个数量级差异，这被认为是物理学中最严重的危机之一。里德探讨了“第五种力”的可能性，以及动态暗能量模型（如 क्विंटessence），试图为这种遍布空间的斥力寻找一个更具物理意义的解释。 --- 第四部分：统一的展望与未来的边界 最后一部分将目光投向了理论物理学的圣杯——万有理论，以及人类认知探索的极限。 7. 统一的几何：弦理论的完整图景 本书将回顾M理论作为连接所有五种超弦理论的更高维框架。里德并未止步于数学构造，而是探讨了这些理论如何可能提供对量子引力、标准模型规范群以及中微子质量的统一描述。我们还将讨论对偶性（Duality）的力量，即物理学不同描述之间的等价性，它暗示着我们对宇宙本质的理解可能只是一个更宏大真理的不同侧面。 8. 观测的极限：宇宙学的时间箭头与可计算性 我们如何区分物理过程的过去和未来？热力学第二定律（熵增）提供了时间之箭，但微观物理定律本身却是时间对称的。里德讨论了“初始条件”的重要性，即宇宙为何以一个极低熵的状态开始。最后，本书以对“可计算宇宙”的哲学反思作结：如果宇宙的演化完全由基本定律决定，那么我们的意识和自由意志在这一宏大织物中占据何种位置？ 《宇宙的编织》是一部为所有对“存在之谜”心怀敬畏的读者准备的地图。它不提供简单的答案，而是引导你走过当代物理学最前沿的崎岖小径，让你亲身体验人类智慧在试图理解自身起源与归宿时所展现出的无畏与美丽。 --- 本书特色： 跨越鸿沟： 成功地将量子场论、广义相对论、宇宙学和信息论融合成一个连贯的叙事。 深入本质： 侧重于基本原理和哲学含义，而非繁琐的公式推导。 前沿追踪： 涵盖了黑洞信息悖论的最新解决方案、M理论的现状以及对暗能量模型的细致比较。 献给所有不满足于“是什么”而渴望知道“为什么是这样”的探索者。

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这本书的封面设计相当朴实，没有花哨的插图，只用了简单的字体和颜色，给人一种厚重、专业的感觉。当我翻开第一页，就被那精炼的文字所吸引。作者开宗明义，并没有直接跳到复杂的公式和定理，而是先铺垫了流体力学在现实世界中的重要性，从宏观的航空航天到微观的生物医学，再到日常的水利工程，都离不开它的原理。这部分内容对我这个初学者来说非常有帮助，它让我看到了学习这门学科的意义所在，也点燃了我探索未知的好奇心。接着，书中对流体静力学进行了深入的讲解，包括压力、浮力、表面张力等概念，都通过清晰的图示和生动的例子进行了阐释。我尤其喜欢作者对于阿基米德原理的讲解，他不仅给出了数学推导，还引用了古代的科学故事，让原本枯燥的公式变得鲜活起来。整本书的语言风格严谨而不失趣味，既能满足学术研究的需要，又能让普通读者也能从中受益。虽然我还没有深入到后面的章节，但仅凭前几部分的精彩呈现，就足以让我对其余内容的期待值拉满。

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这本书的排版布局非常合理，大量的图表和公式都被清晰地标注出来，阅读起来丝毫不会感到吃力。我是一名对工程设计有浓厚兴趣的学生，一直以来都对如何通过理论指导实践感到困惑。这本书在这方面给了我很大的启发。它在讲解基本概念的同时，并没有忽略其在实际工程中的应用。例如，在介绍流体流动时，书中穿插了许多关于管道设计、泵和风扇选择的案例分析，这些案例都非常贴近实际工程中的问题。作者并没有仅仅罗列公式，而是详细地解释了每个公式的物理意义，以及如何将其应用于解决具体问题。我特别欣赏书中对不同流动状态（如层流和湍流）的区分和讨论，以及它们对工程设计的影响。这种理论与实践相结合的讲解方式，让我能够更直观地理解流体力学知识的价值，也让我对未来的学习和工作有了更清晰的方向。我发现，即使是看似复杂的概念，通过作者的细致讲解和丰富的实例，也变得易于理解和掌握。

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这本书的内容编排上，可以说是循序渐进，丝丝入扣。作者在开篇就以一种宏大的视角，为我们描绘了流体力学这门学科的壮丽图景，它如何渗透在我们生活的方方面面，从天上飞的飞机，到地上跑的汽车，再到水里游的鱼，都离不开流体的运动。随后，作者开始系统地讲解流体的基本性质，比如密度、粘度、可压缩性等等，这些概念虽然听起来有些抽象，但书中通过大量的类比和实验数据，把它们解释得非常透彻。我印象特别深刻的是关于粘度的部分，作者不仅解释了它为何物，还列举了蜂蜜和水在流动速度上的差异，用生活化的例子让我一下子就明白了。接着，书中又开始讨论流体的静止状态，比如压力的概念，以及浮力定律，这些都是非常经典且重要的知识点，作者的讲解也非常到位，让我对这些原理有了更深刻的认识。我发现，即使是对我这样一位对物理科学并非十分精通的读者来说，这本书也丝毫没有构成阅读障碍，反而让我越读越有兴趣。

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这本书的价值不仅仅在于其严谨的学术内容，更在于它所展现出的思维方式。作者在讲解流体动力学时，并没有仅仅停留在理论公式的层面，而是引导读者去思考流体在运动过程中所遵循的物理规律。我特别欣赏书中关于质量守恒、动量守恒和能量守恒的阐述，这些基本定律是如何被应用到流体运动的分析中的。书中还引入了伯努利方程，并详细解释了它在各种情况下的适用性和局限性，以及如何将其与动量方程结合起来解决更复杂的问题。此外，书中还涉及了涡量动力学、波的传播等内容，这些都极大地拓宽了我对流体力学的认知边界。我发现，通过阅读这本书，我不仅仅是在学习知识，更是在学习如何用一种科学、系统的方式去分析和解决问题。这种能力上的提升，对我未来的学术研究和职业发展都有着深远的影响。

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我必须说，这本书的理论深度和广度都超出了我的预期。作为一个在相关领域有一定研究基础的人，我原本认为市面上关于流体力学的书籍大多是千篇一律的，但这本书给了我惊喜。作者在引入纳维-斯托克斯方程组时，并没有简单地给出公式，而是对其发展历史、物理意义以及在不同条件下的简化形式进行了详尽的阐述。这对于理解流体力学的核心是至关重要的。书中还涉及了边界层理论、相似性原理等高级概念，并且这些概念的讲解都辅以严谨的数学推导和直观的示意图，这对于深入理解和应用流体力学原理非常有帮助。我尤其对书中关于湍流建模的讨论感到兴奋，作者对不同模型（如RANS、LES）的优缺点进行了客观的评价，并结合了实际的工程算例，让我对如何选择合适的模型有了更清晰的认识。整本书的论述逻辑严谨，语言精炼，是我近年来阅读过的最优秀的专业书籍之一。

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必须给刷个分。虽然没好到哪去。

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