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出版者:

作者:顾作峰 编

出品人:

页数:162

译者:

出版时间:2010-5

价格:16.00元

装帧:

isbn号码:9787548400851

丛书系列:

图书标签:

• 儿童文学
• 故事
• 教育
• 成长
• 道理
• 启蒙
• 品德
• 人生
• 寓言
• 阅读

探索宇宙的奥秘：从微观粒子到浩瀚星河 一书简介 本书旨在带领读者踏上一场跨越时空的宏大旅程，深入探索我们赖以生存的宇宙的构成、演化及其蕴含的深刻哲理。我们不仅仅关注天文学上的观测数据，更力求揭示隐藏在物质、能量和时空背后的基本原理，激发读者对未知世界永恒的好奇心。 第一部分：物质的基石——从原子到夸克 本部分将从人类对物质世界最微观层面的认知开始。我们将回顾经典物理学如何逐步被量子力学所取代，以及这一革命性转变如何重塑了我们对现实的理解。 第一章：不可分割的界限与量子革命 亚原子世界的崛起： 详细阐述原子模型的演变史，从道尔顿的实心球模型到卢瑟福的行星模型，再到玻尔的量子化轨道模型。 波粒二象性： 深入探讨德布罗意波长、光电效应和康普顿散射，揭示粒子兼具波动特性的奇特现象。我们不仅描述现象，更会追溯实验设计者的智慧与困惑。 不确定性原理的哲学意涵： 不仅仅是物理公式 $Delta x Delta p geq hbar/2$ 的展示，更深入探讨海森堡在提出这一原理时所面临的观测局限与根本性的形而上学挑战。 第二章：粒子物理学的标准模型 标准模型是当代粒子物理学的基石，本书将用通俗易懂的方式解构这一复杂理论的优雅结构。 基本粒子分类： 详细介绍六种夸克（上、下、奇、魅、顶、底）和六种轻子（电子、缪子、陶子及其对应的中微子），以及它们如何通过强力、弱力和电磁力相互作用。 力的载体： 阐述规范玻色子——光子、W/Z玻色子和胶子在传递相互作用中的角色。特别关注强核力如何通过胶子交换实现对夸克的禁闭现象（夸克禁闭）。 希格斯机制的真相： 解释质量的起源。通过对希格斯场的深入剖析，揭示基本粒子如何通过与此场的相互作用获得静止质量，并详细介绍大型强子对撞机（LHC）发现希格斯玻色子的过程及其对物理学界的意义。 第二部分：时空与引力的交响——相对论的宏伟构架 本部分将带领读者脱离牛顿的绝对时空观，进入爱因斯坦构建的动态、弯曲的宇宙框架。 第三章：狭义相对论——速度的极限与时间的新定义 光速不变性： 作为狭义相对论的两大基本假设之一，我们将探讨伽利略变换向洛伦兹变换过渡的必然性，以及光速“c”在宇宙中扮演的终极速度角色的物理基础。 时间膨胀与长度收缩： 通过富有想象力的思想实验（如“双生子佯谬”），直观展示高速运动对时间和空间测量的相对性影响。 质能等价： 深入解析 $E=mc^2$ 的深层含义，它不仅是核能的理论基础，更是揭示物质与能量相互转换的普适法则。 第四章：广义相对论——时空的几何化 广义相对论是理解宇宙大尺度结构的关键。 等效原理： 论证引力与加速度之间的等价性，这是爱因斯坦的“最幸福的想法”，为构建几何化的引力理论铺平了道路。 时空弯曲： 解释物质和能量如何“告诉”时空如何弯曲，而时空又“告诉”物质如何运动。我们将探讨水星近日点的进动、引力透镜效应等关键实验证据。 黑洞的奥秘： 详细描述黑洞的形成机制、史瓦西半径、事件视界以及信息悖论等前沿问题。我们将探索引力奇点的本质以及我们目前观测到的极端天体——如超大质量黑洞和引力波源——的物理特性。 第三部分：宇宙的演化——从大爆炸到未来图景 本部分将视野拓展至整个宇宙，审视其诞生、发展与可能的终局。 第五章：宇宙学的标准模型——大爆炸的证据链 哈勃定律与宇宙膨胀： 梳理埃德温·哈勃的观测历程，理解红移现象如何证实宇宙正在加速膨胀，而非静态不变。 宇宙微波背景辐射（CMB）： 将CMB视为“宇宙婴儿期的快照”，解释其温度的均匀性与各向异性的物理起源，以及普朗克卫星等任务如何精确测量这些微小波动。 太初核合成： 阐述大爆炸后最初几分钟内轻元素（氢、氦、锂）的形成过程，以及由此决定的宇宙物质的基本比例。 第六章：宇宙的未知成分——暗物质与暗能量 现代宇宙学面临两大核心难题，它们占据了宇宙物质能量密度的约95%。 暗物质的铁证： 通过对星系旋转曲线、星系团的引力效应和引力透镜效应的分析，系统展示需要“看不见的质量”来解释引力现象的证据。探讨WIMPs、轴子等候选粒子及其探测的最新进展。 暗能量与加速膨胀： 解释1998年发现的宇宙加速膨胀现象，引入宇宙学常数 $Lambda$ 的概念。深入探讨暗能量的本质，它是真空能量的体现，还是某种动态场的表现？ 宇宙的命运： 基于当前对 $Lambda$ 和物质密度的测量，推演宇宙的未来：热寂、大撕裂还是大挤压？ 第七章：多重宇宙的猜想与边界 本书的结尾将触及理论物理学最前沿、最具哲学思辨性的领域。 暴胀理论的延伸： 解释暴胀如何解决了早期宇宙的视界问题和平坦性问题，以及永恒暴胀理论如何自然地推导出多重宇宙的景观。 弦论与M理论的尝试： 简要介绍将所有基本粒子和作用力统一起来的尝试，探讨高维空间（如卷曲的额外维度）的可能性，以及它们对我们理解四维时空的限制。 人类在宇宙中的位置： 总结我们对宇宙的认识，强调科学探索的开放性和未完成性。宇宙的边界在哪里？我们能否永远理解它？本书旨在鼓励读者带着这些深刻的问题，继续探索科学的边界。 本书以严谨的科学态度，结合清晰的逻辑和丰富的案例，构建了一幅从最微小的基本粒子到最大尺度的宇宙结构的全景图。它不仅是一部物理学入门读物，更是一部关于人类认知极限与宇宙终极规律的深度思考之作。

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