超弦理論+ 強力與弱力+引力是什麼【套裝共3冊】圖靈新知係列 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[日] 大栗博司 著

圖書標籤:

• 物理學
• 超弦理論
• 粒子物理
• 引力
• 強力
• 弱力
• 理論物理
• 科普
• 圖靈新知
• 科學

店鋪： 社科教育圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115373861

版次：1

商品編碼：10662450206

包裝：平裝

叢書名： 圖靈新知係列

開本：32

套裝數量：3

正文語種：中文

作者簡介

大栗博司  美國加州理工學院理論物理講席教授，理論物理研究所（burkeinstitute.caltech.edu）所長，日本東京大學Kavli數學物理學聯 閤宇宙研究機構（Kavli IPMU）研究主任。東京大學理學博士，發現瞭量子場論與超弦理論的深層數學構造，其研究曾獲得美國數學學會大奬（2008年）、德國洪堡研究奬 （2009年）、日本仁科紀念奬(2009年)、日本數學學會詹姆斯?西濛斯奬（2012年），《超弦理論：探究時間、空間及宇宙的本原》獲得2014年 日本第30屆日本講談社科學齣版奬。著有前沿物理科普三部麯《引力是什麼》《強力與弱力》《超弦理論》，數學入門科普《用數學的語言看世界》等。

內容簡介

《超弦理論：探究時間、空間及宇宙的本原》         “空間”和“時間”究竟是什麼？ 物質的本原不是點，而是弦？ 黑洞、高維度空間應該如何解釋？ “超弦理論”是繼牛頓力學、愛因斯坦相對論之後，時空概念的“第三次革命”。“超弦理論”統一瞭引力理論與量子力學的矛盾，cao越瞭“弦理論”的局限，解 釋“標準模型”中“費米子”與包括“上帝粒子”的“玻色子”的振動形態。本書中，大栗教授以通俗、風趣的語言講解瞭量子物理基礎、“弦理論”到“超弦理 論”的zui新發展、“超弦理論”的理論原理及證明，並在“超弦理論”下重新思考與探究瞭時空概念。 《強力與弱力：破解宇宙深層的隱匿魔法》 強力、弱力、電磁力、引力，源於宇宙之初的四種基本作用力構成並支配瞭我們世界。這四種力究竟如何形成並 發揮作用？ 萬物存在的“質量”又源於何處？ 本書以通俗易懂的語言解讀瞭強力與弱力以及基本粒子的相互作用機製，用推理小說的綫索追蹤與解謎方式介紹瞭微觀層麵下的奇妙世界以及自然的基本結構，能夠 讓你以全新的視角麵對和反思宇宙、自然以及萬物的存在。  《引力是什麼：支配宇宙萬物的神秘之力》 引力是宇宙中處於支配地位的力，與天體、生命的誕生息息相關，迷影重重的引力也是解開宇宙謎題的關鍵鑰匙。經過牛頓、愛因斯坦，引力研究正迎來第三個黃金時期。 本書以新穎有趣的形式講解瞭從牛頓、愛因斯坦到前沿物理的研究內容，用全新的方式解讀相對論、量子理論、超弦理論。真正讓你理解引力、引力波、 E=mc2 、黑洞等概念的含義與意義，也能讓你體驗到追尋宇宙深層謎題的冒險快感。

好的，以下是為一套不包含“超弦理論+ 強力與弱力+引力”這三冊圖書（圖靈新知係列）的圖書撰寫的一份詳細簡介，旨在吸引對相關領域感興趣的讀者。 --- 圖書係列名稱： 《前沿物理探索輯：從量子場論到宇宙學》 （共3冊精裝版） 本書簡介： 本套《前沿物理探索輯》匯集瞭當代物理學最激動人心、最具挑戰性的前沿領域，旨在為對基礎物理學有一定瞭解、並渴望深入探索現代物理學圖景的讀者提供一份既嚴謹又富有洞察力的導覽。本係列共分三冊，分彆聚焦於量子信息與計算、廣義相對論的幾何精髓，以及高能粒子物理學的標準模型及其超越。我們避開瞭對超弦理論、統一的強弱引力等宏大敘事，轉而深入探討那些構建我們理解物質、能量和時空基礎的實際工具和已驗證的理論框架，同時展望瞭未來實驗可能揭示的新物理。 --- 第一冊：《糾纏的奧秘：量子信息與計算的基石》 本冊聚焦於信息在微觀世界中的新範式——量子信息科學。我們不再將量子力學僅僅視為描述粒子行為的工具，而是將其視為一種處理信息的革命性資源。 核心內容概述： 一、 量子比特的誕生與特性： 本章從信息論的視角齣發，詳盡闡述瞭量子比特（Qubit）與經典比特的根本區彆。重點剖析瞭疊加態（Superposition）的數學描述（布洛赫球錶示），以及量子態的不可剋隆定理（No-Cloning Theorem）如何深刻影響瞭信息安全和計算的本質。我們還將探討量子測量的概率性與波函數坍縮的物理意義。 二、 量子糾纏：非定域性的深度解析： 糾纏是量子信息的核心資源。本章深入探討瞭貝爾不等式（Bell’s Inequalities）的物理意義及其實驗驗證，清晰界定瞭局部實在論與量子力學的衝突。隨後，我們將詳細介紹各種重要的糾纏度量，如糾纏熵（Entanglement Entropy）和糾纏見證（Entanglement Witnesses），並討論糾纏在量子隱形傳態（Quantum Teleportation）中的關鍵作用。 三、 量子計算的算法與硬件挑戰： 本冊用較大篇幅介紹瞭量子計算的理論框架。除瞭著名的Shor算法和Grover算法的數學原理外，本章還將細緻對比不同的量子計算模型，如電路模型、絕熱量子計算模型以及拓撲量子計算的基本思想。硬件實現部分，我們審視瞭超導量子比特、離子阱、光子係統等主流方案的優缺點，以及如何量化和剋服退相乾（Decoherence）這一計算瓶頸。 四、 量子通信與安全性： 探討瞭量子密鑰分發（QKD）如BB84協議的安全性基礎，並分析瞭後量子密碼學（Post-Quantum Cryptography）的設計理念，以應對未來量子計算機對現有加密體係的潛在威脅。 --- 第二冊：《時空幾何的深層結構：廣義相對論的精確錶述》 本冊緻力於構建對愛因斯坦廣義相對論的幾何化理解，重點放在其場方程的精確數學形式、精確解的物理圖像以及其在宇宙學中的應用，而不側重於量子引力的嘗試。 核心內容概述： 一、 黎曼幾何與彎麯時空基礎： 本章是理解廣義相對論的數學前提。我們將係統迴顧微分幾何的基本工具，包括流形、張量分析、度規張量（Metric Tensor）和協變導數。重點闡述測地綫方程（Geodesics）如何描述物質在彎麯時空中的運動，以及黎曼麯率張量（Riemann Curvature Tensor）如何量化時空的彎麯程度。 二、 愛因斯坦場方程的解析： 本章詳細推導並解析愛因斯坦場方程 ($G_{mu u} = frac{8pi G}{c^4} T_{mu u}$)。我們專注於理解能量-動量張量（Stress-Energy Tensor）作為“源”如何決定時空的幾何結構。本章將清晰區分引力場方程的綫性化近似（即牛頓引力的恢復）與強引力場下的非綫性效應。 三、 經典的精確解及其物理圖像： 本冊深入探討瞭幾個物理意義重大的精確解： 史瓦西解（Schwarzschild Solution）： 詳細分析瞭黑洞的視界、奇點結構以及光綫在強引力場下的彎麯路徑，例如水星近日點的進動計算。 剋爾解（Kerr Solution）： 深入研究瞭鏇轉黑洞的結構，包括其能層（Ergosphere）、奇點形狀（環形奇點）以及彭羅斯過程（Penrose Process）的能量提取機製。 弗裏德曼-勒梅特-羅伯遜-沃爾剋（FLRW）度規： 作為描述均勻各嚮同性宇宙的標準模型，本章詳細分析瞭尺度因子 $a(t)$ 的演化方程，為後續的宇宙學討論奠定基礎。 四、 引力波的産生與探測： 專注於引力波的綫性微擾理論，探討加速電荷體係（如雙星係統）如何輻射引力波，以及LIGO/Virgo等探測器對時空漣漪的靈敏度要求和信號分析方法。 --- 第三冊：《粒子實在的構建：標準模型與前沿實驗物理》 本冊聚焦於描述已知基本粒子及其相互作用的最成功理論——粒子物理學標準模型（Standard Model, SM）。我們將詳盡考察模型的結構、實驗證據，並探討當前實驗中正在積極探索的“超齣標準模型”（BSM）的綫索。 核心內容概述： 一、 量子場論的基礎迴顧： 在進入標準模型之前，本章簡要迴顧瞭相對論性量子場論的關鍵概念，特彆是拉格朗日量密度（Lagrangian Density）的構建原則，以及規範場論（Gauge Theory）中規範對稱性如何自然地引齣基本力。 二、 標準模型的構成與對稱性： 詳細解析標準模型基於 $SU(3)_C imes SU(2)_L imes U(1)_Y$ 規範群的結構。本章清晰區分瞭規範玻色子（光子、W/Z玻色子、膠子）的生成機製，並詳述瞭希格斯機製（Higgs Mechanism）如何通過自發對稱性破缺為規範玻色子和費米子賦予質量，強調其在實驗上的確證。 三、 強相互作用與漸近自由： 深入探討量子色動力學（QCD）。本章解釋瞭誇剋和膠子的性質，重點分析瞭漸近自由（Asymptotic Freedom）現象，並討論瞭誇剋禁閉（Confinement）的理論挑戰和實驗證據（如噴注現象）。 四、 標準模型的局限性與“新物理”的探索方嚮： 盡管標準模型取得瞭巨大成功，但它仍存在已知缺陷，例如無法解釋暗物質、暗能量、中微子質量以及引力問題。本冊將重點介紹當前高能對撞機（如LHC）和低能實驗正在搜索的超越標準模型（BSM）的物理現象： 中微子質量的起源： 探討“蹺蹺闆機製”（Seesaw Mechanism）等理論如何自然地引入比標準模型粒子重得多的中微子質量。 暗物質候選者： 介紹弱相互作用重粒子（WIMPs）的理論預期和直接/間接探測實驗的進展。 重子數不守恒的跡象： 討論超齣模型中質子衰變的可能，以及對CP破壞的精確測量。 總結： 本《前沿物理探索輯》提供瞭一個堅實的學習路徑，從信息論的量子基礎，到時空幾何的宏觀描述，再到物質和力的微觀框架。它旨在為讀者構建一個連貫且具有深度和廣度的現代物理學全景圖，激發讀者對尚未解決的重大科學問題的思考。 ---

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗非常棒，它以一種非常連貫且富有啓發性的方式，將現代物理學的幾個核心領域串聯瞭起來。我特彆欣賞作者的寫作風格，既有科學的嚴謹，又不乏文學的魅力。書中在闡述超弦理論時，使用瞭大量生動的比喻，將原本抽象的概念變得形象可感。在講解強力與弱力時，作者並沒有簡單地羅列公式，而是通過解釋它們在原子核內的作用，讓讀者理解這些力的重要性。而當談到引力時，從經典的牛頓力學到現代的廣義相對論，作者都進行瞭深入淺齣的剖析，並解釋瞭這些理論是如何在不同的尺度上描述宇宙的。我最欣賞的是，這本書並非將這些理論割裂開來講述，而是試圖展現它們之間的內在聯係，以及科學傢們是如何一步步地探索統一萬有理論的偉大徵程。這種跨理論的整閤，讓我對物理學的整體框架有瞭更深刻的認識。閱讀這本書的過程，就像是跟隨一位經驗豐富的嚮導，在現代物理學的迷人世界裏進行一次令人興奮的探索。它不僅增長瞭我的知識，更點燃瞭我對科學探索的無限熱情，讓我對宇宙的奧秘充滿瞭好奇與期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書對引力理論的闡述，從牛頓的經典萬有引力定律，一直深入到愛因斯坦的廣義相對論，為我提供瞭一個完整且深刻的視角。我特彆贊賞作者在解釋廣義相對論時，所使用的類比和思想實驗。例如，那個經典的“二維橡膠膜上的重球”的比喻，非常形象地描繪瞭質量如何彎麯時空，以及物體如何在彎麯的時空中沿著“測地綫”運動，從而錶現齣引力效應。這比單純的數學公式更能幫助我建立直觀的理解。書中還詳細介紹瞭廣義相對論在解釋水星近日點進動、光綫在強引力場中的彎麯等現象上的成功，這些都是經典物理學無法解釋的，而廣義相對論的齣現則完美地統一瞭這些觀測。此外，書中對黑洞、引力波等前沿物理現象的探討，也讓我對引力的終極形態有瞭更進一步的認識。作者在描述這些復雜概念時，語言通俗易懂，同時又不失科學的嚴謹性。它不僅讓我理解瞭引力是如何運作的，更讓我感受到瞭人類探索宇宙奧秘的偉大智慧。這本書是一次關於引力本質的深刻旅行，對於所有對宇宙運行規律感興趣的人來說，都是一次極具啓發的閱讀體驗。

評分☆☆☆☆☆

一本關於宇宙最基本構成的好書，書中以一種非常清晰且引人入勝的方式，深入淺齣地講解瞭超弦理論的奇妙世界。從一開始，作者就設定瞭一個宏大的敘事框架，帶領讀者穿越時空的界限，去探尋構成萬事萬物的最微小、最基本的單元——弦。書中的比喻和類比非常恰當，即使是對於物理學概念不太熟悉的讀者，也能輕鬆理解那些抽象的理論。我尤其喜歡作者在解釋弦振動如何産生不同粒子時所描繪的生動畫麵，仿佛能親眼看到各種粒子在宇宙中翩翩起舞。書中對額外維度的探討也令人著迷，它挑戰瞭我們對三維空間的固有認知，為理解宇宙的復雜性提供瞭全新的視角。雖然超弦理論本身是一個非常前沿且復雜的領域，但作者的敘述邏輯嚴謹，循序漸進，讓我在享受閱讀樂趣的同時，也能對這個領域有深入的認識。這本書不僅僅是一本科普讀物，更像是一次思想的啓迪，它激發瞭我對宇宙更深層次的好奇心，讓我開始思考那些我們習以為常的物理規律背後可能存在的更深邃的奧秘。對於任何對宇宙、對物理學懷有熱情的人來說，這本書都是一次不容錯過的精神盛宴。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我對宇宙的宏觀結構和基本粒子之間的相互作用有瞭更全麵的認識。它不僅僅是一本物理科普書，更像是一本引人入勝的哲學思考錄。書中對不同理論之間的聯係與區彆的闡述，特彆是超弦理論、強核力、弱核力與引力這幾大支柱是如何試圖統一起來解釋整個宇宙的，讓我深感震撼。作者在梳理這些理論脈絡時，清晰地指齣瞭每一個理論的優勢以及它試圖解決的問題，同時也毫不避諱地討論瞭它們之間存在的挑戰和尚待解決的難題。這種全麵而又深入的講解，讓我不再對某些理論孤立地看待，而是將其置於一個更宏大的科學探索圖景中。我喜歡書中那種對未知充滿敬畏，同時又勇於探索的精神。它鼓勵讀者去思考那些最根本的問題，去追尋那些可能隱藏在宇宙深處的美麗數學和諧。這本書的價值在於，它能夠激發讀者對科學的熱情，培養獨立思考的能力，並對我們所處的宇宙産生更深刻的理解和敬畏。對於那些渴望超越錶麵現象，去探究事物本質的讀者而言，這本書絕對是不二之選。

評分☆☆☆☆☆

這本書為我打開瞭一扇理解自然界基本力的嶄新大門。它詳細闡述瞭強力與弱力這兩大基本粒子相互作用的關鍵機製，讓我對原子核的穩定以及放射性衰變等現象有瞭前所未有的清晰認識。我尤其對書中關於誇剋和膠子如何在強力作用下緊密結閤的描述印象深刻，這種“禁閉”現象的解釋，讓我對原子核的結構有瞭更直觀的理解。同時，書中對弱力在粒子衰變過程中的作用的分析也極為透徹，例如中子衰變成質子、電子和反中微子，這個過程在書中被拆解得一清二楚，讓我明白瞭為何一些元素會衰變，以及能量和動量是如何在這些微觀過程中得到守恒的。作者在介紹這些基本力時，並未止步於現象的描述，而是深入到背後的基本粒子模型，如標準模型，並解釋瞭費米子和玻色子在傳遞這些力中的角色。這對於理解宇宙的運行規律至關重要。這本書的優點在於，它將那些原本枯燥抽象的粒子物理知識，通過條理清晰的講解和恰當的插圖，變得生動易懂，大大降低瞭理解門檻。對於希望深入瞭解粒子物理和基本相互作用的讀者來說，這本書無疑是一部極具價值的參考資料。