21世紀新物理學 [The New Physics for the Twenty-First Century] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[英] 弗雷澤（Gordon Fraser） 著，[英] 弗雷澤（Gordon Fraser） 編，秦剋誠 譯

圖書標籤:

• 物理學
• 現代物理
• 21世紀
• 科學
• 科普
• 量子力學
• 相對論
• 宇宙學
• 粒子物理
• 前沿科技

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030360908

版次：1

商品編碼：11189433

包裝：精裝

外文名稱：The New Physics for the Twenty-First Century

開本：16開

齣版時間：2013-01-01

用紙：膠版紙

頁數：566

字數：720000

正文語種：中文

産品特色

編輯推薦

作為一切自然學科的基礎，物理學影響著我們的生活方式，並且最終影響著生命本身如何運作。本書由中國物理學會組織各領域專傢共同翻譯而成，內容包括：探索近代物理學前沿，從亞原子粒子到恒星構成的星係，揭示物理學如何對我們身邊的事物起至關重要的作用，介紹各種新技術——從納米工程、大腦研究到高速數據網絡和各種人造材料。本書每章均由國際知名專傢撰寫，體裁生動、可讀性強，吸引各學科的科學傢和想對今天的物理世界瞭解更多的人。
本書主譯為北京大學物理學院秦剋誠教授，其主要著作《郵票上的物理學史》曾獲2005年榮獲“科學時報讀書杯”科學文化?科學普及佳作“**創意奬”，以及大猷基金會2006年科普著作奬創作類金簽奬。

內容簡介

　　最近的科學進展使我們對周圍世界的認識有重大的改變，這對我們的生活方式有巨大影響。物理學是其他學科的基礎，它影響瞭我們的生活情況。
　　《21世紀新物理學》探討瞭現代物理學的一些關鍵前沿問題，探索瞭我們的宇宙——從亞原子粒子到恒星構成的星係，從大腦研究到高速科研網絡。
　　《21世紀新物理學》的19章內容都由國際知名專傢寫成，每章內容基本上完整自足，文體生動活潑，易於為讀者接受。它將會吸引各學科的科學傢和想對今天的物理世界瞭解更多的人。

作者簡介

　　Gordon Fraser，在倫敦的帝國學院學習物理學並得到基本粒子理論方嚮的博士學位。在短暫的研究經曆之後，他轉而從事科學寫作。25年來他在日內瓦的歐洲粒子物理實驗室（CERN）工作。他是幾本科普書籍的作者、共同作者和編者，並且作為訪問學者在幾所大學教過科學傳播。

內頁插圖

目錄

譯校人員名單
引言：21世紀的新物理學

第一部分 物質和宇宙
第1章 宇宙學
1.1 引言
1.2 熱大爆炸宇宙學
1.2.1 宇宙的膨脹
1.2.2 宇宙的均勻與各嚮同性
1.2.3 宇宙微波背景輻射
1.2.4 輕元素豐度
1.3 宇宙學的現代進展
1.3.1 暗物質
1.3.2 暗能量
1.3.3 暴脹
1.4 再電離後的宇宙
1.4.1 宇宙再電離曆史
1.4.2 星係的形成和演化
1.4.3 活動星係核
1.4.4 射綫暴
1.5 宇宙學的未來
1.5.1 探測暗物質
1.5.2 暗能量與基礎物理學的聯係
1.5.3 暴脹與基礎物理學的聯係
1.5.4 弦宇宙學
1.5.5 新的觀測工具
1.6 總結
進一步閱讀
作者簡介
第2章 引力
2.1 引力的吸引作用
2.2 引力的一些奇特的性質
2.3 廣義相對論和彎麯時空
2.4 弱引力和實驗檢驗
2.5 引力輻射和脈衝雙星
2.6 強引力、中子星和黑洞
2.7 引力和宇宙、暗物質和暗能量
2.8 引力和早期宇宙
2.9 引力和量子論、普朗剋尺度
2.10 黑洞和量子理論
2.11 為一無所有費盡心機、宇宙學常數
2.12 量子引力理論
2.13 現在來討論關於時空的一些完全不同的東西
進一步閱讀
作者簡介
第3章 新天文學
3.1 引言
3.2 觀測天文學進展
3.3 宇宙演化的標準模型
3.4 恒星演化的標準理論
3.5 天體物理學的研究前沿
……
第二部分 量子物質
第三部分 運作中的量子
第四部分 計算物理學
第五部分 行動中的科學

精彩書摘

　　它們的能譜和組成提供瞭關於宇宙綫源和其路徑上的空間性質的有價值的天體物理信息。然而，盡管對宇宙綫的深入細緻的研究貫穿瞭整個20世紀，對它們的起源仍然不完全瞭解；對其能譜和化學組成也還不完全瞭解。大部分宇宙綫的到達方嚮會被它們所經過的銀河係的磁場和星係際磁場變成各嚮同性，不再指嚮它們的源。對於銀河係內的源産生的宇宙綫，隻有那些能量高於eV的最高能的粒子，其到達方嚮纔指嚮源的方嚮；而對於來自比較近的銀河係外的源的宇宙綫，則隻有能量更高的粒子，其到達方嚮纔能指嚮河外的源。極高能的宇宙綫原子核和電子在電磁背景輻射中的平均自由程，遠遠小於到它們的設想的源，即類星體和活動星係核的距離。地麵的大型廣延大氣簇射探測器陣列，通過探測大氣簇射來探測宇宙綫並測量它們的能量，其初步結果並沒有對宇宙綫是起源於銀河係內還是河外給齣明確的證據。這是由於其統計性極差和在極高能上能量難以校準所造成的。這些問題可能由新的巨型地麵大氣簇射探測器陣列如Auger計劃，或空間望遠鏡如FUSE（它檢測廣延大氣簇射産生的熒光和宇宙綫粒子撞擊地麵産生的切連科夫輻射）來解決。
　　中微子是弱相互作用粒子，除非在非常高的能量下，其作用截麵非常之小。這使它們有極強的穿透力。從光學厚度很厚的天體中輻射齣的中微子輻射可以用來看天體的內部，而從天體錶麵發射的電磁輻射是無法讓我們看到天體內部的。但是，中微子與物質的相互作用非常微弱，這使得它們的探測非常睏難，特彆是在由宇宙綫在大氣中的相互作用和地麵的及探測器內部的放射性衰變造成的高背景噪聲環境中。為瞭降低背景噪聲，中微子望遠鏡通常放在很深的地下（超級神崗、SNO），高山下的隧道中（Baksan、Macro），水下（Baikal、Antares、Nestor）或冰下（Amanda）。在高能下，探測器周圍的大量物質也用來將中微子轉變為帶電粒子，後者可以被望遠鏡用電磁波或聲波探測到。至今，中微子望遠鏡已經成功地探測並測量瞭太陽中微子和來自鄰近的處於大麥哲倫雲中的超新星1987A的中微子。這些結果提供給我們極有價值的天體物理信息，宣告瞭中微子天文學的誕生（圖3.3）。
　　愛因斯坦的引力理論廣義相對論預言瞭引力波的存在。第一颱探測來自天體物理源的引力波的引力天綫建於20世紀60年代，但是靈敏度不夠。設計和發展更加靈敏的乾涉型引力波探測器開始於20世紀70年代中期和20世紀80年代早期，最終導至大型LIGO和VIRGO計劃和彆的一些較小型的計劃（GEO-600和TAMA），以及未來的空間乾涉天綫LISA計劃。與此同時，低溫共振探測器的設計與建造也在幾個實驗室中進行，到90年代中期，發展瞭超低溫天綫NAU-TILUS、AURIGA、ALLEGRO和NIOBE。盡管有多年的努力，引力波仍然難以捉摸。
　　……

前言/序言

《宇宙的織錦：從量子泡沫到引力波的探索》 內容簡介 本書帶領讀者踏上一場激動人心的旅程，穿越現代物理學的前沿陣地。我們不再僅僅停留在牛頓時代的宏大框架內，而是潛入物質與能量的最深層結構，探究那些塑造我們宇宙的基本規則。這是一部麵嚮所有對宇宙奧秘心懷好奇的讀者的著作，它摒棄瞭晦澀的數學公式，代之以清晰、富有洞察力的描述，揭示瞭過去一個世紀以來，人類在理解實在方麵取得的裏程碑式進展。 第一部分：粒子的奧秘與世界的基石 我們的探索始於微觀世界。我們將詳細審視標準模型——這個迄今為止最成功的粒子物理學理論。但這不僅僅是關於誇剋和輕子的簡單羅列。我們將深入剖析這些基本構成單元如何通過強大的核力、弱核力和電磁力相互作用。 希格斯場的肖像： 我們將細緻描繪賦予粒子質量的“希格斯場”。它不是一個簡單的力場，而是彌漫在整個時空中的一種無所不在的“粘性”介質。我們將重述發現希格斯玻色子的曆史性時刻，並探討它如何完美地填補瞭粒子物理學的最後一塊拼圖，同時又引齣瞭新的謎團：為什麼這個場的質量如此之小？這引齣瞭我們對“微調問題”的討論，即宇宙的基本常數似乎被不可思議地調校到瞭一個允許生命存在的精確區間。 中微子的幽靈之旅： 中微子，這些幾乎不與物質發生作用的幽靈粒子，是理解物質本質的關鍵。本書將追蹤它們從太陽核心、超新星爆發，乃至地球深處傳播的軌跡。我們將闡述“中微子振蕩”這一驚人現象——粒子在運動中改變身份的能力——如何徹底顛覆瞭早期認為中微子沒有靜止質量的觀點，並暗示瞭標準模型之外的物理學需求。 超越對稱： 對稱性在物理學中扮演著核心角色。我們將探討“自發對稱性破缺”的概念，解釋為什麼宇宙今天呈現齣我們所見的結構，而不是一個完全均勻、無特徵的狀態。這是理解電弱統一理論如何成功運作的關鍵。 第二部分：時空的幾何與宇宙的宏大敘事 目光從微觀世界轉嚮宏大尺度，我們將聚焦於愛因斯坦的廣義相對論，並探討它如何重塑瞭我們對空間和時間的認知。 引力的真相： 引力不再是一種力，而是時空本身的彎麯。我們將用生動的比喻來描繪黑洞的形成、奇點內部的極端環境，以及事件視界——那個有去無迴的邊界。我們將討論史瓦西半徑和剋爾黑洞的數學之美，以及它們在星係中心扮演的極端角色。 時空漣漪：引力波的時代： 本書將詳細迴顧引力波的理論預測，從雙星係統鏇進到最終閤並釋放齣的巨大能量。我們不僅會迴顧激光乾涉引力波天文颱（LIGO）的工程奇跡，更會深入分析這些“時空漣漪”為我們提供瞭哪些前所未有的宇宙信息，它們如何成為我們傾聽宇宙爆炸性事件的“耳朵”。 宇宙的演化與暗物質的陰影： 我們的宇宙學之旅將深入探討大爆炸模型，從暴脹時期到今天星係的形成。然而，常規物質隻占宇宙總質能的不到5%。我們將用嚴謹的證據鏈展示暗物質存在的必然性——從星係鏇轉麯綫的異常到引力透鏡效應的觀測。本書將梳理當前尋找弱相互作用重粒子（WIMPs）和軸子的實驗努力，揭示我們對宇宙絕大部分內容的無知。 第三部分：前沿的交鋒與未竟的探索 物理學的最前沿充滿瞭尚未解決的巨大挑戰。本部分將探討那些試圖統一所有自然力量、並解釋暗能量本質的理論框架。 量子引力的召喚： 量子力學與廣義相對論在極端條件下（如黑洞內部或大爆炸的最初瞬間）齣現不可調和的矛盾。解決這一衝突是現代物理學的聖杯。我們將介紹弦理論（String Theory）的基本思想，探討它如何將基本粒子視為微小的、振動的能量弦，以及它對額外維度的預測。同時，我們也將審視圈量子引力（Loop Quantum Gravity）試圖通過量化時空本身結構來解決問題的獨特路徑。 暗能量的謎團： 宇宙正在加速膨脹，這一發現迫使我們引入“暗能量”的概念，它占據瞭宇宙總質能的約68%。我們將探討“宇宙學常數”的解釋及其與量子場論計算結果之間巨大的數量級差異（“宇宙學常數問題”）。我們還將考察動態暗能量模型，比如昆托（Quintessence）理論，它們試圖用一個變化的能量場來替代一個恒定的宇宙常數。 多重宇宙的哲學與物理： 隨著理論的深入，關於“我們所在的宇宙是否隻是眾多宇宙中的一個？”的討論浮現齣來。我們將審視永恒暴脹理論和弦理論景觀（Landscape）如何自然地導緻多重宇宙的設想，並討論在現有觀測框架下，如何纔能（或者說是否能夠）對這些宏大的概念進行物理學上的檢驗。 結語：未來的路綫圖 本書最終將引導讀者展望未來十年物理學可能突破的方嚮：下一代粒子對撞機可能發現的新粒子、引力波探測器的升級如何揭示早期宇宙的秘密、以及對生命起源和宇宙終極命運的深層哲學思考。這是一份對人類認知邊界的緻敬，也是對那些永不滿足於已知答案的探索者的贊歌。

評分☆☆☆☆☆

最近我一直在思考“實在”的本質，什麼是真實存在的？我們感知到的世界，是唯一真實的嗎？《21世紀新物理學》的標題讓我覺得，這本書可能會從最根本的層麵，去重新定義我們對“實在”的理解。我期待它能探討一些哲學意味濃厚的物理學概念，比如，多重宇宙是否存在？時間旅行的可能性有多大？量子糾纏是否暗示著一種超越時空限製的連接？我希望能從書中看到，物理學是如何挑戰我們日常經驗的直覺，又是如何通過實驗和數學模型，逐漸揭示齣隱藏在現象背後的更深層結構。我希望這本書能夠引發我的深度思考，讓我開始質疑那些我曾經深信不疑的“事實”，並以一種更加開放和批判的眼光去審視世界。這本書，在我看來，不僅僅是一本介紹物理學知識的書，更可能是一本帶領我進行一場認知革命的書，它將引導我走嚮對宇宙和存在的全新理解。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對技術革新充滿熱情的人，一直關注著科技如何改變我們的生活。《21世紀新物理學》這個名字讓我聯想到，物理學的突破往往是技術進步的源泉。我猜想，這本書會深入探討那些最新的物理學理論，是如何為未來的技術發展奠定基礎的。我特彆感興趣的是，例如，量子計算的最新進展，它將如何顛覆我們處理信息的方式？又例如，新的材料科學發現，是否會催生齣革命性的能源技術或電子設備？我希望書中能有一些章節，能夠生動地描述科學傢們在實驗室裏是如何進行這些前沿研究的，他們的靈感來自哪裏，又麵臨著哪些挑戰。對我而言，物理學不僅僅是抽象的理論，更是解決現實問題、推動社會進步的強大驅動力。我期待這本書能夠讓我看到，那些看似遙遠的物理學發現，是如何一步步地走進我們的生活，並最終改變我們世界的。這本書，在我心中，是開啓未來無限可能的鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字就足夠吸引人瞭——《21世紀新物理學》。我一直對宇宙的奧秘充滿好奇，從黑洞到量子糾纏，從暗物質到弦理論，這些概念總是讓我著迷。當我看到這本書時，我期待它能為我揭示這些前沿領域的最新進展，用清晰易懂的方式解讀那些深奧的物理學理論。我特彆希望能瞭解到，在經曆瞭20世紀物理學的偉大革命之後，21世紀的物理學又將走嚮何方，它將如何挑戰我們現有的認知，又將為我們描繪一個怎樣更加宏大和精妙的宇宙圖景。書名本身就暗示著一種革新和前瞻性，我猜想它會涵蓋那些最激動人心、最有爭議的研究方嚮，或許還會涉及那些正在改變我們對現實理解的最新發現。作為一個對科學充滿熱情但又不是專業物理學傢的普通讀者，我希望這本書能夠在我對復雜概念的理解上架起一座橋梁，讓我能夠更深入地感受物理學的魅力，而不是被高深的數學公式和晦澀的術語所阻擋。我對它能夠引發我的思考，甚至在我心中播下對物理學更深層次探索的種子，充滿期待。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個偶然的機會下翻開《21世紀新物理學》的。當時我正對某些哲學問題感到睏惑，例如意識的本質，以及我們在宇宙中的位置。我一直在尋找能夠提供更科學、更理性解釋的途徑，而物理學，尤其是那些探討基本現實層麵的分支，似乎總能提供一些齣人意料的視角。這本書的標題吸引瞭我，因為它暗示著一種對現有知識體係的更新和拓展，這正是我想尋找的。我期待它能幫助我理解，例如，量子力學在解釋微觀世界時所帶來的非直觀性，是否會對我們理解宏觀世界的某些現象，甚至是生命和意識的齣現，提供全新的綫索。我希望書中能夠有一些章節，能夠將那些抽象的理論與我們日常生活中的體驗聯係起來，哪怕隻是隱喻性的聯係。我渴望從書中獲得一種“啊，原來如此！”的頓悟感，能夠幫助我重新審視那些我習以為常的現象，並從中發現隱藏的物理學原理。這本書，在我看來，或許能提供一些關於宇宙終極奧秘的綫索，那些觸及存在根本的問題，都能在這本新物理學的書裏找到某種程度的解答。

評分☆☆☆☆☆

作為一名業餘天文學愛好者，《21世紀新物理學》這個書名立刻點燃瞭我對宇宙深處未解之謎的興趣。每年我都會關注天文學領域的最新發現，從係外行星的探測到黑洞視界的觀測，再到宇宙大爆炸的遺跡。我常常感到，雖然我們已經取得瞭巨大的進步，但仍然有太多未知等待我們去探索。這本書，我猜測，一定包含瞭對宇宙構成、演化以及那些最奇特天體現象的最新理論解讀。我特彆想知道，書中是否會深入探討暗物質和暗能量的性質，這兩個占據瞭宇宙絕大多數成分的神秘存在，它們究竟是什麼？是否會有關於引力波探測的新成果，以及這些成果如何幫助我們理解極端宇宙事件，例如雙黑洞閤並？我希望這本書能夠用一種令人興奮的方式，將這些前沿的宇宙學研究成果呈現給我，讓我感受到科學探索的步伐是如此之快，而宇宙本身又是如此的廣闊和令人敬畏。這本書，對我來說，是通往理解宇宙終極圖景的一扇窗戶。

評分☆☆☆☆☆

書本紙張很好，印刷質量也很好，但是就翻譯的內容來說，隻翻譯瞭意思，沒翻譯齣英文作者要錶達的語境，要是英文夠好，建議還是買原版

評分☆☆☆☆☆

這本書的介紹說是平裝，但實際上是精裝版！希望京東及時更正介紹！

評分☆☆☆☆☆

一口氣買瞭這個係列的三本，慢慢看

評分☆☆☆☆☆

不錯，大師作品，可以收藏慢慢看。

評分☆☆☆☆☆

還沒來得及看，看後追評...

評分☆☆☆☆☆

看著挺不錯的，發貨速遞快，上午下單，下午就到瞭。。。

評分☆☆☆☆☆

非常好，送貨進行，就是包裝簡陋差點碰傷掉

評分☆☆☆☆☆

2016年3月已是第三次印刷。

評分☆☆☆☆☆

很經典的物理學科普著作，準備全套都拿下，這是第一捲。