物质运动与时空结构：惯性力、“暗物质”、“暗能量” [Motion of Matter and Space Time: Inertial force, "Dark Matter", "Dark Energy"] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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范勇 著

图书标签:

• 物理学
• 惯性力
• 暗物质
• 暗能量
• 时空结构
• 物质运动
• 相对论
• 宇宙学
• 引力
• 现代物理学

出版社： 哈尔滨工业大学出版社

ISBN：9787560342528

版次：1

商品编码：11362539

包装：平装

外文名称：Motion of Matter and Space Time: Inertial force, "Dark Matter", "Dark Energy"

开本：16开

出版时间：2013-10-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　《物质运动与时空结构：惯性力、“暗物质”、“暗能量”》的内容主要来自作者发表在哈尔滨理工大学学报上的论文《物质运动、引力势和时空结构的相对性——惯性力、“暗物质”、“暗能量”等的本质》，原文是英文。书中对原论文中的推导过程作了详细的补充说明。
　　为了更容易理解，《物质运动与时空结构：惯性力、“暗物质”、“暗能量”》增加了一些补充说明和佐证。主要内容包括：基于当场测定的光速不变以及引力不是超距作用，引出两个基本原理。结合能量守恒定律，进一步验证了这两个基本原理，并由此澄清了惯性力的本质。据此，讨论了“暗物质”、“暗能量”与物质运动和时空结构之间的关系；在不同时空结构之间建立了确切的时间间隔以及空间间隔的时空变换关系；推导出了正确的相对固有速度的合成关系；推导了强相互作用、弱相互作用以及引力之间的基本关系；针对静态球对称引力场，由推出的时间间隔以及空间间隔的确切的时空变换关系直接得出爱因斯坦场方程的精确解；从函数关系及物理意义上确定了弱场近似的假设条件在Schwarzschild度规中所引入的误差，误差随着引力场强增大而增大，在极端的高场强情况下会导致误差非常大，这明确地证明Schwarzscluld度规不合理。
　　《物质运动与时空结构：惯性力、“暗物质”、“暗能量”》适合具有理工科大学二年级数理知识的相关领域的爱好者阅读。

作者简介

　　范勇，1953年3月出生，博士。1978年8月本科毕业于原哈尔滨电工学院电材系，1981年11月硕士研究生毕业于原哈尔滨电工学院电材系。现任哈尔滨理工大学教授，博士生导师。专业研究方向高分子工程电介质材料。国务院政府特殊津贴获得者；黑龙江省优秀中青年专家；2007年教育部授予全国优秀教师称号。长期业余爱好研究物质运动与时空结构之间的关系。

内页插图

目录

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前言/序言

好的，这是一份关于《物质运动与时空结构：惯性力、“暗物质”、“暗能量》这本书的简介，重点在于阐述其探讨的物理学前沿问题，但不涉及书中具体内容或结论。 --- 图书简介： 《物质运动与时空结构：惯性力、“暗物质”、“暗能量》 在宇宙深处的碰撞中，探寻时空与物质的终极奥秘 本书以宏大的视角和严谨的物理学视角，深入探讨了现代物理学前沿最具挑战性的几个核心议题：惯性力的本质、宇宙中占主导地位的“暗物质”与“暗能量”的谜团，以及它们如何共同塑造了我们所观测到的时空结构。 第一部分：时空结构的重塑与惯性力的溯源 时空，不再是牛顿时代的绝对舞台。 自爱因斯坦的相对论革命以来，我们对时空的理解经历了根本性的转变。时空不再是背景，而是与物质运动相互作用的动态实体。然而，在量子力学与广义相对论的交汇点上，我们依然面临着对惯性本质的深刻困惑。 本书首先回顾了牛顿经典力学对惯性概念的描述——即物体抵抗加速的内在属性。随后，它引导读者深入到狭义相对论对惯性系与加速系的重新界定，以及广义相对论中引力与加速运动的等效原理。等效原理，这一看似简洁的原理，却蕴含着将引力几何化的深刻洞见。 然而，当我们试图将惯性力的描述扩展到更广泛的物理图景时，挑战便接踵而至。惯性力，这种在非惯性系中出现的“假想力”，其物理根源究竟是什么？是时空曲率的直接体现，还是需要一种更基础的量子引力理论来解释？本书将探讨一系列关于惯性起源的理论尝试，从马赫原理的哲学思辨到现代对量子惯性机制的探索。它聚焦于探究，我们所感受到的“惯性”，是否是宇宙中物质分布和时空几何耦合的必然结果。理解惯性，不仅是理解物体运动的基础，更是理解时空如何反馈于物质运动的关键。 第二部分：暗流涌动——“暗物质”的引力指纹 我们所见的，只是宇宙的冰山一角。 自20世纪以来，天文学观测的累积证据越来越清晰地表明，我们所依赖的、由恒星、星系和气体构成的“普通物质”（重子物质），仅占宇宙总物质密度的不到5%。剩下的绝大部分，被我们称为“暗物质”。 本书详细梳理了“暗物质”存在的观测证据链条。从星系旋转曲线的异常，到星系团的引力透镜效应，再到宇宙微波背景辐射（CMB）的精细结构，这些现象无一不在暗示着一种不发光、不与电磁波发生强相互作用，却具有强大引力的未知物质的存在。 在理论层面，本书将系统性地探讨当前主流的“暗物质”候选模型。从最广为人知的弱相互作用重粒子（WIMPs），到轻得多的轴子（Axions），再到可能存在的更奇异的粒子。每一类候选者都对粒子的标准模型提出了颠覆性的挑战。本书将审视实验物理学家们在地下深处的粒子探测器中，以及在大型强子对撞机（LHC）等加速器中，为捕捉这些幽灵粒子所做的不懈努力。我们追问：暗物质是否是超对称理论的必然产物？它如何在早期宇宙中充当了星系形成的“骨架”？理解暗物质，是理解宇宙结构形成的必由之路。 第三部分：宇宙加速膨胀的驱动力——“暗能量”的谜团 宇宙的命运，由何种力量主宰？ 20世纪末，对遥远超新星的观测带来了物理学界最令人震惊的发现之一：宇宙的膨胀正在加速。这一发现打破了传统的引力减速膨胀模型，引入了“暗能量”的概念——一种均匀分布在整个时空中的负压排斥力。 本书深入剖析了“暗能量”在宇宙学中的核心地位。它不仅解释了当前的加速膨胀，更是决定了宇宙最终命运的关键因素。本书将详细阐述宇宙学标准模型（ΛCDM模型）中暗能量的角色，以及它与物质密度、曲率之间的精妙平衡。 围绕“暗能量”的理论探索，是当代物理学中最活跃也最困惑的领域。最直接的解释是宇宙学常数 $Lambda$，它被认为是真空本身的能量。然而，量子场论对真空能的理论预估值与观测值之间存在着惊人的、高达120个数量级的差异，这被称为“宇宙学常数问题”——可能是理论物理学中最严重的危机之一。本书也将探讨替代性的模型，如动态的标量场（例如，昆虫动力学模型）或者对广义相对论本身的修正，这些修正试图在不引入全新能量形式的情况下，解释加速膨胀的现象。 第四部分：统一的叙事——惯性、暗物质与时空几何的关联 在最深的尺度上，寻找统一的语言。 本书的最后部分，着眼于构建一个更宏大、更统一的理论框架，探讨惯性力、暗物质和暗能量这三个看似孤立的难题，是否在更深层次的时空结构中存在着内在的联系。 我们是否可以构想一个理论，其中暗物质的分布和行为能够影响时空的几何，进而修改惯性力的体现？或者，暗能量的负压是否以某种方式，通过修改爱因斯坦场方程的某些项，影响了我们对引力的理解，进而影响了惯性在加速系中的描述？ 本书探讨了新兴的、试图整合这些元素的理论方向，例如扩展的引力理论、对时空拓扑结构的假设性修改，以及在修正引力框架下重新审视惯性运动的可能路径。它不是提供最终答案，而是清晰地勾勒出前沿研究者们正在努力的方向：一个能够以单一、优雅的数学语言，解释我们日常所感的惯性、宇宙中不可见的物质引力效应，以及推动宇宙加速膨胀的神秘能量的理论。 总结： 《物质运动与时空结构：惯性力、“暗物质”、“暗能量》是一本面向对基础物理学有浓厚兴趣的读者、科研人员和高年级学生的著作。它以清晰的逻辑和对前沿问题的精准把握，带领读者穿越经典物理的边界，直面现代宇宙学和粒子物理学的核心挑战，引导我们思考：我们对物质、运动和时空的理解，究竟还剩下多少未知的领域需要探索。这本书是对宇宙最深层奥秘的一次深刻而审慎的探寻。

评分☆☆☆☆☆

评价三 这本书绝对是物理学爱好者不容错过的佳作！作者在“物质运动与时空结构”这一宏大命题下，巧妙地将惯性力、暗物质和暗能量这几个核心概念串联起来，形成了一个逻辑严谨且引人入胜的知识体系。我对书中关于惯性力的分析印象深刻，作者不仅阐述了其在经典力学中的地位，还探讨了其在相对论中的演变，这对于理解物体为何会“随波逐流”提供了全新的视角。而对于“暗物质”和“暗能量”，作者并没有止步于泛泛而谈，而是深入分析了各种观测证据，例如星系旋转曲线、宇宙大尺度结构以及宇宙膨胀的加速等，并介绍了科学家们为了探测这些神秘成分所做的努力。这种基于证据的推理方式，让我对这些看似“虚无缥缈”的概念产生了更真实的认知。读完这本书，我感觉自己仿佛置身于一个宏大的科学画卷之中，看到了人类智慧如何一步步揭示宇宙的奥秘。这本书的价值在于，它不仅提供了知识，更传递了一种探索精神，一种对未知的无畏和对真理的追求。

评分☆☆☆☆☆

评价一 这本书的封面设计非常引人注目，深邃的星空背景搭配简洁的标题，立刻就勾起了我对宇宙奥秘的探求欲。读完之后，我仿佛经历了一场思想的盛宴。作者以一种非常清晰且富有逻辑的方式，将抽象的物理概念一一剖析，特别是关于惯性力的阐述，让我对牛顿定律有了更深刻的理解，也对我们日常生活中习以为常的运动有了全新的视角。书中对“暗物质”和“暗能量”的探讨，更是将我带入了一个未知的宇宙前沿。尽管这些概念尚在探索之中，但作者并没有回避其神秘性，而是通过现有的理论模型和观测证据，进行了深入浅出的讲解，让我感受到了科学探索的严谨与魅力。我尤其欣赏作者在解释复杂理论时所使用的类比和图示，它们极大地降低了理解门槛，让即使是初学者也能窥探到物理学的前沿。读完这本书，我感觉自己对宇宙的认知边界被大大拓宽了，对那些隐藏在星辰大海中的未知力量充满了好奇与敬畏。这本书不仅仅是一本科普读物，更是一次关于宇宙本质的哲学思考之旅，强力推荐给所有对宇宙充满好奇的读者。

评分☆☆☆☆☆

评价四 《物质运动与时空结构》是一部极具启发性的著作，它成功地将一些最前沿的物理学概念展现在读者面前，并且以一种令人惊叹的清晰度来呈现。作者在对惯性力的论述上，可以说是做到了既有深度又不失广度，从牛顿的经典解释到爱因斯坦的广义相对论，都给予了详尽的分析，让我对“运动”本身有了更本质的理解。而当讨论到“暗物质”和“暗能量”时，本书更是将我们带入了宇宙学研究的最前沿。作者没有简单地罗列现有理论，而是深刻地阐述了这些“暗”成分为何会成为现代物理学的难题，以及科学家们正在采取的各种理论和实验途径来攻克它们。我特别欣赏书中关于不同模型之间的比较和权衡，这展现了科学研究的动态性和不断修正的过程。虽然“暗物质”和“暗能量”的本质仍然扑朔迷离，但本书提供的坚实理论基础和丰富的研究进展，无疑为我们揭示了未来的研究方向。这本书不仅让我学到了知识，更培养了我对科学方法论的深刻理解。

评分☆☆☆☆☆

评价五 这本书的阅读体验，可以用“颠覆认知”来形容。作者在《物质运动与时空结构》一书中，以一种极其引人入胜的方式，将我们带入了一个关于宇宙本质的深度探索。对于“惯性力”的讲解，让我不再仅仅将其视为一个物理学概念，而是开始思考它与时空本身的深刻联系。书中对“暗物质”和“暗能量”的讨论，更是让我意识到我们所感知的现实世界，只是宇宙的极小一部分。作者没有回避这些概念的神秘性，而是通过严谨的逻辑和丰富的证据，一步步引导读者去理解它们对宇宙演化的巨大影响。我尤其被书中关于宇宙膨胀加速的解释所吸引，这直接指向了“暗能量”的存在，也让我对宇宙的未来充满了无限遐想。这本书的语言风格既有科学的严谨，又不乏文学的感染力，使得原本枯燥的物理概念变得鲜活起来。它让我有机会从一个全新的维度去审视我们所处的宇宙，也激发了我对未知的好奇心和探索欲。这是一本能够让你在阅读过程中不断产生“原来如此”的感慨，并最终对宇宙产生敬畏之情的作品。

评分☆☆☆☆☆

评价二 对于我这样一个物理学的门外汉来说，阅读《物质运动与时空结构》无疑是一次极具挑战但又无比充实的体验。起初，我对于“惯性力”、“暗物质”、“暗能量”这些名词感到有些畏惧，担心会因为专业术语过多而望而却步。然而，作者的叙事风格出乎意料地平易近人。他没有一开始就抛出艰涩的公式，而是从一些我们熟悉的物理现象入手，循序渐进地引入新的概念。当我读到关于惯性力的章节时，那种“惯着”的运动状态以及它为何会产生“力”的感受，变得清晰可辨。而对于“暗物质”和“暗能量”的探讨，作者更是运用了大量的比喻和通俗的语言，将那些遥不可及的宇宙谜团描绘得生动形象。虽然我无法完全理解每一个细节的推导过程，但我能够感受到作者试图向我们传达的，关于宇宙运行规律的宏大图景。这本书让我意识到，我们所见的宇宙只是冰山一角，背后还有着更深层次的、我们尚未完全理解的力量在支配着一切。这次阅读经历，极大地激发了我对科学的兴趣，让我开始主动去了解更多关于宇宙的知识。