从夸克到宇宙：理论物理的世界 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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中国科学院理论物理研究所 著

图书标签:

• 理论物理
• 粒子物理
• 宇宙学
• 量子力学
• 相对论
• 弦理论
• 高能物理
• 物理学
• 科普
• 科学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030572387

版次：31

商品编码：12360081

包装：平装

开本：32开

出版时间：2018-05-01

页数：360

正文语种：中文

内容简介

理论物理学是研究物质、能量、时间和空间以及它们的相互作用和运动规律的科学，它揭示的是自然界中所有物理现象的本质。理论物理的研究对象小到物质的基本组分夸克，大到整个宇宙，研究对象极其丰富。理论物理学经过20世纪的蓬勃发展后，现在仍有大量的重要问题亟待回答，如暗物质的性质、暗能量的本质、粒子物理标准模型的完备性以及是否存在**标准模型的新物理、爱因斯坦的广义相对论是否是引力理论的**理论、大统一理论是否存在、宇宙的起源、量子力学的诠释、黑洞的本质以及引力的量子化和时空的起源等。另外，理论物理在其他学科领域具有广阔的应用，如生物体系、社会复杂系统、能源问题等。本书收集了中国科学院理论物理研究所科研人员近年来撰写或者翻译的，涉及上述课题的一些优秀科普文章。

好的，这是一本关于现代物理学及其前沿探索的图书简介： 《视界之外：探索物质的终极结构与时空的演化》 本书是一部深入浅出的科普力作，旨在带领读者穿越现代物理学的最前沿，揭示我们宇宙的基本构成、运作法则以及它壮阔的演化历程。我们不再满足于牛顿力学的宏大图景，而是将目光投向原子核内部的微观世界，以及宇宙尺度下的引力与时空结构。 第一部分：微观的交响——量子世界的奇妙规则 在物质的最深处，隐藏着一个与我们日常经验截然不同的领域——量子世界。本部分将首先描绘经典物理学在解释原子结构时所遭遇的困境，并由此引出二十世纪初物理学革命的浪潮。 我们将详细阐述量子力学的基本原理，但不同于枯燥的数学推导，我们着重探讨其蕴含的哲学意涵。从波粒二象性的悖论，到海森堡不确定性原理所揭示的测量极限，读者将领略到微观粒子行为的内在随机性和概率性。我们会深入探讨薛定谔方程，不是作为一道复杂的数学题，而是作为描述量子态随时间演化的核心工具。 随后，我们将进入粒子物理学的殿堂。标准模型是目前对基本粒子及其相互作用最成功的描述框架。本书将详细介绍构成物质的费米子（夸克和轻子）及其所携带的内禀属性——自旋与电荷。更重要的是，我们将介绍传递基本力的玻色子，包括光子、W和Z玻色子，以及粘合夸克于一体的胶子。标准模型不仅是一个分类系统，它更是一个精密的互动网络。我们将解析强相互作用（量子色动力学，QCD）的“禁闭”特性，以及弱相互作用在放射性衰变中的作用。 当然，标准模型并非终点。本书会细致剖析其局限性，特别是对引力的缺失，以及未能解释中微子质量和暗物质等现象。这为我们引向下一阶段的探索——超越标准模型的理论前沿。 第二部分：宏观的张力——时空、引力和宇宙的命运 将目光从微观提升至宇宙尺度，我们必须面对爱因斯坦的伟大遗产——广义相对论。本书将生动地解释广义相对论的核心思想：引力不是一种力，而是由物质和能量对时空几何的扭曲所致。我们将通过考察引力透镜效应、水星近日点的进动等经典实验证据，来确立这一理论的坚实基础。 广义相对论的预言是惊人的，其中最引人注目的便是黑洞的存在。我们将详细描绘黑洞的结构——事件视界、奇点，以及霍金辐射的可能性，探讨它们在星系演化中的角色。 本书的另一核心主题是宇宙学。我们将追溯宇宙从诞生至今的宏大史诗。从大爆炸模型的基石——哈勃定律和宇宙微波背景辐射（CMB）的发现，到暴胀理论对早期宇宙不均匀性的解释。CMB不仅是宇宙的“婴儿照片”，更是我们理解宇宙成分的关键线索。 在当前宇宙学最引人入胜的谜团中，暗物质和暗能量占据了核心地位。我们将审视支持暗物质存在的引力证据（如星系旋转曲线和星系团动力学），并介绍当前搜寻WIMP（弱相互作用重粒子）等候选者的实验努力。更具颠覆性的是暗能量，这种神秘的反引力驱动力正在加速宇宙的膨胀，它的本质或许是真空能量，或是对引力理论本身的修正。 第三部分：理论的交汇点——寻找终极统一 物理学的终极目标，是建立一个能够统一描述所有自然力的理论框架。本书将探索这些前沿的尝试，它们试图弥合量子力学与广义相对论之间的鸿沟。 我们将详细介绍弦理论/M理论。它假设基本粒子并非点状，而是微小的振动弦，这种框架自然地包含了引力子，并需要额外的空间维度来保持数学上的一致性。我们探讨其核心概念——对偶性和全息原理，以及它们如何为理解黑洞信息悖论提供新的视角。 另一条主要的统一路径是圈量子引力（LQG）。LQG试图在不引入额外维度的情况下，对时空本身进行量子化处理，认为时空在普朗克尺度上是由离散的“量子”构成的。我们将对比弦论和LQG在处理量子时空问题上的不同策略。 本书的最终部分将探讨多重宇宙的可能性，这既是宇宙暴胀理论的自然推论，也是弦理论景观（Landscape）的产物。我们讨论如何（或是否）能通过观测物理常数来间接验证这些超越我们可观测视界的理论。 结语：未尽的旅程 《视界之外》的目的不是提供所有答案，而是激发读者对未知的好奇心。它清晰地描绘了人类对自然界理解的边界，展示了理论物理学家如何运用数学的严谨和想象力的飞跃，去描绘一个比我们感官所能触及的更为深刻、更为精妙的实在。本书是献给所有对物质的终极本质、时空的起源与命运抱有深切疑问的求知者的指南。

评分☆☆☆☆☆

从排版和设计角度来看，这本书也体现了出版方的用心。物理学的书籍常常因为图表的堆砌而显得臃肿，但这部作品的插图和示意图都经过了精心的筛选和优化，它们不是单纯的装饰，而是对文字论证的强力支撑。例如，那些关于弦论多维空间弯曲的拓扑图，既抽象又精准，极大地帮助了想象力的构建。此外，作者的语言风格在保持学术严谨性的同时，也注入了一种知识分子的幽默感，使得阅读体验保持在高强度的同时，又充满了愉悦感。它没有那种高高在上的精英主义腔调，而是以一种邀请的姿态，欢迎任何对宇宙终极奥秘抱有热情的探索者。这本书的整体质量，无疑将它提升到了当代物理学普及读物中的一个新标杆地位。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构和叙事方式简直是教科书级别的典范，作者在处理复杂概念时展现出了令人赞叹的清晰度和耐心。从最基础的物质构成讲起，每一步的逻辑推导都如同搭建精密的建筑，层层递进，让人感觉每跨越一个章节，自己的认知边界就被拓宽了一大截。尤其欣赏作者在引入高深理论时，总能找到恰到好处的类比，比如用一个日常的物理现象来解释量子纠缠的诡异性，这种‘接地气’的处理方式，极大地降低了初学者的阅读门槛。我尤其记得其中一章对相对论框架的重构，它没有仅仅停留在爱因斯坦的公式展示上，而是深入挖掘了引力如何作为时空几何的体现而存在，这种深入骨髓的理解，让我对宇宙的宏大尺度有了一种前所未有的敬畏感。阅读过程中，我几次停下来，不是因为看不懂，而是因为被那种纯粹的知识之美所震撼，需要时间去消化和回味。这本书的价值不在于它提供了多少新知识，而在于它如何系统、严谨且充满人文关怀地，将物理学的核心思想植入读者的脑海。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我最初翻开这本书时，心里是有些忐忑的，毕竟‘理论物理’这四个字本身就自带一种拒人于千里之外的冷峻感。然而，这本书的笔触却出乎意料的轻盈和富有诗意。它仿佛是一位经验丰富的向导，带着你在知识的丛林中穿梭，而不是粗暴地把你推向悬崖边上。其中关于宇宙起源的探讨，那种从大爆炸的奇点到暴胀理论的演化描述，读起来简直就像在聆听一首宏大的交响乐，充满了张力和高潮。作者在描述那些尚未被完全证实的猜想时，那种严谨的学术态度与对未知的好奇心达到了完美的平衡。他没有把物理学描绘成一套板上钉钉的真理集合，而是展现了它作为一个不断自我修正、自我超越的动态学科的本质。这种叙事上的张力，使得阅读体验非常引人入胜，让人从头到尾都保持着一种积极的探索欲，而不是被动接受信息。

评分☆☆☆☆☆

这本书带来的最直接感受是一种精神上的‘排毒’过程。在信息爆炸的时代，我们的大脑常常被碎片化的、不连贯的知识所占据。而这部作品则提供了一种久违的、从宏观到微观的、完整的思考体验。它强迫你慢下来，去关注那些基本公理和深刻的哲学蕴含。比如，作者对‘时间箭头’的探讨，不仅仅是熵增的简单重复，而是深入到热力学与量子力学的交叉点，提出了发人深省的问题。我发现，在阅读这本书的过程中，我对日常生活中发生的许多现象——比如光线的弯曲、物质的稳定性——都有了更深一层的联想和反思。这本书不是被动阅读的对象，它更像是一个思维的激发器，鼓励你在读完之后，依然能带着它提供的视角去观察和思考世界，真正实现了知识的内化。

评分☆☆☆☆☆

这本书的论证深度和广度令人印象深刻，它绝非那种只停留在科普表面的‘轻阅读’材料。作者在涉及规范场论和粒子物理标准模型的部分，处理得极其老道，既保证了对非专业人士的友好性，又在关键的数学结构上给予了足够的尊重和剖析。我特别关注了作者如何巧妙地引入对称性破缺的概念，这部分内容常常是其他书籍处理不好的难点。在这里，它被解构得井井有条，仿佛一块块拼图完美契合，让人豁然开朗。读完这一块，我感觉自己对‘为什么基本粒子具有当前的质量’这个问题，有了一个更接近物理学家视角的理解框架。更难得的是，书中的参考文献和引用的历史背景都非常扎实，这表明作者不仅精通理论，对物理学发展的历史脉络也有着深刻的洞察力，使得整个阅读过程充满了历史的厚重感。