正版 图解宇宙与量子理论竹内薰宇宙学科普读物原子等微观粒子到主序星红白矮星恒星天文学教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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竹内薰 著，宁凡 译

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• 原子物理
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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115462107

商品编码：19205667954

包装：平装

开本：32

出版时间：2017-11-01

字数：194

商品参数

图解宇宙与量子理论
	定价	39.80
	出版社	人民邮电出版社
	版次	第1版
	出版时间	2017年11月
	开本	32
	作者	竹内薰
	装帧	平装
	页数	0
	字数	194
	ISBN编码	9787115462107

内容介绍

本书是—本宇宙学科普读物，从原子等微观粒子，到主序星、红、白矮星等恒星，以及宇宙中的暗物质，作者——进行了详尽地解读。本书将宏观的宇宙与微观的粒子相结合，用数学工具和想象力为读者描绘出婴儿宇宙、平行宇宙、创造粒子的“超弦”等奇异的概念。

作者介绍
【日】竹内薰 主编 1960年生于东京。爱猫科学作家。在东京大学理学系毕业后，又拿到了麦吉尔大学（加拿大）的理科博士学位。除了撰写—些科技类图书，还担任电视台的评论员、广播电台的主持人，解说数学类节目，并为报刊杂志撰写小专栏，参加各种各样的科普活动。 他的著作有《猫耳少女的量子理论》、《主见过强的人和没有主见的人》、《成就卓著的科学家们》（以上为PHP研究所版权所有）、《驹大数学特别集中讲座》（与他人共同编著，扶桑社版权所有）、《狄奥尼修之耳》（德间文库版权所有）等。 蒋赟 专业审校 现为丹麦哥本哈根大学玻尔研究所博士后研究员。2015年获得美国加州大学戴维斯分校博士学位，曾获2013年全美 LHC-TI项目荣誉研究生奖学金，2014年度国家优秀自费留学生奖学金以及加州大学优秀毕业生杰出学术成就奖等多项大奖和荣誉 。 研究领域为超标准模型的粒子物理以及粒子宇宙学，已在希格斯物理、超对称物理、暗物质、额外维时空以及有效场理论等方向开展研究。目前主要致力于研究与早期宇宙相关联的粒子宇宙学问题。至今在国际—级学术刊物上发表论文二十余篇（包括高影响因子的物理评论快报两篇），论文总引用数近千次，同时担任JHEP, Phys. Rev. D, Nucl. Phys. B, Mod. Phys. Lett. A等国际—级期刊论文审稿人。

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—部生动有趣的极简宇宙史，用图表和漫画的形式通俗易懂地讲解宇宙和量子理论，相对论、弦理论、量子力学不再晦涩难懂。宇宙大百科 天文学入门 太空知识入门
目录

前言 / 3  
本书概要 / 8  
 
第1章 探索宇宙  
天文学与量子理论的结合 从微观看宏观 / 10  
宇宙的规模 从宇宙到量子 / 12  
古代的宇宙观 人类对宇宙的探知从未间断 / 14  
地心说 到中世纪为止的宇宙观 / 16  
日心说1 提出日心说的哥白尼 / 18  
日心说2 打破宗教特权 / 20  
宇宙的膨胀 宇宙在不断膨胀中 / 22  
炽热的奇点 宇宙是从—个火球开始的 / 24  
光的速度 宇宙为什么如此浩瀚 / 26  
相对论 描述时空的相对论 / 28  
爱因斯坦场方程式 爱因斯坦的宇宙论 / 30  
专栏1 为什么夜晚是黑暗的 / 32  
 
第2章 量子理论  
原子论 人类想要了解万物的根源 / 34  
量子理论的开端 发现非连续性现象 / 36  
普朗克尺度 以普朗克的名字命名的基本单位 / 38  
原子模型1 原子是西瓜还是土星 / 40  
原子模型2 电子分散在轨道上 / 42  
物质波 所有的物质都具有波动性 / 44  
薛定谔方程式 用概率描述世界 / 46  
不确定性原理 无法同时确定的位置与速度 / 48  
量子理论的解释1 是神在掷骰子吗 / 50  
光电效应 爱因斯坦所描述的光的粒子性 / 52  
波动性与粒子性 展示电子波动性的实验 / 54  
量子理论的解释2 玻姆的量子势能 / 56  
隧穿效应 量子有—定概率可以穿过势垒 / 58  
量子理论的解释3 玻姆对于隧穿效应的解释 / 60  
自旋1 电子的自旋不是旋转的 / 62  
自旋2 量子世界中的奇妙性质 / 64  
泡利不相容原理 玻色子与费米子 / 66  
超流体与超导体 奇妙的“超”现象 / 68  
量子波动 能量可以在真空中波动 / 70  
专栏2 身边的量子力学 / 72  
 
第3章 恒星的进化  
元素的起源 我们都是恒星的—部分 / 74  
元素分析 了解构成恒星的元素 / 76  
恒星的—生 质量决定了恒星生命的长短 / 78  
主序星的核聚变反应 太阳内部产生的核聚变 / 80  
红的核聚变反应 红是制造元素的工厂 / 82  
白矮星 简并压支撑着的白矮星 / 84  
超新星爆炸1 连接新—代的大爆炸 / 86  
超新星爆炸2 通过超新星爆炸测量距离 / 88  
中子星1 中子星是巨大的原子核 / 90  
中子星2 构成中子星的奇妙粒子 / 92  
黑洞1 连光线都能吸进去的时空旋涡 / 94  
黑洞2 黑洞也会消失 / 96  
星际气体 恒星的终结是新恒星的诞生 / 98  
专栏3 夸克星的可能性 / 100  
 
第4章 观测到的的宇宙状态  
电磁波 在宇宙中旅行的电磁波 / 102  
发现黑洞 找到看不见的黑洞 / 104  
银河系的构造 恒星汇集而成的银河系 / 106  
宇宙射线的起源 超高能量宇宙射线之谜 / 108  
伽马射线暴 来自银河系外的神秘射线 / 110  
红移 通过光谱了解膨胀速度 / 112  
宇宙背景辐射 证明宇宙大爆炸理论的噪音 / 114  
WMAP 空间探测器发现的波动 / 116  
暗物质1 银河旋转之谜 / 118  
暗物质2 已判明的暗物质分布 / 120  
暗能量 加快宇宙膨胀速度的神秘能量 / 122  
宇宙的构成要素 宇宙的96%还不为人所知 / 124  
宇宙大尺度结构 微观的波动形成宏观的构造 / 126  
大型对撞机 重现早期宇宙的实验 / 128  
专栏4 对撞机能制造出黑洞吗？ / 130  
 
第5章 粒子标准模型  
粒子标准模型 粒子的基础概念 / 132  
强子 夸克构成的强子 / 134  
相互作用力 宇宙中的4种相互作用力 / 136  
反粒子 量子理论与相对论结合后的推论 / 138  
强相互作用力 强相互作用力让太阳发光 / 140  
超子 奇异的原子核 / 142  
弱相互作用力 打破能量守恒定律？ / 144  
未发现的粒子1 传递引力的引力子 / 146  
未发现的粒子2 产生质量的希格斯粒子 / 148  
CPT对称性 物理定律所带有的对称性 / 150  
对称性破缺 对称性破缺会在宇宙中留下物质 / 152  
专栏5 粒子探究之旅 / 154  
 
第6章 宇宙的历史  
宇宙的进化 从“无”开始的137亿年的宇宙史 / 156  
宇宙图 根据宇宙史绘制的宇宙图 / 158  
宇宙的加速膨胀 宇宙的膨胀正在加速 / 160  
星系的布局 宇宙大尺度结构 / 162  
星系的形成 星系是宇宙的基础单位 / 164  
恒星的形成 宇宙中第—个点亮的恒星 / 166  
宇宙放晴 38万年后，视线开朗的宇宙 / 168  
元素的产生 存在于早期宇宙的氢和氦 / 170  
强子的产生 用强大的力量将夸克封闭起来 / 172  
反物质之谜 为什么只有物质被留了下来 / 174  
宇宙大爆炸 高温、高密度的火球宇宙 / 176  
专栏6 宇宙背景辐射的发现之路 / 178  
 
第7章 量子宇宙学  
奇点理论 时光倒流的话，宇宙会变成—个点吗 / 180  
暴胀 真空能量引起的扩大 / 182  
时间的概念 时间的概念随理论—同变化 / 184  
霍金的宇宙论 从无边界开始 / 186  
宇宙诞生以前 宇宙诞生前是什么样的 / 188  
专栏7 薛定谔的猫 / 190  
 
第8章 统—场论  
理论物理与宇宙观测 发展理论物理的关键在于对宇宙的观测 / 192  
标准模型的局限 中微子振荡动摇了标准模型 / 194  
相互作用力的统— 物理学家们的梦想是相互作用力的统— / 196  
暗物质 暗物质是新粒子的备选吗 / 198  
圈量子引力理论1 将相对论量子化的圈量子引力理论 / 200  
圈量子引力理论2 圈量子引力理论与宇宙学 / 202  
超弦理论1 超弦理论的成因 / 204  
超弦理论2 弦能解释世上的—切 / 206  
M理论 从超弦理论到M理论 / 208  
五维时空 宇宙不是四维的吗 / 210  
专栏8 诺贝尔物理学获奖者与量子理论 / 212  
 
第9章 宇宙的今后  
多重宇宙 宇宙只有—个吗 / 214  
宇宙的未来1 宇宙在膨胀还是在收缩呢 / 216  
宇宙的未来2 膨胀中的宇宙的未来 / 218  
 
索引 / 220  

好的，以下是一本不包含《正版 图解宇宙与量子理论竹内薰宇宙学科普读物原子等微观粒子到主序星红白矮星恒星天文学教程》内容的图书简介。 书名：星际航行简史：从伽利略的望远镜到阿尔玛的深空回响 副标题：探寻人类观测极限与宇宙演化前沿的旅程 作者：[此处可留空或替换为虚构作者名] 简介： 本书并非对微观粒子世界的精细描绘，亦非聚焦于恒星的诞生与死亡周期，而是将目光投向一个宏大而连续的主题：人类如何一步步拓展我们对宇宙的认知疆界，以及这些认知如何塑造了我们对自身在时间与空间中位置的理解。我们不纠缠于原子内部的薛定谔方程，而是关注人类在地球这艘“飞船”上，如何设计工具，捕捉来自遥远光年的信息，绘制出前所未有的宇宙图景。 本书开篇，我们将回顾一场革命性的、关乎“观看”方式的变革。这不是关于光的波动性和粒子性的争论，而是关于人类如何从肉眼观测，转向依靠精密仪器——望远镜，来揭示一个肉眼不可见的宏大结构。伽利略·伽利雷，这位历史上的巨人，他所做的不仅仅是把透镜对准天空，而是首次系统性地、以数学的严谨性来记录并诠释他所看到的月球表面的粗糙、木星的伴侣，以及银河的弥散光芒。他的工作，标志着人类从“凭直觉感受宇宙”到“用工具测量宇宙”的重大飞跃。我们将探讨早期折射望远镜的局限性，以及牛顿反射望远镜技术的突破，这些技术奠定了现代光学观测的基础，但其核心关注点在于如何提升分辨率和聚光能力，以观测更暗、更远的结构，而非解释微观物理机制。 随后，叙事将转向对太阳系结构的精确测绘。我们不会深入探讨行星形成的量子力学模型，而是专注于行星运动规律的发现史。开普勒的三个定律，是人类运用严谨的数学工具（基于第谷·布拉赫积累的海量观测数据）所取得的胜利。我们关注的是轨迹的几何形状——椭圆，以及对这些规律的物理性解释，即牛顿的万有引力定律。本书将详述牛顿如何建立起一套适用于天体运动的普适性物理框架，这套框架解释了潮汐的起落、行星轨道的稳定，以及彗星的回归周期。这里的重点在于引力场的宏观描述和轨道力学，而非粒子的相互作用力。 进入近代，本书的重点转向了对银河系结构的探索。我们将在一个更大的尺度上审视问题：我们的家园——银河系究竟有多大？它是否就是全部宇宙？十八世纪对“星云”的研究充满了困惑与争议。这些弥散的光斑究竟是太阳系内或银河系边缘的气体团，还是遥远的“岛屿宇宙”？我们将详细介绍威廉·赫歇尔如何通过“恒星测排法”系统地绘制他所认为的银河形态，即便他的模型在后来的观测中被证明是扁平的盘状结构，这一尝试本身代表了人类试图对自身所处星系进行三维定位的首次严肃尝试。 随后，我们将聚焦于宇宙尺度的量度。要理解宇宙，首先必须测量距离。本书将详述天文学家如何借助造父变星（Cepheid Variables）的周光关系，将距离测量从太阳系内部延伸至邻近星系。亨丽爱塔·勒维特的工作，提供了一条清晰的“标准烛光”路径。我们将追踪哈洛·沙普利如何利用球状星团的分布，推断出太阳系在银河系中的偏远位置，以及爱德温·哈勃如何利用更遥远的造父变星，证实了仙女座星系乃至更远星系的存在，从而彻底打破了“我们的银河系即是宇宙全部”的观念。这里的核心是距离阶梯的建立，而不是恒星内部核聚变的详细过程。 叙事的高潮部分，将转向对宇宙学模型的演变。当我们确认了宇宙中存在着无数星系后，下一个问题是：宇宙是否在膨胀？我们将详细梳理从“静止宇宙”到“动态宇宙”的观念转变。弗里德曼的方程组和勒梅特的“原始原子”概念，描述的是空间本身的演化，是时空几何的宏观行为，而非微观物质的量子特性。我们将重点探讨哈勃的红移观测如何提供了关键的经验证据，以及随后对宇宙微波背景辐射（CMB）的意外发现。CMB的发现，是贝尔实验室彭齐亚斯和威尔逊一次“天线杂音”的记录，它并非基于对早期宇宙量子涨落的理论预测，而是对大爆炸模型的关键残余信号的直接捕获。本书将深入分析这些低能、大尺度的背景辐射数据，如何帮助我们构建出宇宙演化的标准模型——ΛCDM模型。 在本书的后半部分，我们将探讨暗物质与暗能量的证据链。这些发现，同样源于宏观尺度的运动学观测。维拉·鲁宾对星系旋转曲线的测量，显示出行星系统之外的引力效应，暗示了大量不可见的物质存在。这是一种通过引力透镜效应和星系团的动力学稳定性推导出的“缺失质量”，而不是通过粒子加速器对基本粒子物理学的实验验证。同样地，对Ia型超新星光变曲线的精确测量，揭示了宇宙膨胀正在加速，引出了暗能量的概念。这部分聚焦于宏观引力学和观测天文学的精确性，以构建一个解释当前宇宙加速膨胀和结构形成的框架。 最后，本书将以对未来观测任务的展望作结。我们将关注詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）如何利用红外波段，穿透宇宙尘埃，观测更古老、更遥远的星系形成早期阶段。同时，也将讨论下一代射电望远镜（如平方公里阵列，SKA）如何致力于绘制宇宙中最大尺度的结构和中性氢的分布图。这些都是关于“看更远、更清晰”的技术进步，旨在完善我们对宇宙演化史的宏大叙事。 总之，《星际航行简史》是一部关于人类如何利用工程学、几何学和经典物理学的力量，逐步揭示宇宙广袤结构与动力学过程的历史与方法论的著作。它侧重于从伽利略到哈勃，再到CMB测量的宏观证据链条，以及测量工具的演进，而非微观粒子物理的内在机制。它探讨的是我们如何从一颗行星上的居民，成长为能够理解宇宙演化规律的观测者。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特，有一种老派的学者风范，但又充满了对宇宙的无限热情。它没有采用那种浮夸或过度简化的口吻，而是用一种近乎对话的方式，与读者探讨那些宏大而深奥的物理学命题。我特别欣赏作者在阐释复杂物理定律时所展现出的那种哲学思辨的深度。例如，在讨论测不准原理时，它不仅仅是解释了能量与时间的互相关系，更延伸探讨了观察行为对现实的影响，这使得阅读体验从纯粹的科学学习提升到了对存在本质的思考层面。这种将科学与哲学巧妙融合的笔触，让我阅读时充满了沉浸感，仿佛与一位睿智的长者在星空下彻夜长谈。这本书在细节的打磨上极其到位，每一个章节的过渡都非常自然流畅，让人几乎感觉不到阅读的阻力，只是一股脑地被吸入那个奇妙的物理世界之中。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期关注天体物理学进展的业余爱好者，我必须说，这本书的广度和深度都超出了我的预期。它没有回避那些令人挠头的理论难题，比如暗物质和暗能量的本质，而是用一种非常坦诚的态度来呈现目前的科学边界。最让我印象深刻的是它对量子场论基础概念的解释，它没有陷入过多的数学推导，而是用非常巧妙的类比，帮助我们理解了虚粒子和真空涨落的奇异现象。这种处理方式，无疑是为那些想更进一步，但又缺乏深厚数学功底的读者量身定制的。书中的一些插图，特别是关于时空弯曲的示意图，清晰度极高，即便是首次接触广义相对论的人也能迅速抓住要点。这本书不仅是一本知识的集合，更像是一本激发思考的催化剂，读完后，你会发现自己对日常生活中那些看似平常的现象，都会产生全新的、更具物理学视角的看法。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏把握得极为精妙，简直像一部精彩绝伦的科幻史诗，只不过里面的情节都是基于最前沿的科学发现。作者在构建理论框架时，非常注重逻辑的连贯性，不是简单地堆砌知识点，而是通过深入浅出的方式，引导读者一步步建立起完整的宇宙图景。我喜欢它对恒星演化阶段的描述，从氢聚变到氦闪，再到最终的白矮星或中子星，整个过程被描绘得生动立体，让人不禁对时间与物质的循环产生敬畏之情。此外，书中穿插的那些历史背景介绍也非常到位，让我们了解了科学家们是如何一步步攻克那些看似不可能的难题。这种将科学发现置于历史长河中的叙述方式，极大地增强了阅读的代入感和趣味性，完全不像是在读一本教科书。我感觉自己不仅是在学习知识，更是在参与一场伟大的科学探索之旅，每一页都充满了发现的喜悦。

评分☆☆☆☆☆

我注意到这本书在内容更新和信息准确性上做得非常出色。它涵盖了从宇宙大爆炸理论的最新观测证据，到粒子加速器实验的最新发现，显示出作者紧跟科研前沿的态度。特别是对标准模型的扩展和新物理学的探索部分，它并没有给出过于武断的结论，而是以一种开放和审慎的态度介绍了弦理论、圈量子引力等仍在发展中的理论。这种平衡的观点，对于希望建立全面、客观科学观的读者来说至关重要。阅读过程中，我多次停下来思考其中的某些论点，然后去查阅相关的背景资料，每一次的回溯都让我对书中的内容理解得更深一层。这本书的价值不仅仅在于传授既有知识，更在于培养读者批判性思维和对未解之谜保持好奇心的能力。毫无疑问，这是一本值得反复品读，并推荐给所有对“我们从何而来，又将去往何方”感兴趣的人的佳作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是视觉盛宴，那种深邃的宇宙背景加上流动的线条，让人一眼就能感受到其中蕴含的无穷奥秘。我一直对宇宙学和粒子物理学充满好奇，但很多科普读物要么过于晦涩难懂，要么流于表面，缺乏深度。这本书的排版和插图选择非常出色，每一个公式或概念的阐释都配有精美的图示，让原本抽象的理论变得触手可及。我尤其欣赏作者在处理复杂物理概念时的那种细腻和耐心，比如对量子纠缠的描述，既保持了科学的严谨性，又不至于让初学者望而却步。阅读的过程中，我仿佛真的跟着作者的笔触，穿越了广袤的星系，又潜入了微观粒子的奇妙世界。这本书成功地搭建了一座连接宏观宇宙与微观世界的桥梁，让我对我们所处这个时空的认知有了更深层次的理解，绝对是天文爱好者和物理初学者的福音。我迫不及待地想知道作者接下来会如何解读黑洞的事件视界，相信那一部分的图文解析一定会更加震撼人心。