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☆☆☆☆☆

[日] 竹内薰 著，宁凡 译

图书标签:

• 宇宙学
• 量子力学
• 物理学
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• 理论物理
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• 科学
• 宇宙
• 量子理论

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115462107

版次：1

商品编码：12219263

包装：平装

开本：大32开

出版时间：2017-11-01

用纸：胶版纸

页数：223

正文语种：中文

产品特色

编辑推荐

　　地心说、日心说、奇点、相对论、物质波、薛定谔方程……
　　这些晦涩难懂的理论在讲什么？
　　主序星、红**、白矮星、超新星、中子星、星际气体……
　　这些星体有什么区别？
　　强子、粒子、反粒子、超子、夸克、原子……
　　这些基本粒子与宇宙有什么关系？
　　伽马射线、黑洞、暗物质……
　　这些星际物质暗示了什么？
　　这本书用图表和漫画的形式一一为我们解答以上问题。从粒子到星系，本书生动直观地讲解了深奥的宇宙学知识；从微观到宏观，本书形象有趣地阐述了晦涩的量子理论。
　　丹麦哥本哈根大学玻尔研究所粒子宇宙学博士后研究员蒋赟为本书进行专业审校。

内容简介

　　本书是一本宇宙学科普读物，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，作者一一进行了详尽地解读。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。

作者简介

　　【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。除了撰写一些科技类图书，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。至今在国际一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等国际一级期刊论文审稿人。

内页插图

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一个火球开始的/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
隧穿效应量子有一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一部分/74
元素分析了解构成恒星的元素/76
恒星的一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
红巨星的核聚变反应红巨星是制造元素的工厂/82
白矮星简并压支撑着的白矮星/84
超新星爆炸1连接新一代的大爆炸/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章观测到的最新的宇宙状态
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一个点亮的恒星/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，宇宙会变成一个点吗/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一同变化/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章统一场论
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
相互作用力的统一物理学家们的梦想是相互作用力的统一/196
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弦能解释世上的一切/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
多重宇宙宇宙只有一个吗/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

宇宙的交响：从宏观到微观的深层探索 本书聚焦于我们所处宇宙的结构、起源、演化及其背后的基本物理定律，深入剖析经典物理学的边界与量子世界的奇诡。 本书旨在为渴望理解宇宙终极奥秘的读者，提供一套系统而富有洞察力的知识框架。我们不会止步于对天文现象的简单描述，而是力求揭示驱动这一切的深层机制，从星系的诞生到基本粒子的相互作用，构建一幅连贯而壮阔的科学图景。 第一部分：宏伟的尺度——宇宙学与广义相对论 本部分将读者从日常经验中抽离，带入到宇宙学的宏大叙事之中。我们将从爱因斯坦的广义相对论奠基性原理出发，探讨时空如何被物质和能量所弯曲、塑造。这不仅仅是抽象的数学，更是我们理解引力、黑洞以及宇宙整体动态的钥匙。 1. 时空几何的革命： 我们将详细解析广义相对论的场方程，解释它们如何描述引力并非一种“力”，而是时空自身的几何属性。书中将通过直观的类比和严谨的推导，展示引力透镜效应、水星近日点的进动等经典验证，为读者建立起对时空弯曲的深刻认识。 2. 宇宙的起源与命运： 核心内容将围绕标准宇宙学模型（$Lambda$CDM）展开。我们将追溯时间之初的“奇点”——大爆炸。重点剖析早期宇宙的阶段：普朗克时期、暴胀理论的必要性与细节、夸克-胶子等离子体的形成，以及核合成如何决定了宇宙中轻元素的丰度。 书中将深入探讨关键的观测证据： 宇宙微波背景辐射（CMB）： 解释CMB的物理起源、其温度涨落的意义，以及它如何成为我们“看到”早期宇宙的“快照”。我们将讨论CMB的各项异性（如$ell=2, ell=3$偶极矩）及其对宇宙学参数的约束。 哈勃膨胀与暗能量： 详细分析哈勃-勒梅特定律，讨论退行速度与距离的关系。随后，我们将聚焦于宇宙加速膨胀的发现，引入暗能量的概念，探讨当前主流的解释模型，如宇宙学常数（$Lambda$）以及其他替代性的场论模型，并讨论未来实验（如詹姆斯·韦伯太空望远镜、欧几里得任务）将如何精细化我们对暗能量性质的认识。 大尺度结构形成： 阐述引力如何作用于初始的密度涨落，催生出星系、星系团和宇宙网的层次结构。我们将讨论暗物质在结构形成中的核心作用，并解析物质功率谱与星系团形成数统计在检验宇宙学模型中的作用。 3. 极端的宇宙实验室：黑洞与奇点： 黑洞是广义相对论最极端且最引人入胜的预言。本书将详细阐述史瓦西半径、事件视界的概念，并深入黑洞内部的理论图像（尽管我们无法直接观测）。我们将探讨克尔黑洞的性质，以及关于信息悖论的最新思考——即物质落入黑洞后其量子信息是否真的永远丢失。此外，引力波天文学的兴起，特别是LIGO/Virgo/KAGRA探测器对双黑洞合并事件的观测，将作为广义相对论在强引力场下验证的最新篇章。 --- 第二部分：微观世界的悖论——量子力学的基础与诠释 离开宏大的时空几何，我们将潜入物质和能量的量子尺度。本部分旨在清晰阐述量子力学的基本公设，并直面它在哲学和物理学上带来的深刻挑战。 1. 量子力学的数学骨架： 我们将从普朗克的能量量子化假设和光电效应开始，引入波粒二象性。随后，重点讲解薛定谔方程——无论是时间依赖还是时间独立形式——如何描述粒子的波函数（$Psi$）。书中将清晰界定波函数的物理意义（概率幅），并解释概率解释在量子力学中的核心地位。 2. 叠加态与测量的难题： 量子世界的怪异性源于叠加态。我们将通过具体的例子，如双缝实验（电子的自干涉）、自旋的测量，来展示一个系统如何同时处于多种可能状态。测量的本质将是本节的难点与重点：波函数坍缩（Reduction of the Wave Packet）的机制是什么？我们必须引入算符（Operators）和本征值（Eigenvalues）的概念，解释测量如何将概率性的不确定性转化为确定的经典结果。 3. 不确定性与非定域性： 海森堡不确定性原理将被置于更深层次的数学框架下讨论，说明它不是仪器精度的问题，而是自然界固有的属性。 随后，我们将迈向量子力学中最具争议的领域：量子纠缠（Entanglement）。我们将详细解析EPR佯谬的提出背景，并着重讨论贝尔不等式及其实验检验（如Aspect的实验）。这些实验强有力地证明了量子世界中存在着超越经典定域实在论的关联，即“幽灵般的超距作用”的某种体现，迫使我们重新思考实在、定域性和信息传递的本质。 4. 量子场论的初探： 为了将量子力学与狭义相对论相结合，我们必须转向量子场论（QFT）。本书将概述从狄拉克方程到标准模型（Standard Model）的演进路径。虽然不会涉及复杂的正则量子化，但会清晰描绘以下概念： 场是基本实体： 粒子是场的激发态。 费米子与玻色子： 介绍泡利不相容原理与玻色-爱因斯坦统计的差异。 规范场论： 简要介绍电磁力（光子）、弱核力和强核力（胶子）是如何由对称性原理导出的，以及希格斯机制如何赋予基本粒子质量。 --- 第三部分：未竟的统一——理论物理学的前沿挑战 在理解了经典引力与量子力学的各自成就后，本书的最后部分将探讨两者之间的不相容性，以及物理学家为寻求一个统一描述所做的努力。 1. 引力量子化之困境： 明确指出将广义相对论直接“量子化”所面临的不可重整化问题，解释为什么我们不能简单地将引力视为另一种规范场。这揭示了现有物理学描述的根本性缺陷。 2. 弦论与圈量子引力（LQG）的对比： 本书将客观地介绍当前最主要的两个竞争性框架： 弦论（String Theory）： 解释其基本思想——将基本粒子视为一维的振动弦，以及它对额外维度的要求（如卡拉比-丘流形）。探讨其在解决量子引力中紫外发散方面的优势，以及其缺乏可直接实验验证的挑战。 圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）： 介绍其通过将时空本身离散化（时空原子化）来尝试量子化引力的方法，特别是对空间和时间的量子化体积和面积的探讨，以及它在黑洞熵计算方面的初步成果。 3. 探索新的边界： 最后，我们将展望未来，讨论当前理论物理学家正在努力解决的悬而未决的问题，例如：暗物质的本质（是WIMP、轴子还是其他粒子？）、中微子的质量之谜，以及宇宙学中暴胀理论的精确检验。 本书旨在提供一个全面、深入且批判性的视角，引导读者理解人类对宇宙从最基本规律到最广阔疆域的探索历程，以及我们距离终极理论还有多远。

评分☆☆☆☆☆

刚翻了几页，就被这本书的语言风格所吸引，非常生动有趣，一点也不枯燥。我之前读过一些关于宇宙和量子理论的书，很多都充满了冰冷的科学术语和复杂的数学公式，读起来让人头昏脑胀，最后往往不了了之。但这本书不一样，它仿佛在和我进行一场轻松的对话，用通俗易懂的比喻和形象的描绘，一点点地将那些原本高不可攀的理论拉近了距离。例如，它在解释量子叠加态的时候，竟然引用了生活中的一些例子，让我一下子就明白了那个“既在这里又在那里”的奇特状态。而且，书中穿插的一些历史故事和科学家的趣闻轶事，也让整个阅读过程充满了趣味性，不再是单纯的知识灌输，而是像在听一场精彩的科学故事会。我迫不及待地想继续读下去，看看作者还能用多少巧妙的方式，将那些深奥的物理学概念讲解得如此清晰明了。我相信，这本书一定能点燃我对科学的兴趣，让我对这个既宏大又微观的世界产生更深的敬畏和好奇。

评分☆☆☆☆☆

这本书我刚拿到手，还没来得及深入阅读，但光是目录和前言就足够让我对它充满期待了。书名“图解宇宙与量子理论”本身就极具吸引力，仿佛为我们打开了一扇通往浩瀚宇宙和微观世界的大门。我一直对那些宏大叙事和深邃理论感到好奇，但又常常因为复杂的公式和抽象的概念而望而却步。这本书“图解”这个关键词，预示着它将用直观易懂的方式来阐释这些高深的知识，这对我这种非专业读者来说简直是福音。从目录来看，它涵盖了从宇宙大爆炸、黑洞、暗物质暗能量，到量子力学的基本原理、波粒二象性、薛定谔方程等等，几乎触及了现代物理学的核心内容。我特别期待看到那些图解，它们能否像我曾经读过的一些科普书籍那样，将抽象的概念具象化，让我能够“看懂”宇宙的演化，理解量子的奇妙行为。我希望这本书能像一位耐心而博学的老师，引导我一步步揭开宇宙的神秘面纱，感受量子世界的独特魅力，让我在阅读中获得知识的启迪，同时也享受到探索未知的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的设计和排版也让人眼前一亮。虽然我还没开始深入阅读，但光是翻阅，就觉得它是一本值得珍藏的书。纸张的质感很好，印刷清晰，色彩也相当丰富，尤其是那些图解部分，色彩搭配得非常和谐，而且细节处理得也很到位，给人一种视觉上的享受。我尤其喜欢它在引入新概念时，会配上精美的插图，这些插图不仅美观，更重要的是，它们能够直观地展示出理论的精髓，让我更容易理解。例如，在介绍宇宙膨胀时，书中用了一个非常生动的插画，展示了空间本身的扩张，而不是物体在空间中的运动，这让我对宇宙的本质有了更深刻的认识。而且，书中对一些复杂公式的展示也显得十分讲究，不会显得杂乱无章，反而有一种艺术的美感。我感觉这本书不仅仅是一本科普读物，更是一件精心打造的艺术品，它用视觉的语言，辅助我们去理解那些抽象而深邃的科学概念，让我觉得阅读的过程本身就是一种享受。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的惊喜在于它的深度和广度。虽然表面上看它是一本“图解”的科普书，但我能感觉到它在努力地触及科学的本质，而不是停留在浅显的科普层面。它在介绍量子理论时，并没有回避那些核心的、有时甚至会让人感到“反直觉”的概念，比如不确定性原理、波函数塌缩等，并且试图用严谨但又不失生动的方式来解释这些概念背后的物理意义。同时，它也在尝试将这些微观的量子现象与宏观的宇宙演化联系起来，比如探讨早期宇宙的量子涨落如何可能导致了星系的形成。我欣赏作者敢于挑战复杂性的勇气，也相信它能够通过精妙的图解和类比，将这些复杂的科学思想传达给读者。我希望在读完这本书后，我不仅能对宇宙和量子理论有一个初步的了解，更能对它们之间的联系产生一些自己的思考，甚至激发出进一步深入研究的兴趣。这本书，在我看来，不仅仅是知识的传递，更是一种科学思维的启迪。

评分☆☆☆☆☆

我一直对宇宙的起源和终结充满幻想，也对那些奇奇怪怪的量子现象感到好奇。这本书的出现，简直就是为我量身定制的。我尤其关注书中关于宇宙大爆炸的部分，我希望它能用一种比较容易理解的方式，解释清楚那个“奇点”到底是什么，以及宇宙是如何从无到有，从微小到庞大的。我对暗物质和暗能量也一直感到很困惑，它们占据了宇宙的大部分，但我们却几乎无法直接观测到，我希望这本书能够给出一些比较清晰的解释，哪怕是理论性的推测，我也很感兴趣。在量子理论方面，我对“量子纠缠”这个概念特别着迷，那两个相距遥远的粒子之间竟然能够瞬间产生关联，这完全颠覆了我对现实世界的认知。我希望这本书能够深入浅出地讲解量子纠缠的原理，甚至探讨它在未来的应用可能性，比如量子计算和量子通信。总而言之，我期待这本书能满足我对宇宙和量子世界最基础的好奇心，并为我打开更广阔的科学视野。

评分☆☆☆☆☆

好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好

评分☆☆☆☆☆

非常不错的京东自营图书，非常满意，下次再来购买

评分☆☆☆☆☆

书的质量还不错

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

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