圖解宇宙與量子理論 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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☆☆☆☆☆

[日] 竹內薰 著，寜凡 譯

圖書標籤:

• 宇宙學
• 量子力學
• 物理學
• 科普
• 圖解
• 理論物理
• 現代物理
• 科學
• 宇宙
• 量子理論

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115462107

版次：1

商品編碼：12219263

包裝：平裝

開本：大32開

齣版時間：2017-11-01

用紙：膠版紙

頁數：223

正文語種：中文

産品特色

編輯推薦

　　地心說、日心說、奇點、相對論、物質波、薛定諤方程……
　　這些晦澀難懂的理論在講什麼？
　　主序星、紅**、白矮星、超新星、中子星、星際氣體……
　　這些星體有什麼區彆？
　　強子、粒子、反粒子、超子、誇剋、原子……
　　這些基本粒子與宇宙有什麼關係？
　　伽馬射綫、黑洞、暗物質……
　　這些星際物質暗示瞭什麼？
　　這本書用圖錶和漫畫的形式一一為我們解答以上問題。從粒子到星係，本書生動直觀地講解瞭深奧的宇宙學知識；從微觀到宏觀，本書形象有趣地闡述瞭晦澀的量子理論。
　　丹麥哥本哈根大學玻爾研究所粒子宇宙學博士後研究員蔣贇為本書進行專業審校。

內容簡介

　　本書是一本宇宙學科普讀物，從原子等微觀粒子，到主序星、紅**、白矮星等恒星，以及宇宙中的暗物質，作者一一進行瞭詳盡地解讀。本書將宏觀的宇宙與微觀的粒子相結閤，用數學工具和想象力為讀者描繪齣嬰兒宇宙、平行宇宙、創造粒子的“超弦”等奇異的概念。

作者簡介

　　【日】竹內薰主編
　　1960年生於東京。愛貓科學作傢。在東京大學理學係畢業後，又拿到瞭麥吉爾大學（加拿大）的理科博士學位。除瞭撰寫一些科技類圖書，還擔任電視颱的評論員、廣播電颱的主持人，解說數學類節目，並為報刊雜誌撰寫小專欄，參加各種各樣的科普活動。
　　他的著作有《貓耳少女的量子理論》、《主見過強的人和沒有主見的人》、《成就卓著的科學傢們》（以上為PHP研究所版權所有）、《駒大數學特彆集中講座》（與他人共同編著，扶桑社版權所有）、《狄奧尼修之耳》（德間文庫版權所有）等。

　　蔣贇專業審校
　　現為丹麥哥本哈根大學玻爾研究所博士後研究員。2015年獲得美國加州大學戴維斯分校博士學位，曾獲2013年全美LHC-TI項目榮譽研究生奬學金，2014年度國傢優秀自費留學生奬學金以及加州大學優秀畢業生傑齣學術成就奬等多項大奬和榮譽。
　　研究領域為超標準模型的粒子物理以及粒子宇宙學，已在希格斯物理、超對稱物理、暗物質、額外維時空以及有效場理論等方嚮開展研究。目前主要緻力於研究與早期宇宙相關聯的粒子宇宙學問題。至今在國際一級學術刊物上發錶論文二十餘篇（包括高影響因子的物理評論快報兩篇），論文總引用數近韆次，同時擔任JHEP,Phys.Rev.D,Nucl.Phys.B,Mod.Phys.Lett.A等國際一級期刊論文審稿人。

內頁插圖

目錄

前言/3
本書概要/8
第1章探索宇宙
天文學與量子理論的結閤從微觀看宏觀/10
宇宙的規模從宇宙到量子/12
古代的宇宙觀人類對宇宙的探知從未間斷/14
地心說到中世紀為止的宇宙觀/16
日心說1提齣日心說的哥白尼/18
日心說2打破宗教特權/20
宇宙的膨脹宇宙在不斷膨脹中/22
熾熱的奇點宇宙是從一個火球開始的/24
光的速度宇宙為什麼如此浩瀚/26
相對論描述時空的相對論/28
愛因斯坦場方程式愛因斯坦的宇宙論/30
專欄1為什麼夜晚是黑暗的/32
第2章量子理論
原子論人類想要瞭解萬物的根源/34
量子理論的開端發現非連續性現象/36
普朗剋尺度以普朗剋的名字命名的基本單位/38
原子模型1原子是西瓜還是土星/40
原子模型2電子分散在軌道上/42
物質波所有的物質都具有波動性/44
薛定諤方程式用概率描述世界/46
不確定性原理無法同時確定的位置與速度/48
量子理論的解釋1是神在擲骰子嗎/50
光電效應愛因斯坦所描述的光的粒子性/52
波動性與粒子性展示電子波動性的實驗/54
量子理論的解釋2玻姆的量子勢能/56
隧穿效應量子有一定概率可以穿過勢壘/58
量子理論的解釋3玻姆對於隧穿效應的解釋/60
自鏇1電子的自鏇不是鏇轉的/62
自鏇2量子世界中的奇妙性質/64
泡利不相容原理玻色子與費米子/66
超流體與超導體奇妙的“超”現象/68
量子波動能量可以在真空中波動/70
專欄2身邊的量子力學/72
第3章恒星的進化
元素的起源我們都是恒星的一部分/74
元素分析瞭解構成恒星的元素/76
恒星的一生質量決定瞭恒星生命的長短/78
主序星的核聚變反應太陽內部産生的核聚變/80
紅巨星的核聚變反應紅巨星是製造元素的工廠/82
白矮星簡並壓支撐著的白矮星/84
超新星爆炸1連接新一代的大爆炸/86
超新星爆炸2通過超新星爆炸測量距離/88
中子星1中子星是巨大的原子核/90
中子星2構成中子星的奇妙粒子/92
黑洞1連光綫都能吸進去的時空鏇渦/94
黑洞2黑洞也會消失/96
星際氣體恒星的終結是新恒星的誕生/98
專欄3誇剋星的可能性/100
第4章觀測到的最新的宇宙狀態
電磁波在宇宙中旅行的電磁波/102
發現黑洞找到看不見的黑洞/104
銀河係的構造恒星匯集而成的銀河係/106
宇宙射綫的起源超高能量宇宙射綫之謎/108
伽馬射綫暴來自銀河係外的神秘射綫/110
紅移通過光譜瞭解膨脹速度/112
宇宙背景輻射證明宇宙大爆炸理論的噪音/114
WMAP空間探測器發現的波動/116
暗物質1銀河鏇轉之謎/118
暗物質2已判明的暗物質分布/120
暗能量加快宇宙膨脹速度的神秘能量/122
宇宙的構成要素宇宙的96%還不為人所知/124
宇宙大尺度結構微觀的波動形成宏觀的構造/126
大型對撞機重現早期宇宙的實驗/128
專欄4對撞機能製造齣黑洞嗎？/130
第5章粒子標準模型
粒子標準模型粒子的基礎概念/132
強子誇剋構成的強子/134
相互作用力宇宙中的4種相互作用力/136
反粒子量子理論與相對論結閤後的推論/138
強相互作用力強相互作用力讓太陽發光/140
超子奇異的原子核/142
弱相互作用力打破能量守恒定律？/144
未發現的粒子1傳遞引力的引力子/146
未發現的粒子2産生質量的希格斯粒子/148
CPT對稱性物理定律所帶有的對稱性/150
對稱性破缺對稱性破缺會在宇宙中留下物質/152
專欄5粒子探究之旅/154
第6章宇宙的曆史
宇宙的進化從“無”開始的137億年的宇宙史/156
宇宙圖根據宇宙史繪製的宇宙圖/158
宇宙的加速膨脹宇宙的膨脹正在加速/160
星係的布局宇宙大尺度結構/162
星係的形成星係是宇宙的基礎單位/164
恒星的形成宇宙中第一個點亮的恒星/166
宇宙放晴38萬年後，視綫開朗的宇宙/168
元素的産生存在於早期宇宙的氫和氦/170
強子的産生用強大的力量將誇剋封閉起來/172
反物質之謎為什麼隻有物質被留瞭下來/174
宇宙大爆炸高溫、高密度的火球宇宙/176
專欄6宇宙背景輻射的發現之路/178
第7章量子宇宙學
奇點理論時光倒流的話，宇宙會變成一個點嗎/180
暴脹真空能量引起的擴大/182
時間的概念時間的概念隨理論一同變化/184
霍金的宇宙論從無邊界開始/186
宇宙誕生以前宇宙誕生前是什麼樣的/188
專欄7薛定諤的貓/190
第8章統一場論
理論物理與宇宙觀測發展理論物理的關鍵在於對宇宙的觀測/192
標準模型的局限中微子振蕩動搖瞭標準模型/194
相互作用力的統一物理學傢們的夢想是相互作用力的統一/196
暗物質暗物質是新粒子的備選嗎/198
圈量子引力理論1將相對論量子化的圈量子引力理論/200
圈量子引力理論2圈量子引力理論與宇宙學/202
超弦理論1超弦理論的成因/204
超弦理論2弦能解釋世上的一切/206
M理論從超弦理論到M理論/208
五維時空宇宙不是四維的嗎/210
專欄8諾貝爾物理學獲奬者與量子理論/212
第9章宇宙的今後
多重宇宙宇宙隻有一個嗎/214
宇宙的未來1宇宙在膨脹還是在收縮呢/216
宇宙的未來2膨脹中的宇宙的未來/218
索引/220

宇宙的交響：從宏觀到微觀的深層探索 本書聚焦於我們所處宇宙的結構、起源、演化及其背後的基本物理定律，深入剖析經典物理學的邊界與量子世界的奇詭。 本書旨在為渴望理解宇宙終極奧秘的讀者，提供一套係統而富有洞察力的知識框架。我們不會止步於對天文現象的簡單描述，而是力求揭示驅動這一切的深層機製，從星係的誕生到基本粒子的相互作用，構建一幅連貫而壯闊的科學圖景。 第一部分：宏偉的尺度——宇宙學與廣義相對論 本部分將讀者從日常經驗中抽離，帶入到宇宙學的宏大敘事之中。我們將從愛因斯坦的廣義相對論奠基性原理齣發，探討時空如何被物質和能量所彎麯、塑造。這不僅僅是抽象的數學，更是我們理解引力、黑洞以及宇宙整體動態的鑰匙。 1. 時空幾何的革命： 我們將詳細解析廣義相對論的場方程，解釋它們如何描述引力並非一種“力”，而是時空自身的幾何屬性。書中將通過直觀的類比和嚴謹的推導，展示引力透鏡效應、水星近日點的進動等經典驗證，為讀者建立起對時空彎麯的深刻認識。 2. 宇宙的起源與命運： 核心內容將圍繞標準宇宙學模型（$Lambda$CDM）展開。我們將追溯時間之初的“奇點”——大爆炸。重點剖析早期宇宙的階段：普朗剋時期、暴脹理論的必要性與細節、誇剋-膠子等離子體的形成，以及核閤成如何決定瞭宇宙中輕元素的豐度。 書中將深入探討關鍵的觀測證據： 宇宙微波背景輻射（CMB）： 解釋CMB的物理起源、其溫度漲落的意義，以及它如何成為我們“看到”早期宇宙的“快照”。我們將討論CMB的各項異性（如$ell=2, ell=3$偶極矩）及其對宇宙學參數的約束。 哈勃膨脹與暗能量： 詳細分析哈勃-勒梅特定律，討論退行速度與距離的關係。隨後，我們將聚焦於宇宙加速膨脹的發現，引入暗能量的概念，探討當前主流的解釋模型，如宇宙學常數（$Lambda$）以及其他替代性的場論模型，並討論未來實驗（如詹姆斯·韋伯太空望遠鏡、歐幾裏得任務）將如何精細化我們對暗能量性質的認識。 大尺度結構形成： 闡述引力如何作用於初始的密度漲落，催生齣星係、星係團和宇宙網的層次結構。我們將討論暗物質在結構形成中的核心作用，並解析物質功率譜與星係團形成數統計在檢驗宇宙學模型中的作用。 3. 極端的宇宙實驗室：黑洞與奇點： 黑洞是廣義相對論最極端且最引人入勝的預言。本書將詳細闡述史瓦西半徑、事件視界的概念，並深入黑洞內部的理論圖像（盡管我們無法直接觀測）。我們將探討剋爾黑洞的性質，以及關於信息悖論的最新思考——即物質落入黑洞後其量子信息是否真的永遠丟失。此外，引力波天文學的興起，特彆是LIGO/Virgo/KAGRA探測器對雙黑洞閤並事件的觀測，將作為廣義相對論在強引力場下驗證的最新篇章。 --- 第二部分：微觀世界的悖論——量子力學的基礎與詮釋 離開宏大的時空幾何，我們將潛入物質和能量的量子尺度。本部分旨在清晰闡述量子力學的基本公設，並直麵它在哲學和物理學上帶來的深刻挑戰。 1. 量子力學的數學骨架： 我們將從普朗剋的能量量子化假設和光電效應開始，引入波粒二象性。隨後，重點講解薛定諤方程——無論是時間依賴還是時間獨立形式——如何描述粒子的波函數（$Psi$）。書中將清晰界定波函數的物理意義（概率幅），並解釋概率解釋在量子力學中的核心地位。 2. 疊加態與測量的難題： 量子世界的怪異性源於疊加態。我們將通過具體的例子，如雙縫實驗（電子的自乾涉）、自鏇的測量，來展示一個係統如何同時處於多種可能狀態。測量的本質將是本節的難點與重點：波函數坍縮（Reduction of the Wave Packet）的機製是什麼？我們必須引入算符（Operators）和本徵值（Eigenvalues）的概念，解釋測量如何將概率性的不確定性轉化為確定的經典結果。 3. 不確定性與非定域性： 海森堡不確定性原理將被置於更深層次的數學框架下討論，說明它不是儀器精度的問題，而是自然界固有的屬性。 隨後，我們將邁嚮量子力學中最具爭議的領域：量子糾纏（Entanglement）。我們將詳細解析EPR佯謬的提齣背景，並著重討論貝爾不等式及其實驗檢驗（如Aspect的實驗）。這些實驗強有力地證明瞭量子世界中存在著超越經典定域實在論的關聯，即“幽靈般的超距作用”的某種體現，迫使我們重新思考實在、定域性和信息傳遞的本質。 4. 量子場論的初探： 為瞭將量子力學與狹義相對論相結閤，我們必須轉嚮量子場論（QFT）。本書將概述從狄拉剋方程到標準模型（Standard Model）的演進路徑。雖然不會涉及復雜的正則量子化，但會清晰描繪以下概念： 場是基本實體： 粒子是場的激發態。 費米子與玻色子： 介紹泡利不相容原理與玻色-愛因斯坦統計的差異。 規範場論： 簡要介紹電磁力（光子）、弱核力和強核力（膠子）是如何由對稱性原理導齣的，以及希格斯機製如何賦予基本粒子質量。 --- 第三部分：未竟的統一——理論物理學的前沿挑戰 在理解瞭經典引力與量子力學的各自成就後，本書的最後部分將探討兩者之間的不相容性，以及物理學傢為尋求一個統一描述所做的努力。 1. 引力量子化之睏境： 明確指齣將廣義相對論直接“量子化”所麵臨的不可重整化問題，解釋為什麼我們不能簡單地將引力視為另一種規範場。這揭示瞭現有物理學描述的根本性缺陷。 2. 弦論與圈量子引力（LQG）的對比： 本書將客觀地介紹當前最主要的兩個競爭性框架： 弦論（String Theory）： 解釋其基本思想——將基本粒子視為一維的振動弦，以及它對額外維度的要求（如卡拉比-丘流形）。探討其在解決量子引力中紫外發散方麵的優勢，以及其缺乏可直接實驗驗證的挑戰。 圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）： 介紹其通過將時空本身離散化（時空原子化）來嘗試量子化引力的方法，特彆是對空間和時間的量子化體積和麵積的探討，以及它在黑洞熵計算方麵的初步成果。 3. 探索新的邊界： 最後，我們將展望未來，討論當前理論物理學傢正在努力解決的懸而未決的問題，例如：暗物質的本質（是WIMP、軸子還是其他粒子？）、中微子的質量之謎，以及宇宙學中暴脹理論的精確檢驗。 本書旨在提供一個全麵、深入且批判性的視角，引導讀者理解人類對宇宙從最基本規律到最廣闊疆域的探索曆程，以及我們距離終極理論還有多遠。

評分☆☆☆☆☆

剛翻瞭幾頁，就被這本書的語言風格所吸引，非常生動有趣，一點也不枯燥。我之前讀過一些關於宇宙和量子理論的書，很多都充滿瞭冰冷的科學術語和復雜的數學公式，讀起來讓人頭昏腦脹，最後往往不瞭瞭之。但這本書不一樣，它仿佛在和我進行一場輕鬆的對話，用通俗易懂的比喻和形象的描繪，一點點地將那些原本高不可攀的理論拉近瞭距離。例如，它在解釋量子疊加態的時候，竟然引用瞭生活中的一些例子，讓我一下子就明白瞭那個“既在這裏又在那裏”的奇特狀態。而且，書中穿插的一些曆史故事和科學傢的趣聞軼事，也讓整個閱讀過程充滿瞭趣味性，不再是單純的知識灌輸，而是像在聽一場精彩的科學故事會。我迫不及待地想繼續讀下去，看看作者還能用多少巧妙的方式，將那些深奧的物理學概念講解得如此清晰明瞭。我相信，這本書一定能點燃我對科學的興趣，讓我對這個既宏大又微觀的世界産生更深的敬畏和好奇。

評分☆☆☆☆☆

這本書我剛拿到手，還沒來得及深入閱讀，但光是目錄和前言就足夠讓我對它充滿期待瞭。書名“圖解宇宙與量子理論”本身就極具吸引力，仿佛為我們打開瞭一扇通往浩瀚宇宙和微觀世界的大門。我一直對那些宏大敘事和深邃理論感到好奇，但又常常因為復雜的公式和抽象的概念而望而卻步。這本書“圖解”這個關鍵詞，預示著它將用直觀易懂的方式來闡釋這些高深的知識，這對我這種非專業讀者來說簡直是福音。從目錄來看，它涵蓋瞭從宇宙大爆炸、黑洞、暗物質暗能量，到量子力學的基本原理、波粒二象性、薛定諤方程等等，幾乎觸及瞭現代物理學的核心內容。我特彆期待看到那些圖解，它們能否像我曾經讀過的一些科普書籍那樣，將抽象的概念具象化，讓我能夠“看懂”宇宙的演化，理解量子的奇妙行為。我希望這本書能像一位耐心而博學的老師，引導我一步步揭開宇宙的神秘麵紗，感受量子世界的獨特魅力，讓我在閱讀中獲得知識的啓迪，同時也享受到探索未知的樂趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的設計和排版也讓人眼前一亮。雖然我還沒開始深入閱讀，但光是翻閱，就覺得它是一本值得珍藏的書。紙張的質感很好，印刷清晰，色彩也相當豐富，尤其是那些圖解部分，色彩搭配得非常和諧，而且細節處理得也很到位，給人一種視覺上的享受。我尤其喜歡它在引入新概念時，會配上精美的插圖，這些插圖不僅美觀，更重要的是，它們能夠直觀地展示齣理論的精髓，讓我更容易理解。例如，在介紹宇宙膨脹時，書中用瞭一個非常生動的插畫，展示瞭空間本身的擴張，而不是物體在空間中的運動，這讓我對宇宙的本質有瞭更深刻的認識。而且，書中對一些復雜公式的展示也顯得十分講究，不會顯得雜亂無章，反而有一種藝術的美感。我感覺這本書不僅僅是一本科普讀物，更是一件精心打造的藝術品，它用視覺的語言，輔助我們去理解那些抽象而深邃的科學概念，讓我覺得閱讀的過程本身就是一種享受。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的驚喜在於它的深度和廣度。雖然錶麵上看它是一本“圖解”的科普書，但我能感覺到它在努力地觸及科學的本質，而不是停留在淺顯的科普層麵。它在介紹量子理論時，並沒有迴避那些核心的、有時甚至會讓人感到“反直覺”的概念，比如不確定性原理、波函數塌縮等，並且試圖用嚴謹但又不失生動的方式來解釋這些概念背後的物理意義。同時，它也在嘗試將這些微觀的量子現象與宏觀的宇宙演化聯係起來，比如探討早期宇宙的量子漲落如何可能導緻瞭星係的形成。我欣賞作者敢於挑戰復雜性的勇氣，也相信它能夠通過精妙的圖解和類比，將這些復雜的科學思想傳達給讀者。我希望在讀完這本書後，我不僅能對宇宙和量子理論有一個初步的瞭解，更能對它們之間的聯係産生一些自己的思考，甚至激發齣進一步深入研究的興趣。這本書，在我看來，不僅僅是知識的傳遞，更是一種科學思維的啓迪。

評分☆☆☆☆☆

我一直對宇宙的起源和終結充滿幻想，也對那些奇奇怪怪的量子現象感到好奇。這本書的齣現，簡直就是為我量身定製的。我尤其關注書中關於宇宙大爆炸的部分，我希望它能用一種比較容易理解的方式，解釋清楚那個“奇點”到底是什麼，以及宇宙是如何從無到有，從微小到龐大的。我對暗物質和暗能量也一直感到很睏惑，它們占據瞭宇宙的大部分，但我們卻幾乎無法直接觀測到，我希望這本書能夠給齣一些比較清晰的解釋，哪怕是理論性的推測，我也很感興趣。在量子理論方麵，我對“量子糾纏”這個概念特彆著迷，那兩個相距遙遠的粒子之間竟然能夠瞬間産生關聯，這完全顛覆瞭我對現實世界的認知。我希望這本書能夠深入淺齣地講解量子糾纏的原理，甚至探討它在未來的應用可能性，比如量子計算和量子通信。總而言之，我期待這本書能滿足我對宇宙和量子世界最基礎的好奇心，並為我打開更廣闊的科學視野。

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

書的質量還不錯

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好

評分☆☆☆☆☆

書的質量還不錯

評分☆☆☆☆☆

非常不錯的京東自營圖書，非常滿意，下次再來購買

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

書的質量還不錯