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頁數:114

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出版時間:2008-1

價格:27.80元

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isbn號碼:9787538353969

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《星際航行與量子力學導論》 書籍定位： 本書麵嚮對宇宙學、理論物理學，特彆是廣義相對論與量子場論前沿課題抱有濃厚興趣的理工科高年級本科生、研究生，以及具備紮實數學物理基礎的科研工作者。它旨在提供一個係統、深入且富有啓發性的視角，探索人類認知邊界，理解物質與時空在極端條件下的基本性質。 內容深度與結構： 本書共分為五大部分，涵蓋瞭從經典時空觀的修正到微觀粒子行為的深層機製，最終導嚮對多維空間和可能宇宙模型的探討。 第一部分：時空幾何的拓撲學基礎與廣義相對論進階 本部分首先對黎曼幾何的核心概念進行復習與深化，重點討論瞭張量分析在彎麯時空描述中的應用。 1. 測地綫方程與引力場方程的幾何解釋： 詳細分析愛因斯坦場方程 $G_{mu u} = frac{8pi G}{c^4} T_{mu u}$ 中各張量項的物理意義。重點探討瞭物質能量張量 $T_{mu u}$ 如何決定時空的麯率 $G_{mu u}$。 2. 黑洞物理學： 深入剖析史瓦西解、剋爾解（鏇轉黑洞）的精確數學結構。討論事件視界（Event Horizon）的性質、奇點（Singularity）的物理模型，並引入 Penrose 過程（能量提取）和霍金輻射的半經典推導框架。 3. 引力波天文學： 闡述雙星係統（如雙黑洞或雙中子星閤並）的數值相對論模擬基礎，介紹 LIGO/Virgo 等探測器觀測到的引力波信號（如 $mathrm{GW}150914$）如何驗證強場下的廣義相對論預言。討論引力波的極化模式及其對時空特性的揭示。 第二部分：量子場論（QFT）的構建與標準模型 本部分從狹義相對論齣發，過渡到量子力學與相對論的結閤，構建量子場論的基本框架。 1. 相對論性量子力學迴顧： 檢視 Klein-Gordon 方程和 Dirac 方程的物理局限性與優勢。重點解析費米子（如電子）的自鏇結構及其在 Dirac 鏇量中的體現。 2. 規範場論基礎： 介紹規範不變性（Gauge Invariance）作為物理定律的深層要求。構建並分析 U(1) 規範場（光子）的拉格朗日密度。 3. 標準模型的拉格朗日量： 詳細分解標準模型中描述強相互作用（SU(3) 誇剋與膠子）、弱相互作用（W/Z 玻色子）和電磁相互作用的規範群結構。討論對稱性自發破缺（Spontaneous Symmetry Breaking）如何導緻規範玻色子獲得質量（希格斯機製）。 4. 微擾計算與重整化： 引入費曼圖（Feynman Diagrams）作為計算粒子散射截麵的工具。深入探討紫外（UV）發散問題的産生，並詳細講解重整化（Renormalization）過程，說明有效場論的概念。 第三部分：量子引力學的挑戰與前沿模型 這一部分聚焦於物理學界尚未解決的根本性問題：如何將描述宏觀引力的廣義相對論與描述微觀物質的量子場論統一起來。 1. 問題的提齣： 分析在普朗剋尺度下，量子漲落如何導緻時空結構失效，並討論背景依賴性（Background Dependence）的矛盾。 2. 弦理論基礎（String Theory）： 介紹玻色弦理論的基本概念，包括弦的振動模式對應不同粒子。深入探討超對稱性（Supersymmetry, SUSY）的引入，以消除玻色弦理論中的負範數態（tachyon）。介紹 D-膜（D-branes）的概念及其在定義開放弦端點處的意義。 3. 圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）： 闡述將經典變量（如電磁場）替換為“連接量”（Connection Variables）和“三角麵積算符”（Area Operators）的過程。展示 LQG 如何在離散化的時空結構中，自然地消除瞭標準黑洞奇點，並提齣瞭“圈玻色子”（spin foams）的概念。 第四部分：宇宙學模型的演化與觀測檢驗 本書將理論物理與宇宙學觀測結果相結閤，審視我們所處宇宙的起源、結構和最終命運。 1. 弗裏德曼方程組（Friedmann Equations）： 基於各嚮同性和均勻性假設，推導齣描述宇宙尺度因子 $a(t)$ 演化的核心方程。分析不同物質-能量組分（輻射、物質、暗能量）對宇宙膨脹率的貢獻。 2. 暴脹理論（Inflation）： 詳細論述暴脹模型如何解決視界問題、平坦性問題和單極子問題。分析暴脹模型産生的原初引力波背景和密度漲落的譜指數，以及這些指標如何在宇宙微波背景（CMB）中被觀測到。 3. 暗物質與暗能量的動力學： 區分冷暗物質（CDM）模型（如 WIMPs）與暗能量（描述為 $Lambda$ 宇宙學常數或修正引力模型）。討論星係鏇轉麯綫、引力透鏡效應以及 Ia 型超新星觀測對暗能量占據宇宙主導地位的證據。 第五部分：高維時空與新興概念 最後一部分探索瞭超越我們四維時空認知的理論構想。 1. 卡魯紮-剋萊因理論（Kaluza-Klein Theory）： 追溯將第五個維度捲麯化（compactification）以統一電磁力和引力的曆史嘗試。 2. M理論與全息原理： 介紹 M 理論作為統一 11 維超引力與各種五維超弦理論的框架。深入討論 AdS/CFT 對偶（反德西特空間/共形場論對偶），即引力理論與低一維邊界上的量子場論在數學上等價的革命性思想。這為研究強耦閤量子係統提供瞭新的計算途徑。 本書特點： 數學嚴謹性： 嚴格推導每一個核心公式，不迴避復雜的微分幾何和群論工具。 跨學科視野： 將抽象的理論物理與具體的（如 LIGO、Planck 衛星）觀測結果緊密結閤。 前沿聚焦： 強調當前物理學未解之謎（量子引力、暗能量本質），引導讀者思考未來研究方嚮。 本書不涉及地球的形成、氣候變化、地質構造或人類活動的任何地理學內容。它完全專注於描述宇宙的結構、物質的本源以及時空的基本法則。

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我必須承認，這本書的閱讀難度是存在的，但這種難度是建立在對知識的尊重之上的，它要求讀者投入時間去思考和消化，而不是走馬觀花。它的優勢恰恰在於其內容的詳實和講解的透徹，尤其是在涉及地錶形態的塑造過程時，那種對地質作用力的細緻描繪，如同電影慢鏡頭一般將數百萬年的演化過程濃縮在瞭幾頁紙上。例如，對於喀斯特地貌的形成，它不僅僅羅列瞭溶蝕的化學反應式，更結閤瞭全球不同氣候帶下石灰岩地區的實例進行對比分析，讓我們清晰地看到氣候、岩性、水文條件如何共同雕刻齣韆姿百態的地錶景觀。這種對比分析的方法，極大地拓展瞭我的知識邊界，讓我不再滿足於錶麵的描述，而是追問“為什麼會是這樣”。更值得稱贊的是，書中對於圖錶的使用達到瞭教科書級彆的專業水準，那些等高綫地形圖的判讀技巧、氣候統計圖的解讀方法，都通過大量的範例和逐步分解的步驟指導，變得不再神秘。讀完相關章節後，我對著任何一張復雜的地理圖錶都能迅速抓住其核心信息，這在以前是難以想象的。這本書對於那些追求卓越、不滿足於基本概念的學生來說，無疑是一次智力上的盛宴。

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對於我這樣的視覺型學習者而言，一本教材的成功與否，很大程度上取決於它能否將抽象的概念轉化為具體的圖像信息。而《高中地理》在這方麵做得堪稱典範。它在每一個關鍵知識點上，都配有精心製作的示意圖，這些圖例絕非簡單的填充物，而是經過瞭高度提煉和符號化的視覺語言。比如，在解釋熱力環流時，書中用不同顔色和箭頭清晰地標注瞭空氣的上升、下沉以及水平運動的方嚮，再輔以相應的氣壓差異說明，讓一個三維的空氣運動模型立體地呈現在眼前。除瞭科學圖錶，書中穿插的那些反映人類活動與地理環境相互作用的紀實性照片，更是極具衝擊力。它們不僅僅是裝飾，更是支撐論點的有力證據，讓抽象的“環境承載力”或“土地荒漠化”等概念，變得觸目驚心且真實可感。這種圖文並茂的敘事方式，極大地降低瞭認知負荷，使得學習過程變成瞭一種視覺享受。它真正做到瞭“授人以漁”——它教給我的不是知識本身，而是如何用地理學的視角去觀察和理解我們腳下的這顆星球，讓我從一個被動的知識接收者，轉變為一個主動的探索者。

评分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我這種對自然世界充滿好奇心，又有點“地理恐懼癥”的學生量身定做的！我一直覺得地理這門課枯燥乏味，充滿瞭各種記不住的地名和復雜的圖錶，但《高中地理》完全顛覆瞭我的認知。首先，它的敘述方式極其生動，仿佛作者是一位經驗豐富的旅行傢，帶著我們穿梭於地球的各個角落。比如講到闆塊構造時，它沒有直接堆砌生硬的理論，而是用瞭一個非常形象的比喻，將地球內部的運動描繪成一鍋正在慢燉的濃湯，熱流的上升與對流清晰可見，這樣一來，那些原本晦澀的物理過程一下子就變得直觀易懂瞭。更讓我驚喜的是，書中對人文地理的探討也相當深入，它不僅僅關注人口的分布，更深入剖析瞭文化、經濟活動如何塑造瞭我們今天看到的城市景觀和社會結構。我記得有一次，書裏分析瞭某個著名旅遊城市的興衰史，不僅僅是曆史事件的羅列，而是將氣候、資源、交通動脈的演變串聯起來，形成瞭一張完整的曆史動態圖。閱讀這本書的過程，更像是一場高質量的紀錄片賞析，讓人在獲得知識的同時，也感受到瞭地理學的魅力和廣闊的視野。它的排版設計也非常用心，大量高清的實景照片和手繪的示意圖完美結閤，使得復雜的概念不再是文字的堆砌，而是躍然紙上，大大減輕瞭閱讀的壓力，也提升瞭學習的效率。

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說實話，我一開始接觸到這本教材的時候，內心是有些抗拒的，畢竟高中階段的學習壓力已經很大，我更傾嚮於那些能夠“速成”的資料。然而，《高中地理》用它紮實的內容和嚴謹的邏輯結構，成功地“俘虜”瞭我這個挑剔的讀者。它最齣彩的地方在於其知識體係的構建，不是零散的知識點堆砌，而是層層遞進，環環相扣。比如，在學習自然環境要素時，從大氣環流講到洋流，再到水循環，每一個章節的知識點都像是精確咬閤的齒輪，為理解下一個更復雜的係統打下堅實的基礎。我特彆欣賞它在處理區域地理問題時的批判性思維引導。它不會直接給齣“標準答案”，而是拋齣一個復雜的現實案例，引導我們運用所學的氣候學、地貌學、水文地理知識進行多角度的分析和論證，這種“探究式學習”的體驗，讓學習過程充滿瞭挑戰性和成就感。這種教育理念的體現，讓這本書遠超瞭一般教科書的範疇，更像是一位循循善誘的良師益友。對於那些希望不僅僅是應試，而是真正想建立起完整的地理學思維框架的學生來說，這本書絕對是不可多得的寶藏。即便是那些看似簡單的主題，如“季風的成因”，書中也會從海陸熱力性質差異的宏觀背景，逐步細化到氣壓帶的季節移動，邏輯鏈條極其清晰有力，讓人想不記住都難。

评分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的感受，是前所未有的係統性和深度，它徹底改變瞭我對“地理”二字的刻闆印象。過去，我總覺得地理就是死記硬背一些地圖上的符號和特定的氣候類型，但翻開這本書後，我發現自己踏入瞭一個關於地球運行規律的宏大敘事之中。它的文筆極其流暢且富有學術氣息，但又巧妙地避免瞭過於生僻的術語堆砌，使得閱讀體驗保持在一種既有深度又易於接受的平衡點上。讓我印象深刻的是書中對“人地關係”這一核心主題的探討，這部分內容絕非簡單的環境保護口號，而是結閤瞭經濟地理學和環境科學的最新研究成果，分析瞭工業化進程中資源消耗的模式，以及可持續發展在全球不同區域的實踐睏境與成功案例。這種跨學科的融閤能力，是很多同類讀物所欠缺的。閱讀到關於區域經濟發展帶的章節時，我甚至聯想到瞭國際新聞中報道的貿易摩擦和産業轉移，書中的理論模型瞬間在現實生活中找到瞭對應的投影，這種知識的遷移能力極大地增強瞭我對時事政治的理解深度。它教會瞭我如何用“空間思維”去看待世界，而不是孤立地看待每一個事件，這是一種非常寶貴的思維工具。

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