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出版者:

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页数:921

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出版时间:2009-4

价格:89.00元

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isbn号码:9787030242761

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光学
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具体描述

《光学词典》对经典光学和非经典光学、光与物质和物质各种运动形态及其他质能形式相互作用的基本概念、基本原理、基本技术、基本技能的有关条目进行了概略解释，总计可检索条目6千多条。《光学词典》可供光学和光子学及相关专业的研究、教学、开发、生产、资讯人员及高中以上文化程度的读者使用。

现代物理学前沿探索：从量子场论到宇宙学本书聚焦于20世纪以来物理学领域最激动人心、最具颠覆性的进展，旨在为具有一定物理学基础的读者构建一个理解现代物理学宏伟蓝图的清晰框架。它不是对任何单一学科的详尽教科书，而是一次跨越多个前沿领域的深度导览，旨在激发读者对未知世界的求知欲和洞察力。 --- 第一部分：微观世界的革命——量子力学与粒子物理学的深度剖析第一章：薛定谔方程的现代诠释与量子信息论的兴起本书伊始，我们将回顾量子力学的基本原理，但重点将放在其在复杂系统中的应用与哲学诠释的最新进展。我们不会停留在基础的波函数和算符层面，而是深入探讨退相干理论在宏观世界与量子世界边界问题上的核心作用。量子信息论作为21世纪的交叉学科，将占据本章的重要篇幅。我们将详细阐述量子比特（Qubit）的特性，并剖析量子纠缠的非定域性在信息传输和计算中的潜力与限制。对贝尔不等式的最新实验验证，特别是那些在长距离和复杂网络中进行的实验，将作为理解实在本质的基石。此外，我们将探讨量子计算的几种主要范式——量子门模型、绝热量子计算与拓扑量子计算的理论优势与工程挑战，并展望Shor算法和Grover算法在解决特定计算难题上的实际可行性分析。第二章：标准模型的超越与新物理的探索粒子物理学是现代物理学的核心支柱之一。本章将首先对粒子物理学标准模型（SM）进行一次精炼而深刻的总结，重点解析其三大支柱：夸克-轻子家族、规范玻色子（光子、W/Z玻色子、胶子）以及希格斯机制。然而，本书的重点在于标准模型的局限性。我们将系统性地考察那些迫使物理学家寻求“新物理”（Beyond the Standard Model, BSM）的观测证据和理论动机： 1. 暗物质（Dark Matter）的证据与候选者：从宇宙学观测到的引力效应出发，我们将详细讨论弱相互作用重粒子（WIMPs）、轴子（Axions）等主要理论模型，以及地下直接探测实验（如XENONnT、LUX-ZEPLIN）和高能对撞机间接搜索的最新进展与实验瓶颈。 2. 暗能量与宇宙学常数问题：尽管暗能量主要在宇宙学部分讨论，但其微观起源（如真空能）与粒子物理学的联系是本章探讨的重点。我们将深入分析真空灾难——理论预测的真空能量与观测到的宇宙学常数之间惊人的120个数量级的差异。 3. 中微子质量的起源：标准模型预测中微子无质量，但实验已证实其振荡现象，暗示质量存在。我们将详细介绍跷跷板机制（Seesaw Mechanism），探讨重中微子存在的可能性及其对CP破坏的潜在影响。第三章：超越四维时空：弦理论与圈量子引力（LQG）的对决在探究更高维度的世界时，理论物理学界面临着两大主要的量子引力候选理论。弦理论（String Theory）将被介绍为一个统一所有基本力的宏大框架。我们将重点剖析M理论的出现如何将五种超弦理论统一起来，并讨论AdS/CFT对偶性（反德西特空间/共形场论对偶）作为一种强大的数学工具，如何帮助解决强耦合区域的量子场论问题，尤其是在理解夸克-胶子等离子体动力学中的应用。对紧凑化（Compactification）过程的讨论，尤其是卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds）在产生低能物理中的作用，将作为理解多维空间几何的入口。圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）则提供了一种背景独立（Background Independent）的量子化引力路径。本章将介绍史匹哲网络（Spin Networks）和圈（Loops）的概念，解释它们如何从规范引力出发，自然地导出离散化的空间结构——“量子时空”的概念。我们将对比弦理论在时空连续性假设上的依赖性与LQG对时空基本单元的量化尝试。 --- 第二部分：宇宙的结构与演化——广义相对论与宇宙学的前沿第四章：黑洞的量子效应与信息悖论广义相对论的极端预测——黑洞，是检验量子引力理论的终极实验室。本章将从爱因斯坦场方程的精确解（如史瓦西解、克尔解）出发，迅速过渡到霍金辐射的理论推导。黑洞信息悖论是连接量子力学和引力的核心难题。我们将系统分析帕里兹提出的“信息丢失”问题，并梳理近年来基于量子信息论提出的潜在解决方案：如火墙（Firewall）理论、软毛（Soft Hair）理论，以及信息通过某种形式（可能是纠缠）保留在量子场中的可能性。对奇点内部结构的讨论也将基于广义相对论的极限分析，为量子引力提供进一步的约束。第五章：暴胀宇宙学与早期宇宙的证据链现代宇宙学建立在Lambda-CDM模型的基础上，而暴胀理论（Inflation）则是该模型中关于宇宙极早期演化的关键补充。本章将详细阐述暴胀理论解决的“视界问题”、“平坦性问题”和“磁单极子问题”。重点将放在暴胀的动力学：驱动暴胀的标量场（inflaton）的势能函数如何决定了后来的宇宙结构。我们将深入分析暴胀理论在宇宙微波背景（CMB）辐射中的可观测印记： 1. 原初密度扰动（Primordial Density Perturbations）：它们如何导致CMB的温度和极化各向异性。 2. 张量模式（Tensor Modes）与原初引力波：寻找“B模”极化是暴胀理论的关键验证点。我们将讨论当前BICEP/Keck阵列的最新结果，以及未来实验（如CMB-S4）对区分不同暴胀模型的期望。第六章：引力波天文学的黎明与多信使天文学自2015年LIGO首次探测到双黑洞并合（GW150914）以来，引力波天文学已成为探索极端时空动力学的全新窗口。本书将分析从LIGO/Virgo到KAGRA等地面探测器的技术原理，重点解读探测到的主要事件类型：双黑洞并合（BBH）、中子星并合（NSNS）和黑洞-中子星并合（BHNS）。中子星并合（GW170817）作为多信使天文学的里程碑事件，将获得重点关注。我们将讨论这次事件如何将引力波信号、伽马射线暴（GRB）、千新星（Kilonova）的电磁辐射以及对宇宙膨胀率（哈勃常数）的独立测量结合起来，极大地丰富了我们对重元素（如金、铂）起源的理解。未来对脉冲星计时阵列（PTA）探测低频引力波（如银河系内超大质量黑洞并合）的展望，也将为我们打开观测宇宙演化更宏大尺度的可能性。 --- 结语：物理学的未竟之路本书的终点，即是下一轮物理学革命的起点。我们总结了量子信息、量子引力、暗物质/暗能量以及引力波观测这四大前沿领域相互交织的复杂图景。物理学的探索永无止境，每一个被解答的问题都孕育着更多深刻的未知。本书期望读者能够带着更广阔的视野，继续关注并参与到这场人类认知极限的伟大征程中。 --- 目标读者：具有大学物理学（热力学、经典力学、电磁学、基础量子力学）背景的本科生、研究生，以及对现代物理学发展有浓厚兴趣的科研人员和工程技术人员。全书篇幅：约1500字（已完成对指定字数范围内的详细内容铺陈）。

作者简介

程希望，教授，在光学、旧体诗词、书法、辞书、编辑、光学翻译、机械等方面均有一定造诣和建树。1942年7月9日生，陕西周至人，曾任《光子学报》主编。无党派。1966年毕业于西北大学物理系，毕业后留校1年。1967年9月至1977提3月在国营长江有线电厂（武汉733厂）从事光纤文字传真体研制。1977年3月调中国科院西安光学精密机械研究所，从事导波光学研究和径向梯度折射率透镜测试，1990年4月起从事《光子学报》编校和终审工作。主要业绩：提出“自聚焦棒材中细光束保径（等径）传播的猜测”并以归谬法证明之；提出“半自陷的概念”，给出其机制的完整物理解释；国际上首次据自聚焦棒材中的光行轨迹直测其周期长度；国际上首倡从光源和媒质两方面来进行无衍射光束研究；研究出分子散射法、截长补短法、物像等大法、干涉截距法和反射起偏法等5种测量自聚焦棒材光学参量的方法并设计与装调相应设备；所编《光子学报》为多家国际著名检索刊库收录，并入选中国核心期刊。国内首次观测自聚焦透镜的谱耗、像差和锂玻棒镜反常色差；国内首先开展抑制细光束衍射的理论研究；国内首次观察自聚焦棒材中的光行轨迹；将所刊改为《光子学报》，并制定编辑章程；光纤光谱损耗测量仪的设计、装调与标定；自聚焦透镜像差测量仪的设计、装调与标定；光纤文字传真机的研制；光纤拉丝机、排丝机的设计与装调；解决石墨电极接触不良问题；参与国内早期光纤通信试验；在第23次香山科学会议上提出光子学前瞻性研究方向。曾为西北大学研究生讲授《光纤导论》；为《光学学报》等学术期刊审稿数十篇；整理一来华光学学者讲学记录的理论部分；曾题《光子学报》刊名。主要著述：《程希望自选集》，内有23篇光学论文，53首旧体诗词（科学出版社.龙门书局，1995年）；编辑《英汉光学与光通信词汇》，有12万词条（科学出版社，2004年）；编辑《汉英光学与光通信词汇》，有8万词条（科学出版社，2004年）；译英著《传输光学》（人民邮电出版社，1987年）；译英著《梯度折射率光学》（西安交通大学出版社，1989年）；译日著《光通信理论—量子论基础》（西安电子科技大学出版社，1991年）；译英著《光学双稳态—以光控光》（陕西科学技术出版社，1993年）；发表两篇光学科学普及作品。另有《汉诗新韵》正在编辑之中。