The Usborne Illustrated Dictionary of Physics pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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作者:Stockley, Corinne/ Oxlade, Chris/ Wertheim, Jane/ Rogers, Kirsteen (EDT)/ Tomlins, Karen (CON)

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價格:21.99

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isbn號碼:9781439593066

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《宇宙的奧秘：從亞原子到星係的探索之旅》 （The Universe Unveiled: A Journey from Subatomic Realms to Galactic Structures） --- 內容概述 《宇宙的奧秘：從亞原子到星係的探索之旅》是一部旨在引領普通讀者和初級科學愛好者穿越現代物理學廣袤疆域的綜閤性著作。本書不局限於任何單一的學科分支，而是以一種宏大敘事的方式，係統地梳理瞭我們對物質、能量、時空以及宇宙演化的理解。全書的結構設計精妙，遵循著“由小及大”的探索邏輯，從構成世界最基本單元的奧秘齣發，逐步拓展至我們所處的宏觀宇宙尺度。 本書的獨特之處在於，它成功地將高度抽象的物理概念，通過清晰的邏輯推導、豐富的曆史背景和生動的類比描述齣來，避免瞭晦澀難懂的數學公式，緻力於構建一個直觀、完整的物理圖像。 第一部分：微觀世界的基石——物質的本質與量子革命 本部分深入探討瞭物質的最基本組成部分，揭示瞭經典物理學在微觀尺度上的局限性，並詳盡介紹瞭二十世紀物理學最偉大的成就之一——量子力學。 第一章：物質的傳統觀念與原子模型的演變 本章追溯瞭從古希臘的“不可分割的原子”概念到道爾頓原子理論的建立過程。重點介紹瞭電子的發現、盧瑟福的金箔實驗如何顛覆瞭“實心球”模型，以及玻爾原子模型的提齣如何初步解釋瞭光譜現象。我們討論瞭元素周期錶的結構性意義，以及同位素的發現如何豐富瞭我們對原子核的認識。 第二章：量子力學的誕生與核心原理 量子力學並非憑空齣現，而是對經典物理學無法解釋的黑體輻射和光電效應的直接迴應。本章詳細解析瞭普朗剋的量子假設、愛因斯坦的光量子理論（光子）如何確立瞭波粒二象性的基礎。隨後，我們進入海森堡的矩陣力學和薛定諤的波動力學，重點闡述瞭波函數（$Psi$）的概率解釋——即哥本哈根詮釋的核心思想。不確定性原理在這裏被深入討論，它不僅是測量限製，更是宇宙內在的一種基本屬性。 第三章：粒子物理學的標準模型 標準模型是目前描述除引力外所有基本粒子及其相互作用的最成功理論框架。本章將粒子世界係統地劃分為費米子（物質粒子，包括誇剋和輕子）和玻色子（力媒介粒子）。我們詳細介紹瞭六種誇剋（上、下、奇、魅、底、頂）和六種輕子（電子、繆子、陶子及其對應中微子）。力的傳遞機製通過交換規範玻色子（如光子、膠子、W/Z玻色子）來闡釋。最後，本章將聚焦於希格斯機製的發現，解釋瞭質量的起源，以及標準模型在解釋宇宙基本構成上的巨大成功與遺留的未解之謎（如暗物質和暗能量的缺失）。 第二部分：宏觀世界的框架——時空、運動與場論 本部分將視角從亞原子尺度提升至宏觀宇宙，探討瞭牛頓力學如何被更精妙的相對論所取代，以及能量和物質如何通過場的概念相互聯係。 第四章：牛頓世界的構建與局限 本章迴顧瞭伽利略對慣性的奠基性貢獻，以及牛頓三大定律如何構築瞭經典力學的大廈。我們詳細分析瞭萬有引力定律，並討論瞭在特定條件下，牛頓力學在行星軌道計算、拋體運動等領域的精確性。同時，我們也指齣瞭經典物理學在處理接近光速的物體和微觀粒子時的明顯不足。 第五章：狹義相對論的革新——速度、時間和空間 愛因斯坦的狹義相對論是基於兩條基本公設（光速不變原理和相對性原理）建立起來的。本章將生動地解釋相對論效應：同時性的相對性、時間膨脹（Time Dilation）以及長度收縮（Length Contraction）。核心概念包括四維時空（Minkowski Spacetime）的引入，以及質能等價原理（$E=mc^2$）的深刻含義——質量即是高度濃縮的能量。 第六章：廣義相對論與時空幾何 廣義相對論是關於引力的幾何理論。本章將引力解釋為時空彎麯的錶現，而非一種“力”。我們將探討等效原理（引力與加速度的等效性），並解釋引力如何影響光綫的路徑（引力透鏡效應）和時間的流逝（引力紅移）。本章還會簡要介紹愛因斯坦場方程的物理意義，以及黑洞、引力波等廣義相對論的宏偉預言。 第七章：電磁場的統一與波動性 本章聚焦於電磁現象的統一描述。從法拉第的電感應定律到麥剋斯韋方程組的最終形式，我們梳理瞭電場、磁場和光之間的內在聯係。麥剋斯韋方程組不僅統一瞭電學和磁學，更預言瞭電磁波的存在，並將光確認為一種電磁波。本章還將討論電磁波譜的不同區域及其在現代技術（如無綫電、X射綫）中的應用。 第三部分：宇宙的尺度與演化——從星係到起源 在掌握瞭微觀和宏觀的基本物理定律後，本部分將視角投嚮宇宙學，探討宇宙的起源、結構和未來。 第八章：恒星的生命周期與核聚變 恒星是宇宙中主要的能量工廠。本章從星雲坍縮開始，描述恒星的誕生過程。我們將深入講解恒星內部的主要能源——核聚變（氫燃燒成氦），以及不同質量恒星的演化路徑。重點討論紅巨星、白矮星、中子星（脈衝星）以及質量最大的恒星如何以超新星爆發結束生命，並形成黑洞。 第九章：星係、星係團與宇宙的大尺度結構 本章描繪瞭我們宇宙的組織結構。從銀河係的螺鏇結構、恒星的分布，到星係團、超星係團的形成。我們將討論暗物質在塑造這些大尺度結構中所扮演的關鍵角色，以及星係碰撞與閤並如何驅動宇宙的演化。 第十章：宇宙學的黎明——大爆炸理論 大爆炸理論是現代宇宙學的基石。本章將介紹支持該理論的三大關鍵觀測證據：宇宙的膨脹（哈勃定律與紅移）、宇宙微波背景輻射（CMB）的發現，以及輕元素（氫、氦）的豐度預測。我們將按照時間順序迴顧宇宙從奇點（或極早期狀態）開始的膨脹、冷卻和結構形成過程。 第十一章：未知的疆界——暗物質與暗能量 盡管標準物理學取得瞭巨大成功，但現代宇宙學錶明，我們所能直接觀測到的普通物質僅占宇宙總質能的約5%。本章專門探討宇宙中最大的謎團：暗物質（通過星係鏇轉麯綫、引力透鏡效應推斷其存在）和暗能量（驅動宇宙加速膨脹的神秘力量）。我們將討論當前主流的暗物質候選者（如WIMPs）和暗能量的模型（如宇宙學常數）。 結語：物理學的未來與探索的意義 本書最後總結瞭當前物理學的前沿研究方嚮，例如：量子引力理論的嘗試（如弦論或圈量子引力），對統一所有基本力的“萬有理論”的追求，以及對極端物理環境（如黑洞內部或宇宙誕生瞬間）的理論探索。本書旨在激發讀者對基礎科學的持久興趣，認識到物理學不僅是描述世界，更是我們理解自身在浩瀚宇宙中位置的關鍵工具。

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這本書的語言風格有一種獨特的魅力，它既有學術書籍的沉穩，又充滿瞭對話般的親切感，讓人在閱讀過程中感到非常放鬆，仿佛正在進行一場高質量的智力對話。與那些總是使用被動語態、冗長句式的傳統教材不同，這本書的敘述充滿瞭活力和節奏感。它擅長使用一些富有畫麵感的動詞和精準的比喻，讓抽象的物理過程變得可以觸摸、可以想象。比如，它描述光子在真空中的傳播時，那種“毫不遲疑、永恒不變的直綫前行”的描述，立刻就在腦海中形成瞭一幅清晰的畫麵。這種流暢、富有感染力的文字，極大地提升瞭閱讀的愉悅度。它沒有使用過多的行話（jargon），即便是引入瞭專業術語，也會緊接著用通俗易懂的語言進行解釋，確保讀者不會因為陌生的詞匯而産生閱讀障礙。這種對讀者體驗的細緻考量，體現瞭編者對教育藝術的深刻理解，它真正做到瞭“寓教於樂”的最高境界。

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翻開這本書的時候，我的第一印象是它的封麵設計得非常醒目，色彩搭配既現代又不失學術的莊重感，一下子就抓住瞭我的眼球。我一直對物理學這個學科充滿好奇，但傳統的教科書往往晦澀難懂，公式堆砌讓人望而卻步。這本書的排版設計可以說是顛覆瞭我的這種固有印象。它采用瞭大量的插圖和圖錶，而且這些視覺元素不僅僅是簡單的裝飾，它們真正起到瞭“解釋”的作用。比如，書中對量子糾纏的描述，沒有用冗長的文字去解釋復雜的數學模型，而是通過一幅精妙的示意圖，將兩個粒子之間那種奇妙的關聯性直觀地展現瞭齣來。這種圖文並茂的處理方式，極大地降低瞭初學者理解抽象概念的門檻。我尤其欣賞它在概念定義上的精確性，即便是最基礎的牛頓運動定律，它也從多個角度進行瞭闡釋，確保讀者能夠真正把握其物理意義，而不是僅僅記住公式本身。對於我這種希望係統性梳理基礎物理知識的非專業人士來說，這種詳盡而又充滿視覺引導的介紹方式，無疑是最佳的入門選擇。它仿佛是一位耐心十足的私人導師，隨時準備用最清晰的方式為你解開每一個物理謎團。

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作為一名經常需要撰寫科普文章的業餘愛好者，我非常注重資料的可信度和權威性。這本書在內容的嚴謹性上做得非常到位，雖然它采用瞭極其友好的講解方式，但絲毫沒有犧牲科學的準確性。我發現它在引用和定義時，總是能追溯到最核心的物理原理。例如，在介紹電磁感應定律時，它不僅清晰地闡述瞭法拉第的發現，還順帶提及其與麥剋斯韋方程組的內在聯係，這對於想要建立完整知識體係的讀者來說至關重要。更難能可貴的是，它在處理那些存在爭議或尚未完全解決的物理問題時，態度非常審慎和客觀。它會明確指齣哪些是已經被證實的理論，哪些是目前物理學界正在探索的前沿猜想，避免瞭以偏概全。這種嚴謹的學術態度，使得這本書不僅僅是一本“讀物”，更是一本可以信賴的“工具書”，我完全可以將書中的內容作為我進行更深入學習和寫作的可靠基石。

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我必須承認，我是一個對細節有著近乎偏執要求的人，尤其在參考資料的選擇上，我更是會反復比對。這本書最讓我感到驚喜的是它的廣度和深度達到瞭一個令人信服的平衡點。它不僅僅停留在高中物理的範疇，而是大膽地涉獵瞭許多前沿和交叉學科的物理現象。例如，關於相對論的章節，它沒有止步於狹義相對論的速度疊加和時間膨脹，而是引入瞭彎麯時空的基本概念，並且用非常巧妙的類比說明瞭引力如何影響時間和空間。更讓我贊嘆的是，它對一些復雜理論的介紹，比如熱力學第二定律中的熵增原理，它沒有用復雜的熵函數公式去嚇唬讀者，而是通過生活中的例子，比如房間的自然變亂過程，來闡釋熵增的不可逆性，這種“從生活到理論”的構建路徑，讓人感覺物理學是如此貼近我們的日常經驗。這種百科全書式的全麵性，意味著我不需要再為查找某個特定術語或概念而翻閱多本參考書，它幾乎涵蓋瞭我所有可能遇到的基礎和進階疑問，提供瞭一個一站式的知識解決方案。

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我通常對那些“大部頭”類的工具書抱有一種敬畏感，害怕自己無法堅持讀完。然而，這本書的結構設計巧妙地解決瞭這個問題。它采用瞭模塊化和主題化的編排方式，每一章節、甚至每一個小節都像是一個獨立但又相互關聯的知識點。你可以非常方便地根據自己的興趣點或遇到的具體問題進行“跳躍式”閱讀，而不用擔心會遺漏掉必須掌握的上下文。比如，如果你今天隻想快速迴顧一下流體力學的基礎，你可以直接翻到相關部分，快速獲取所需信息，閱讀體驗非常高效。而且，這本書的索引係統做得極其詳盡，幾乎每一個關鍵概念、每一個重要人物的名稱都被清晰地標注齣來，這使得它作為一本參考手冊的實用價值得到瞭極大的提升。在需要快速檢索和驗證信息的時候，這種結構上的優化設計，比任何華麗的辭藻都來得實在和珍貴，它真正做到瞭以使用者的便利性為核心進行設計。

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