管窥物理(走进科学大门丛书) 9787107305566 人民教育出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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管靖 著

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出版社： 人民教育出版社

ISBN：9787107305566

商品编码：29558230361

包装：平装-胶订

出版时间：2015-06-01

基本信息

书名：管窥物理(走进科学大门丛书)

定价：59.80元

作者：管靖

出版社：人民教育出版社

出版日期：2015-06-01

ISBN：9787107305566

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《星辰的低语：宇宙万象的探索之旅》 一、 宇宙的开端：从奇点到星系的诞生 我们的旅程始于那无法想象的开端——奇点。那里，所有已知的时间、空间和物质都凝聚于一点，密度无穷大，温度无法测量。紧接着，是一场震撼宇宙的爆炸，我们称之为大爆炸。这不是我们理解的普通爆炸，而是一场时空的急速膨胀，将一切从无垠的虚空中推向无限。 在大爆炸的最初瞬间，宇宙处于极度炽热和致密的状态。随着空间的膨胀，温度急剧下降，基本粒子开始形成：夸克、电子、中微子…… 这些微小的粒子如同生命的种子，在宇宙的襁褓中孕育。几分钟后，温度进一步降低，质子和中子结合，形成了氢和氦的原子核。这是宇宙中最丰富的元素，它们将成为未来恒星和星系的基石。 然而，当时的宇宙仍然是一团混沌的等离子体，光线无法自由传播。直到大爆炸后约38万年，宇宙冷却到足以让电子与原子核结合，形成中性原子。这一刻，被称为“复合时期”的结束，也是“宇宙微波背景辐射”的诞生。这束古老的光，穿梭了138亿年，至今仍在宇宙中回荡，如同大爆炸留下的余晖，为我们描绘着宇宙婴儿时期的容貌。 随着时间的推移，宇宙并非均匀膨胀。微小的密度涨落，如同宇宙中的涟漪，开始吸引周围的物质。在引力的作用下，这些物质逐渐聚集，形成了巨大的气体云。这些气体云在自身引力的作用下不断坍缩，密度越来越高，温度也随之升高。当中心温度达到足以引发核聚变反应时，第一代恒星便诞生了。 这些早期恒星，被称为“第一代恒星”，它们通常质量巨大，寿命短暂，但其燃烧过程却至关重要。在恒星的核心，氢原子融合成氦原子，释放出巨大的能量，照亮了黑暗的宇宙。更重要的是，在这些巨型恒星的内部，以及它们最终爆发为超新星时，更重的元素——碳、氧、铁等——被锻造出来。这些元素，正是构成我们星球、我们自身以及宇宙中其他一切物质的原材料。 这些“金属”（天文学上对氢和氦以外所有元素的统称）随着超新星爆发被抛洒到宇宙空间，成为下一代恒星形成的“原料”。物质不断聚集、坍缩、成恒星，恒星又通过核聚变产生更重的元素，并最终以壮丽的爆炸将这些元素散播出去。这个周而复始的循环，缓慢而坚定地塑造着宇宙的结构。 随着时间的推移，在引力的作用下，恒星们不再孤立存在，它们聚集在一起，形成了最初的星系。这些早期的星系可能比我们今天看到的要小得多，它们不断碰撞、合并，逐渐成长壮大。星系之间的引力作用也使得它们在宇宙中形成宏伟的结构：星系团、超星系团，以及横亘在它们之间的巨大空洞，构成了我们今天所见的宇宙网格。 二、 恒星的生命：从诞生到死亡的壮丽史诗 恒星，是宇宙中最耀眼的存在，也是宇宙演化的核心驱动力。它们的生命旅程，充满了戏剧性的起伏，从诞生到死亡，讲述着一段段壮丽的史诗。 一颗恒星的生命始于一片巨大的分子云，这些分子云是由氢、氦以及少量重元素组成的。在引力作用下，分子云的某个区域开始收缩，尘埃和气体不断聚集，形成一个旋转的盘状结构，称为原行星盘。在盘的中心，物质越来越密集，温度也越来越高，最终达到足以引发氢核聚变反应的条件，一颗年轻的恒星便诞生了，它发出的光芒宣告着新生命的诞生。 恒星的命运，很大程度上取决于它的初始质量。质量较小的恒星，如我们的太阳，拥有相对漫长的生命。它们在主序星阶段，稳定地将氢聚变成氦，释放出持续的光和热。这个阶段是恒星生命中最漫长、最稳定的时期，地球上的生命也正是在太阳这样一颗稳定恒星的光照下得以发展。 当恒星核心的氢燃料耗尽时，它将进入红巨星阶段。核心收缩，温度升高，外层膨胀，恒星的体积会急剧增大，颜色变得偏红。对于质量与太阳相仿的恒星来说，它们会吞噬内层行星，并且表面的温度会显著降低。在红巨星阶段，恒星开始在核心燃烧氦，生成碳和氧。 最终，当氦燃料也耗尽时，恒星的外层物质会逐渐散逸，形成美丽的行星状星云。而恒星的核心则坍缩成一个致密的白矮星。白矮星不再进行核聚变反应，它只是缓慢地冷却，最终可能变成一颗冰冷的黑矮星。 对于质量更大的恒星，它们的命运则要悲壮得多。在主序星阶段，它们燃烧氢的速度更快，生命也更短暂。当核心的氢耗尽后，它们会经历更剧烈的变化，燃烧更重的元素，直至铁。一旦核心积累了足够的铁，核聚变反应将停止，因为铁的聚变不再释放能量，反而需要消耗能量。 此时，恒星的核心会在自身巨大的引力下发生灾难性的坍缩。短短几秒钟内，核心的密度会急剧增加，然后发生一次剧烈的反弹，产生一场惊天动地的超新星爆发。这场爆发释放的能量是如此巨大，以至于在一瞬间可以比整个星系还要明亮。 超新星爆发是宇宙中最壮观的现象之一。它不仅摧毁了恒星本身，更重要的是，它将恒星在漫长生命中合成的所有重元素，包括那些构成我们身体的元素，如碳、氧、铁、钙等，抛洒到广阔的宇宙空间。这些元素，将成为下一代恒星和行星形成的原材料。 如果恒星的质量足够大，在超新星爆发后，核心坍缩会产生一种密度极高的天体——中子星。中子星的密度极大，一勺中子星物质的质量就可能相当于地球上的几亿吨。有些中子星以极快的速度旋转，并释放出强大的辐射束，形成脉冲星。 而对于那些质量最巨大的恒星，在超新星爆发之后，它们的核心会继续坍缩，直至形成一个引力强大到连光都无法逃脱的天体——黑洞。黑洞是宇宙中最神秘的存在，它扭曲了周围的时空，吞噬一切靠近它的物质。 三、 星系的舞蹈：从孤独的孤岛到宏伟的宇宙结构 星系，是宇宙中最庞大的结构单元，它们如同漂浮在宇宙黑暗海洋中的岛屿，数量亿万，形态各异，共同构成了宇宙宏伟的画卷。 星系并非孤立存在，它们相互吸引，相互影响，在引力的支配下，上演着一场场宏大而缓慢的宇宙之舞。 根据形态，星系大致可以分为几类。最常见的是旋涡星系，它们通常拥有一个明亮的中心核球，以及由气体、尘埃和恒星组成的螺旋臂，如同旋转的飞碟。我们的银河系就是一个典型的旋涡星系。 另一类是椭圆星系，它们形态呈椭圆形，看起来比较光滑，缺乏明显的螺旋结构，成员星系的恒星成分以老年恒星为主，气体和尘埃的含量较少。 还有一类是不规则星系，它们的形状不规则，没有明显的结构，通常是由于星系之间的引力相互作用，例如碰撞或潮汐力作用的结果。 星系的诞生和演化是一个漫长而复杂的过程。最初的星系可能比我们今天看到的要小得多，它们在宇宙早期由气体和暗物质聚集形成。随着时间的推移，这些原始星系通过碰撞和合并，逐渐增大，并演变成今天我们所见到的各种形态。 星系之间的引力作用是塑造宇宙结构的关键。质量较大的星系会吸引较小的星系，导致它们碰撞和合并。这种合并过程会引发新一轮的恒星形成，同时也会改变星系的形态。例如，两个旋涡星系合并，可能会形成一个更大的椭圆星系。 星系并非均匀分布在宇宙中，它们倾向于聚集在一起，形成庞大的结构。成千上万个星系聚集在一起，形成星系团。而星系团又进一步聚集，形成超星系团，这些是宇宙中最大的引力束缚结构。 在这些宏伟的星系团和超星系团之间，则存在着巨大的、几乎空无一物的空间，被称为宇宙空洞。这种由星系团和宇宙空洞组成的网状结构，被称为“宇宙网”。宇宙网的形成，是早期宇宙密度涨落和暗物质引力作用的结果。 暗物质，是宇宙中一种神秘的存在，它不发光，不与电磁波相互作用，但却通过引力影响着物质的分布。天文学家通过观测星系旋转速度和星系团的运动，推断出暗物质的存在，并认为它是形成宇宙结构的关键“骨架”。 星系之间的相互作用，不仅仅是合并。即使不发生直接碰撞，星系之间的引力也会产生潮汐力，拉伸和扭曲星系。一些星系甚至会被其他星系的引力“剥离”气体，从而阻碍了新恒星的形成。 了解星系的演化，也帮助我们理解我们自身所处的银河系。我们的银河系正处于不断演化之中，它也在与其他附近的星系发生着相互作用。科学家们预测，在约40亿年后，银河系将与仙女座星系发生碰撞合并，最终形成一个更大的椭圆星系。 四、 宇宙的奥秘：从暗物质到宇宙学的终极问题 当我们仰望星空，不仅看到璀璨的星辰，也感受到无尽的未知。宇宙，是一个充满奥秘的领域，等待着我们去探索和理解。 暗物质和暗能量，是现代宇宙学中最令人困惑的存在。我们通过引力效应推断出暗物质的存在，它占据了宇宙总质量的大约27%。然而，它的本质仍然是一个谜。它是由什么粒子构成的？它在宇宙中扮演着怎样的角色？这些问题仍然没有明确的答案。 比暗物质更神秘的是暗能量。观测表明，宇宙的膨胀正在加速，这意味着存在一种未知的能量，它以排斥力的方式对抗着引力，推动着时空扩张。暗能量占据了宇宙总能量的约68%，是宇宙中最主要的组成部分。它的本质是什么？它是否具有某种“能量密度”，随宇宙膨胀而保持不变？它将如何影响宇宙的未来？这些都是宇宙学研究的前沿课题。 宇宙的起源，我们已经初步了解了大爆炸理论，但关于奇点本身，以及大爆炸之前是什么，仍然是哲学和科学的边界。通货膨胀理论试图解释大爆炸初期的极速膨胀，但其背后的物理机制仍需深入研究。 多重宇宙理论，是另一种引人入胜的猜想。它认为我们的宇宙可能只是众多宇宙中的一个，其他的宇宙可能拥有不同的物理定律和常数。这个理论，虽然目前还缺乏直接的观测证据，但它提供了一种可能性，解释了我们宇宙的“精细调节”问题——为什么宇宙的物理常数似乎恰好适合生命的诞生。 宇宙的未来，也充满了不确定性。如果暗能量继续发挥作用，宇宙将走向“大撕裂”，所有结构最终被撕裂。如果暗能量的密度随时间变化，宇宙的命运也可能截然不同。甚至有可能，宇宙会走向“大挤压”，最终重新坍缩。 理解宇宙，不仅仅是认识天体和现象，更是理解我们自身的定位。我们从哪里来？我们到哪里去？在浩瀚无垠的宇宙中，我们是否是孤独的？寻找地外生命，是人类永恒的探索之一。从射电望远镜的监听，到探测器在其他星球上的搜寻，我们从未停止过对“另一个我们”的追寻。 物理学，作为探索宇宙基本规律的科学，不断为我们提供理解宇宙的新视角。量子力学揭示了微观世界的奇特规律，相对论解释了引力和时空的奥秘。而将这两者统一起来的“万有理论”，仍然是物理学家的梦想，也是通往更深层宇宙理解的关键。 《星辰的低语：宇宙万象的探索之旅》带领我们踏上了一场跨越时空的旅程，从宇宙的诞生，到恒星的生死，再到星系的宏伟舞蹈，最后触及宇宙最深层的奥秘。这场旅程，不仅是知识的积累，更是对我们自身存在意义的思考。每一次对星空的仰望，都是一次与宇宙的对话，聆听着那来自遥远时空的低语，感受着存在的浩渺与奇迹。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格有一种独特的魅力，它既有科学的严谨性，又不失文学的感染力。作者在解释物理现象时，常常会使用一些诗意的语言，将科学的客观规律赋予了生命力。例如，在描述宇宙的浩瀚时，他会用“星辰大海”这样的词汇，让人感受到宇宙的壮丽和神秘。而当他讲解微观世界的奇妙时，他又会用“粒子舞蹈”这样的比喻，描绘出微观粒子那种无序而又充满规律的运动状态。这种将科学知识与人文情怀巧妙结合的表达方式，让我在阅读的过程中，不仅仅是在“学习”，更是在“感受”。我甚至觉得，有时候他的描述比很多散文还要优美。而且，他非常擅长运用设问的方式，引导读者主动思考，而不是被动接受信息。这种互动式的写作风格，让我觉得自己不是一个人在阅读，而是在与作者进行一场思想的对话。

评分☆☆☆☆☆

在讲解抽象概念时，作者运用了大量的类比和隐喻，这使得原本晦涩难懂的物理原理变得生动形象。比如，在解释“量子叠加态”时，他并没有直接使用复杂的数学模型，而是用了一个想象中的“盒子里的猫”，通过一个引人入胜的故事，来阐述这个概念的奇特性。这种比喻虽然不完全严谨，但对于初学者来说，它能够极大地帮助我们建立起对该概念的初步印象和直观感受。此外，书中穿插的一些历史趣闻，比如牛顿被苹果砸到脑袋的传说，或者爱因斯坦的相对论是如何被大众接受的曲折过程，都让阅读过程更加轻松愉快，也让我们看到了科学发展并非一帆风顺，而是充满了人类的智慧、好奇和不懈的努力。这些细节的处理，让我觉得这本书不仅仅是在传授知识，更是在传递一种科学思维方式和探索精神，非常值得反复品读。

评分☆☆☆☆☆

我尤其喜欢书中对于实验的描述。它不仅仅是简单地列出实验步骤和结果，而是花了很大的篇幅去介绍那些伟大的物理学家是如何思考，如何一步步设计出巧妙的实验来验证他们的理论的。读到伽利略在比萨斜塔上进行落体实验的描述时，我仿佛亲身站在塔顶，感受着空气的阻力和重力的拉扯。又或者，当我读到法拉第发现电磁感应现象时的那种兴奋和执着，我能感受到科学探索过程中那种不畏艰难、勇往直前的精神。书中有不少插图，虽然不是写实的照片，但它们用简洁的线条勾勒出了实验装置的轮廓，并且用箭头和标注清晰地展示了物理量的变化方向。这些图画帮助我更好地理解实验原理，仿佛我真的能动手去操作一样。这种将历史故事、人物传记和实验过程融为一体的写法，让物理学习变得更加鲜活和有趣，也让我对那些为人类科学进步做出贡献的先驱们充满了敬意。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字叫做《管窥物理(走进科学大门丛书)》，书号是9787107305566，出版社是人民教育出版社。 这本书的装帧设计很有吸引力，封面上色彩搭配和谐，给人一种既严谨又不失活泼的感觉。我喜欢它所采用的字体，大小适中，排版清晰，即使是复杂的物理概念，在这样的排版下也显得易于阅读。拿到手的时候，纸张的质感也很棒，厚实且略带哑光，翻阅起来非常舒服，不会有廉价感。书的尺寸也恰到好处，无论是放在书架上还是随身携带，都不会显得笨重。书脊处的烫金工艺，让它在众多书籍中脱颖而出，充满了文艺气息。而且，它居然还附赠了一枚精美的书签，上面印着一句关于科学的格言，非常贴心。我特别欣赏出版社在细节上的用心，每一个小小的设计都透露出对读者的尊重和对书籍品质的追求。这本书不仅仅是一本工具书，更像是一件可以细细品味的艺术品，让人在阅读知识的同时，也能获得视觉上的享受。我将它放在床头柜上，每天睡前翻几页，都能感受到一种宁静和充实。

评分☆☆☆☆☆

这本书的前言部分，作者的叙述方式让我眼前一亮。他没有一开始就抛出枯燥的定义和公式，而是用一种非常平实、贴近生活的语言，讲述了物理学是如何影响我们日常生活的方方面面。他描绘的场景，比如清晨的第一缕阳光折射进房间，或者一杯热茶在手中散发出的温度，都巧妙地引出了光学的基本原理、热力学的概念。这种“润物细无声”的引入方式，极大地降低了物理学的门槛，让我这个初学者感到非常亲切。更重要的是，他并没有回避物理学中一些看似深奥的概念，而是用生动的比喻和形象的类比，将它们解读得浅显易懂。比如，当他讲解“惯性”时，他会用我们在公交车上突然刹车时身体会向前倾的例子来解释，那种感觉仿佛就在眼前。这种将抽象理论与具体生活经验相结合的叙述，让我觉得物理学不再是遥不可及的象牙塔里的学问，而是触手可及、充满魅力的存在。