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出版者:外语教学与研究出版社

作者:美国国家地理学会

出品人:

页数:110

译者:

出版时间:2004-6

价格:13.90元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787560039787

丛书系列:国家地理科学探索丛书

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《时间的尺度：从原子跃迁到宇宙膨胀》 第一章：微观世界的奇点——量子跃迁的奥秘 在我们脚下的土地、身边的空气、甚至我们自身构成的原子内部，都隐藏着一个充满不可思议的尺度。这一章将带您潜入微观粒子跳跃的舞蹈，感受量子世界那令人惊叹的“不连续性”。我们将探讨原子中电子围绕原子核的运行并非平滑的轨道，而是遵循着一种“能量阶梯”的规则。当电子吸收或释放能量时，它并非缓慢地滑行，而是瞬间完成从一个能量级别到另一个能量级别的“跃迁”。这种能量的跳跃，其尺度之小，能量之微，远超我们日常的直觉。 我们将深入理解量子跃迁如何解释光谱线的产生。当原子中的电子从高能级跃迁到低能级时，会释放出特定频率的光子，形成原子特有的“指纹”——光谱线。这不仅仅是美丽的科学现象，更是化学元素得以识别和分析的基石。通过分析物质发出的光，科学家们能够辨识遥远的星体成分，理解宇宙的构成。 更进一步，我们将触及量子隧穿效应。这是一个颠覆经典物理观念的概念：粒子竟然有一定概率“穿过”一道它本应无法逾越的能量壁垒。想象一下，一个球从一边滚向另一边，如果中间有一堵墙，它应该被弹回来。但在量子世界，这个球却有可能“消失”在墙的一边，然后“出现”在另一边。这种“不可能”的现象，在核聚变、扫描隧道显微镜等领域发挥着至关重要的作用，为现代科技提供了无限可能。 我们将回顾量子力学发展的历史脉络，从普朗克的能量量子假说到玻尔原子模型，再到海森堡和薛定谔的波动力学，一步步揭示人类对微观世界认识的飞跃。这不是一个线性的发展过程，而是充满了思想的碰撞、理论的修正与革命性的突破。我们将看到，科学家们如何试图用数学语言去描绘这个充满概率和不确定性的微观宇宙，并对其本质进行深入的哲学思考。 第二章：宏观世界的边界——从牛顿力学到相对论的颠覆 当我们跳出微观的藩篱，放眼我们熟悉的宏观世界，经典力学似乎无懈可击。牛顿的万有引力定律和运动定律，成功地解释了行星的轨道、物体的坠落，为工业革命提供了坚实的理论基础。这一章将首先回顾牛顿力学的辉煌，感受其简洁而强大的数学语言所带来的理解宇宙的全新视角。我们将探讨惯性、力、加速度之间的关系，以及重力如何如同看不见的丝线，将宇宙中的天体联系在一起。 然而，随着观测精度的提升和对宇宙深层规律的探索，牛顿力学逐渐显露出其局限性。爱因斯坦的相对论，如同一次思想的地震，彻底重塑了我们对空间、时间和引力的认知。我们将聚焦于狭义相对论，理解“同时”的相对性——在不同运动状态下的观察者看来，同一事件发生的时间点是不同的。这将挑战我们根深蒂固的绝对时间观念，并引出质量与能量之间的深刻联系——著名的E=mc²公式。我们将探讨这个公式的意义，它不仅揭示了质量蕴含着巨大的能量，也预示了核能的诞生，改变了人类利用能源的方式。 随后，我们将深入探讨广义相对论，这是对引力理论的一次革命。爱因斯坦提出，引力并非一种“力”，而是时空本身的弯曲。质量和能量的存在会扭曲周围的时空，而物体则是在这个弯曲的时空中沿着“最短路径”（测地线）运动。我们将以形象的比喻来理解这一概念，例如在一个被重物压弯的橡胶膜上滚动的小球，它的运动轨迹就是受到时空弯曲的影响。我们将探讨广义相对论如何解释水星近日点的进动、光线在引力场中的偏折等牛顿力学无法完全解释的现象。 这一章还将触及相对论的实验验证，例如爱丁顿爵士在日食期间观测到的星光偏折，以及后来对引力波的探测。这些实验证据不仅证实了相对论的预言，更将人类对宇宙的认识推向了新的高峰。我们将看到，理论的提出需要实验的支撑，而实验的发现又会反过来促进理论的深化。 第三章：宇宙的边界与演化——从星系碰撞到暗物质的魅影 在我们对微观和宏观世界的尺度有了初步的理解后，我们将目光投向更加宏大的尺度——宇宙本身。这一章将带您探索宇宙的浩瀚，从近在眼前的星系，到遥远的宇宙边缘。我们将首先从我们熟悉的银河系出发，理解恒星的形成、演化与死亡。从巨大的星云坍缩，到新生恒星点燃核聚变之火，再到超新星爆发将元素播撒到宇宙空间，我们将领略恒星生命周期的壮丽与循环。 我们将聚焦于星系的结构与动力学。理解星系是如何聚集在一起，形成星系团和超星系团，以及它们之间如何通过引力相互作用。我们将探讨星系碰撞的场景，那是一场跨越亿万年的宇宙交响曲，两个庞大的结构相互穿梭、融合，激发出新一轮的恒星形成。我们将看到，宇宙并非静止不变，而是一个充满动态演化的宏大舞台。 然而，对宇宙的观测数据，逐渐暴露出一个令人困惑的真相：我们所能看到的普通物质，远远不足以解释星系和星系团的运动速度。这引出了“暗物质”的概念。暗物质不发光、不反射光，无法与普通物质发生电磁相互作用，但它却通过引力影响着宇宙的结构。我们将探讨科学家们如何通过引力透镜效应、星系旋转曲线等方式间接探测暗物质的存在，并回顾那些试图揭开暗物质面纱的各种理论模型和实验尝试。 除了暗物质，宇宙膨胀的加速也带来了另一个未解之谜——“暗能量”。暗能量被认为是驱动宇宙加速膨胀的神秘力量，它占据了宇宙总能量的大部分。我们将探讨宇宙学模型如何整合暗物质和暗能量，以解释我们观测到的宇宙演化历史。我们将看到，宇宙的未来，可能比我们想象的更加充满未知。 最后，我们将展望宇宙学的未来研究方向，从对宇宙微波背景辐射的精确测量，到探测引力波的更多信息，再到寻找宇宙的第一个时刻，我们将看到科学家们如何不断挑战认知的极限，试图拼凑出宇宙最完整的图景。从微观粒子的神秘跃迁，到宏观时空的弯曲，再到宇宙的浩瀚演化，这本书希望为您打开一扇通往物理科学无限可能的大门，激发您对未知世界的好奇与探索。

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说实话，我本来对《量子之舞》这本书没什么期待，因为我对微观世界的理解一直停留在“薛定谔的猫”那个层面。结果，这本书彻底颠覆了我的认知！它没有沉溺于那些玄乎的哲学思辨，而是用一种极其生动甚至有点“俏皮”的笔调，将量子纠缠、不确定性原理这些抽象概念掰开了揉碎了讲。作者在描述电子的“叠加态”时，用了一个非常绝妙的比喻——就像一个音符在被弹响之前，同时存在于所有可能的频率上，直到你用耳朵去捕捉它。这种描述方式，既保持了科学的严谨性，又极大地降低了阅读门槛。更让我印象深刻的是，它还花了大量篇幅介绍了量子计算的最新进展，让我看到了未来科技的无限可能。这本书的排版和插图设计也做得非常出色，那些色彩斑斓的分子结构图和波函数图像，本身就是一种视觉享受。如果说有什么不足，可能就是它在介绍费曼路径积分时，节奏稍微快了一点，我需要查阅一些额外的资料才能完全跟上思路，但这瑕不掩瑜，它成功地让我对量子力学产生了浓厚的兴趣，并开始主动探索更深层次的资料。

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我最近读完的这本《生命的化学密码》简直是教科书级别的典范，尤其对于我这种偏向生物化学方向的人来说，简直是如饥似渴地吸收知识。这本书的结构布局极为清晰，从DNA的双螺旋结构讲起，一步步深入到基因表达的复杂调控网络，中间穿插了大量历史上的重大实验和发现的背景故事，让冰冷的概念变得鲜活起来。作者在解释酶催化机制时，那种对分子间相互作用力的细腻描绘，让我仿佛能“看清”底物是如何完美契合酶活性位点的。它不仅详尽地介绍了经典的孟德尔遗传规律，更重要的是，它将这些规律放置在了现代分子生物学的宏大背景下进行阐释，清晰地展示了生物学是如何从现象学走向精确的分子层面的。关于蛋白质折叠错误与神经退行性疾病（比如阿尔茨海默病）之间的联系那一章，简直是震撼人心，将基础科学与人类健康问题紧密结合了起来。这本书的权威性和详实度毋庸置疑，唯一的挑战在于，它几乎没有回避任何技术细节，因此阅读速度较慢，需要静下心来反复咀嚼每一个定义和机制。

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我最近翻阅的这本《材料的未来构想》提供了一个非常前瞻性的视角，它聚焦于那些正在改变我们生活方方面面的新材料。这本书的重点不在于介绍现有的钢筋水泥，而是大胆地探索了诸如石墨烯、超导体以及自修复聚合物等“未来材料”。作者的论述风格非常具有启发性，他不是简单地介绍材料的性能，而是探讨了这些材料背后的物理学原理以及它们将如何重塑工程学、医学甚至能源存储的格局。例如，在描述拓扑绝缘体时，作者引入了对电子态的全新理解，这种描述方式让我意识到材料科学已经深入到了量子物理的最前沿。书中关于可持续性和环境友好型材料的部分尤为出色，探讨了如何利用生物启发的设计来创造出既坚固又可降解的新型复合材料。这本书的不足之处可能在于，有些过于超前的概念，如负折射率材料的应用前景，在目前的实验基础上显得有些“空中楼阁”，需要读者有一定的想象力去弥补现实的差距。但总而言之，这是一本能激发创新思维、拓展技术视野的优秀读物，非常推荐给所有对工程技术和前沿科学感兴趣的人。

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天呐，我最近读完了一本叫《宇宙的奥秘》的书，简直是打开了新世界的大门！这本书的作者对黑洞的描述简直是栩栩如生，仿佛我亲眼目睹了物质被引力撕扯的过程。特别是关于信息悖论的探讨，作者并没有简单地给出一个结论，而是层层递进地分析了当前物理学界几种主流观点的优劣，让我这个业余爱好者也能窥见理论前沿的争论之激烈。我尤其喜欢它在讲解广义相对论时，那种将复杂的数学概念转化为清晰直观的图像叙述的能力。比如，他用一个想象中的蹦床来比喻时空弯曲，让我瞬间就理解了引力本质的奇妙。这本书的深度和广度都令人赞叹，它不只是罗列事实，更是在引导读者思考宇宙的终极问题。读完之后，我看着夜空，感觉那些闪烁的星星都变得不再遥远和神秘，而是充满了可以被理解的规律和力量。唯一的缺点可能就是，对于完全没有物理学背景的人来说，有些章节需要反复阅读，但我想，为知识付出这点努力是绝对值得的。这本书绝对是硬核科幻迷和对宇宙充满好奇心的普通读者的宝藏。

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对于一个对地球历史着迷的读者来说，《地壳深处的秘密》这本书简直是一次穿越时空的史诗之旅。作者的叙事能力极其强大，他没有采用传统的年代顺序，而是以“板块构造”这一核心理论为驱动力，带领我们穿梭于各个地质年代。比如，他描述超级大陆“盘古大陆”的形成和解体，用的语言就像在讲述一部宏大的家庭伦理剧，充满了张力和转折。我特别欣赏作者对“时间尺度”的刻画，他巧妙地将数亿年的地质变迁浓缩到几页篇幅内，让人深刻体会到人类文明在地球历史长河中的短暂性。书中的火山喷发和地震模拟部分，结合了最新的地震学模型，解释了地幔对流的驱动力，视角非常专业且富有洞察力。我原本以为会读到枯燥的岩石分类，但作者却将矿物晶体学描述成了宇宙中最精密的几何艺术。唯一希望的是，书中关于古气候重建的碳同位素分析部分，如果能再多配一些图表辅助理解，对非专业读者会更友好一些。总的来说，这是一部将自然科学的磅礴气势与严谨的科学推理完美结合的佳作。

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