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出版者:人民邮电出版社

作者:何满才

出品人:

页数:572

译者:

出版时间:2003-7-1

价格:58.00

装帧:平装（带盘）

isbn号码:9787115113245

丛书系列:

图书标签:

• 模具设计
• 模具制造
• 机械工程
• 工业设计
• 制造技术
• 模具工艺
• CAD/CAM
• 冲压模具
• 注塑模具
• 模具材料

浩瀚星河下的智慧交织：宇宙探索与人类未来 书籍名称：《星际航行学导论：从牛顿到曲速理论的演进》 图书简介： 本书旨在为那些对浩瀚宇宙心怀敬畏与好奇的求知者，提供一部全面而深入的、关于人类星际航行理论与实践发展的综合性导览。我们不再将目光局限于地球的摇篮，而是将视角投向遥远的星辰大海，探讨人类文明如何一步步从地面观测者转变为潜在的星际旅行者。 第一部分：古典物理的约束与突破 本书伊始，我们将追溯牛顿经典力学在航天领域的基石作用。详细阐述牛顿运动定律和万有引力定律如何精确指导了早期的人造卫星发射、行星际轨道计算以及“阿波罗计划”的成功实施。我们会剖析地球逃逸速度的物理含义，并深入分析轨道力学中的“霍曼转移轨道”等经典节能变轨技术，展示在化学燃料驱动的时代，人类是如何精妙地利用引力弹弓效应，实现对太阳系内行星的拜访。 然而，古典物理的框架在面对超远距离的星际旅行时，其固有的速度限制（即无法超越光速）成为了横亘在人类面前的巨大鸿沟。因此，本书的第二部分将聚焦于20世纪最伟大的物理学革命——爱因斯坦的相对论。 第二部分：相对论的挑战与时空的新图景 我们将详细解读狭义相对论中“时间膨胀”和“长度收缩”的效应，并探讨它们对长时间的星际任务意味着什么。一个宇航员以接近光速的速度前往半人马座阿尔法星，对其而言可能只需数年，但对于地球上的观测者来说，可能已过去数十年甚至更久。这种“双生子佯谬”的实际意义，是理解未来星际社会结构的关键。 更进一步，本书将进入广义相对论的范畴，探讨引力如何弯曲时空。这部分内容将不仅仅是纯粹的理论回顾，而是将理论与可能的工程应用相结合。我们将系统梳理基于广义相对论框架下提出的，用以规避光速限制的几种前沿理论构想，包括但不限于： 曲速驱动理论（Alcubierre Drive）： 深入分析其数学模型，探讨如何通过在飞船前部压缩空间、后部膨胀空间的方式，实现“超光速”的有效移动，而不违反局部光速限制的物理原理。同时，重点讨论其面临的巨大挑战，例如对负能量（奇异物质）的需求，以及可能产生的“切尔科夫辐射”等副作用。 虫洞理论的拓扑学基础： 介绍虫洞作为时空捷径的数学可能性，探讨特拉维特（Traversable Wormholes）所需的条件，以及维护其喉部开放所需的理论技术门槛。 第三部分：等离子体推进与非化学能源的探索 化学火箭的局限性在于其极低的“比冲”——即单位质量燃料所能产生的推力效率。要实现真正的星际航行，我们必须彻底变革推进系统的能源基础。本部分将系统介绍当前和未来主要的非化学推进技术： 核聚变推进系统： 分析惯性约束聚变（ICF）和磁约束聚变（MCF）在驱动高效率等离子体喷流中的潜力。我们将详细对比“达尔文引擎”和“脉冲聚变推进”等概念，评估其在提供高比冲和高推力之间的平衡点。 反物质湮灭推进： 作为理论上能量密度最高的推进方式，本书将剖析制造、储存和精确控制反物质的极端技术难题，并模拟一次理论上的反物质驱动星舰的典型任务轮廓。 太阳帆与激光推进阵列： 探讨如何利用外部能源——太阳光子或地基/轨道激光器发射的强大光束，来推动超轻型载荷进行长达数十年的亚光速加速。 第四部分：生命维持与行星际生态学 一次跨越数光年的旅程，其时间尺度和封闭环境对生物学和生态学提出了前所未有的要求。本书的第四部分转向“活的机器”——宇航员本身及其生存系统。 我们将深入探讨闭环生态生命支持系统（CELSS） 的设计原理，分析如何实现水、空气和营养的近乎100%的回收与再利用。重点关注长达数代人的代际飞船（Generation Ship） 的社会学和遗传学挑战，包括如何维持基因多样性、如何构建一个可持续的微型社会结构，以及如何防止系统性故障的累积。 此外，本书将对人工冬眠（Torpor）和休眠技术 进行前瞻性评估，分析生物体如何在低代谢状态下度过漫长的航行期，以及恢复生理机能所需克服的医学障碍。 第五部分：系外行星的定居与行星际伦理 本书的最终部分将目光投向目的地——我们可能定居的遥远世界。我们将审视系外行星宜居性（Exoplanet Habitability） 的评估标准，从“宜居带”的传统概念扩展到对非类地行星（如海洋世界或超级地球）的适应性研究。 最后，本书提出了关于星际探索的深层次伦理考量：当人类接触到地外生命（无论智慧与否）时，我们应遵循何种行为准则？对新世界的资源开发是否应该受到约束？人类文明在宇宙中的“责任”是什么？ 通过对古典物理、相对论、前沿推进技术、生物工程及伦理学的多维度交叉探讨，《星际航行学导论》旨在为读者描绘一幅宏大而又严谨的未来图景——人类走出太阳系，迈向星际文明的漫长而艰辛的征程。它不仅是一本科学导论，更是一部关于人类想象力边界的探索史。

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