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出版者:化学工业出版社

作者:张超

出品人:

页数:228

译者:

出版时间:2005-01-01

价格:32.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502558758

丛书系列:

图书标签:

• 水电
• 水能资源
• 可再生能源
• 能源开发
• 能源利用
• 电力工程
• 水利工程
• 清洁能源
• 可持续发展
• 能源政策

《星际航行与超光速物理学》内容概要 本书旨在全面、深入地探讨人类迈向星际文明所面临的最核心的科学与工程挑战——超光速（Faster-Than-Light, FTL）航行的物理学基础、技术可行性以及相关的前沿理论。全书内容聚焦于理论物理的前沿探索、尖端工程学的突破，以及对未来星际旅行社会影响的哲学思考，与“水电能资源开发利用”这一主题完全无关。 --- 第一部分：引言与经典物理学的疆界 (约 300 字) 本书开篇首先回顾了人类在地球文明阶段的能源探索历程，并迅速将视角转向宇宙尺度。第一章深入剖析了爱因斯坦狭义相对论（Special Relativity）的基石——光速不变原理（The Constancy of the Speed of Light）及其对经典时空观的革命性影响。我们详细讨论了如何利用相对论性效应（如时间膨胀和长度收缩）来描述接近光速的航行，但明确指出，在不引入新物理学的前提下，任何有静止质量的物体都无法达到或超越光速。 随后的章节开始构建超越经典框架的理论基础。第二章探讨了当前理论物理学中对“真空”本质的理解，为后续引入负能量密度和奇异物质的概念铺平道路。本部分着重于界定现有物理学框架的边界，并明确指出要实现星际旅行，我们必须在引力场和时空结构层面进行根本性的干预。 第二部分：超光速航行的理论基石：时空操纵 (约 550 字) 本部分是全书的核心理论探讨，专门针对构建超光速通道的理论模型进行深度剖析。 第三章：曲速驱动（Warp Drive）的阿库别瑞模型及其修正 本章详细分析了米格尔·阿库别瑞（Miguel Alcubierre）在1994年提出的度规（Metric）方程。我们不仅复现了原始模型的数学结构，还着重分析了其核心要求：在飞船前方压缩空间、在后方膨胀空间，从而使飞船在局部保持惯性静止状态下实现有效超光速运动。关键讨论点包括： 1. 负能量密度的必要性与量子场论的挑战： 详细介绍了卡西米尔效应（Casimir Effect）作为负能量存在的微弱实例，并对比了实现宏观曲速泡所需的奇异物质（Exotic Matter）的理论特性和巨大的能量需求。 2. 因果律的维护与规避： 分析了原始曲速模型中可能存在的“时间机器”风险，并介绍了基于“断裂轨迹”（Causal Disconnection）的修正方案，旨在确保曲速航行不会破坏宇宙的因果结构。 第四章：虫洞（Wormholes）的几何与拓扑学 本章从广义相对论的场方程出发，探讨了虫洞作为时空捷径的理论可能性。我们分析了爱因斯坦-罗森桥（Einstein-Rosen Bridge）的非穿越性，并着重研究了如何利用负能量来“稳定”和“张开”一个可穿越的虫洞喉部（Throat）。 可穿越虫洞的拓扑条件： 讨论了维持虫洞开口所需的质量-能量分布，以及如何利用高维空间理论（如弦论的某些低能有效理论）来提供构建虫洞所需的宏观结构支撑。 虫洞的创建与维护： 讨论了理论上通过聚焦巨大的潮汐力或利用特定类型的引力波来“激发”时空裂缝，从而人工生成虫洞的可能性。 第三部分：工程实现与前沿技术障碍 (约 400 字) 理论的提出是第一步，本部分着眼于将这些数学概念转化为可操作的技术方案所面临的工程难题。 第五章：负能量的获取与控制工程 本书严肃评估了获取和维持负能量密度所需的工程尺度。我们探讨了通过高度受控的量子真空工程（Quantum Vacuum Engineering）来产生可用于驱动曲速场或稳定虫洞的有效负质量场。这包括对高频、高强度引力波的精确聚焦技术，以及如何将量子信息理论应用于能量场的操纵。 第六章：惯性阻尼与辐射防护 即使在曲速泡内，飞船的启动和停止过程仍然是巨大的工程挑战。本章分析了飞船在穿越时空畸变区域时可能承受的巨大“剪切力”和辐射冲击。我们提出了“惯性阻尼场”（Inertial Damping Fields）的理论设计，旨在隔离船内乘员与外部时空曲率的剧烈变化。此外，还详细分析了曲速场在运动过程中可能会积累和释放的有害高能粒子流的性质及其防御策略。 第四部分：星际社会与前瞻性思考 (约 250 字) 本书的收尾部分超越了纯粹的物理学，探讨了星际旅行一旦实现，对人类文明的深远影响。 第七章：相对论性时间差与文明的同步性 讨论了即使是超光速航行，如果距离足够遥远，时间膨胀效应依然会造成发送方与接收方之间的巨大时间错位。本章研究了基于量子纠缠的瞬时信息传递（非信息传输，而是状态共享的理论极限）在解决文明沟通同步性问题上的潜力，以及其在物理学上的严格限制。 第八章：伦理、探索与人类的未来形态 最后，本书探讨了对未知星系进行探索的伦理责任，以及当人类文明分散到多个星系后，文化、语言和生物学差异可能导致的“物种分化”风险。它提出了关于“星际公约”的初步哲学框架，旨在指导一个超越太阳系限制的文明的长期发展。 --- 总结： 《星际航行与超光速物理学》是一部完全聚焦于突破光速限制的理论物理和前沿工程学的专著。全书涵盖了从阿库别瑞度规到可穿越虫洞的数学推导，以及负能量、惯性阻尼等尖端工程难题的探讨，旨在为未来数百年内人类实现真正的星际旅行奠定理论和概念基础。本书不涉及任何关于地球能源、水利、电力或可再生资源开发利用的具体技术内容。

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这本书带给我一种浓厚的哲学思辨氛围，它不断地引导读者思考“人与自然的关系”以及“能源正义”的议题。这种思考深度是宝贵的，但有时会让我感觉偏离了“资源开发利用”这一核心任务的工程本质。比如，书中花了很大篇幅讨论了不同文化背景下对河流“价值”的定义，以及原住民对水体神圣性的认知，这些内容虽然拓展了视野，却占据了大量篇幅，挤压了对核心技术指标的讨论空间。我本意是想了解如何精确计算河道最小生态基流（Environmental Flow）的日内变化模型，以及如何设计出既能满足生态需求又能保证发电量最小损失的“生态泄洪机制”。这本书更多地是在探讨“我们是否应该开发”，而非“我们如何更聪明地开发”。对于一个希望在技术前沿寻求突破的读者而言，它更像是一部关于水电伦理学的优秀专著，而非一本详尽的、面向未来技术应用的开发指南。

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阅读这本书的体验，就像是进行了一次长距离的学术徒步旅行。作者的文笔非常严谨，大量引用了古典的水力学理论，引证的文献跨度从早期的达西到近期的国际水资源管理框架，这显示出作者深厚的理论功底。我本来是冲着“利用”二字中的“高效能转化”部分去的，比如关于先进的涡轮机叶片设计如何优化低水头高流量情况下的发电效率，或者智能电网如何更好地消纳水电间歇性输出带来的波动。我希望能够找到关于最新一代磁悬浮或超导技术在水轮发电机组中应用的探讨，哪怕只是一个理论模型分析也好。但是，这本书的重点似乎放在了“资源”的界定与“开发”的伦理边界上，探讨的更多是水权分配的国际法问题，以及在气候变化背景下，传统的水文预报模型失真的风险评估。这种理论深度固然令人敬佩，但对于我这种更关注具体设备性能提升和现场运维优化的读者来说，阅读过程不免有些“虚焦”，感觉核心技术细节被大量的宏观叙事给稀释了。

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从排版和图表质量来看，这本书的制作水准是顶级的，印刷清晰，公式推导严密，参考文献列表也极其详尽，看得出投入了巨大的心血。不过，我注意到书中使用的图表，多半是抽象的流程图、概念模型图，或是基于特定年份宏观经济数据的柱状图和折线图。我非常渴望看到一些更直观的、与工程设计息息相关的图像资料。比如，关于地下厂房开挖过程中支撑系统的变化过程的三维渲染图，或者不同渗流观测仪器（如测压管、地下水位计）在不同岩性中的安装示意图。我期待能看到一些具体的、展示材料科学在水工结构中应用的微观结构图谱，或者介绍一下现代无损检测技术（如GPR或声发射）在现有大坝健康监测中的实际应用案例照片。这本书在“如何建造”和“如何维护”的实践层面，显得有些意犹未尽，它提供了一个俯瞰全局的视角，却缺少了近距离观察螺丝钉如何拧紧的细节。

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这本书的章节结构安排颇具匠心，但这种匠心对我来说却成了一种阅读障碍。它似乎将所有内容都视为一个整体，没有设置专门针对特定技术领域的快速检索模块。例如，我花了好大力气才在关于“可持续性指标”的章节中，找到了一段关于水库诱发地震风险的简短提及，而这段描述仅仅停留在定性分析的层面，没有给出任何关于地震活动性评估的定量模型或断层监测技术的具体描述。我原本希望这本书能有一个专门的章节来详细对比不同类型的拦污设备（如旋转格栅与往复式清污机）的长期运行成本和维护复杂性。这种贴近实际操作层面的比较，才是真正能帮助工程团队做出明智采购和维护决策的关键信息。这本书更像是在为大学课堂设计一套完美的教学大纲，强调概念的完整性和逻辑的自洽性，而对于工程实践中经常出现的“灰色地带”和权衡取舍，则着墨甚少，留下的空白需要读者自行去现实世界中填补。

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这本书的封面设计得很有质感，那种深蓝与灰白相间的色调，让人联想到深邃的水域与坚固的岩石结构，初看之下，我以为它会深入探讨某个特定地区的水电站建设案例，比如三峡工程或者怒江梯级开发中的具体技术难题与社会影响评估。我期待能在其中找到关于大型水库移民安置的详细社会学研究，或者关于复杂地质条件下基础工程如何实现长期稳定的技术纪实。毕竟，“水电能资源开发利用”这个标题听起来就宏大且具有工程实践性。然而，当我翻开目录时，发现内容似乎更侧重于宏观的能源战略规划与跨流域调水的影响分析，而非我最初预期的那种硬核的、基于现场数据的工程技术手册或案例集。它更像是一本为政策制定者或宏观经济学者准备的参考书，而非一线工程师的工具书。我本来希望能看到关于新型渗流控制材料在拦河坝体中的应用细节，或是高坝泄洪洞的空蚀现象及其修复技术的最新进展，这些都是我在实际工作中经常需要查阅的资料。这本书似乎更像是在描绘一幅宏大的能源版图，而非描摹具体的施工图纸上的线条和数字。

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