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出版者:中国劳动社会保障出版社

作者:王金雨

出品人:

页数:36

译者:

出版时间:2005-7

价格:3.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787504548870

丛书系列:

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探寻宇宙的奥秘：现代天文学导论 本书简介： 《现代天文学导论》是一部面向广大学习者和天文爱好者精心撰写的科普著作。它并非专注于实验室中的精确测量与数据处理，而是将读者的目光引向浩瀚的宇宙，带领我们进行一场跨越时空、探索万物起源与演化的壮丽旅程。本书旨在以严谨的科学态度，结合生动形象的阐述，揭示宇宙运行的基本规律和天体结构的多样性。 第一章：仰望星空的历史回响 本章追溯了人类观测天体活动的悠久历史。从古代文明（如巴比伦、埃及、玛雅）对日月星辰运行规律的朴素记录，到古希腊哲学家构建的完美、静止的宇宙模型，我们审视了人类认知宇宙的初始尝试。重点阐述了哥白尼的日心说如何挑战了传统观念，以及第谷精确观测数据如何为开普勒发现行星运动三大定律奠定了基石。伽利略首次将望远镜引入天文观测，为实验天文学和现代天文学的诞生提供了革命性的工具和证据。本章强调了科学方法的建立，即从观察到假设、再到验证的螺旋上升过程，这与纯粹的理论推演和实验室内的精确控制有着本质的区别。 第二章：跨越电磁波谱的感知 天文学家获取宇宙信息的主要途径是接收来自天体的电磁辐射。本章深入剖析了电磁波谱的各个组成部分——从波长极长的无线电波到高能的伽马射线。我们将详细介绍不同波段的电磁波如何携带了关于天体温度、化学成分、运动速度和磁场强度的关键信息。例如，无线电天文学如何揭示了银河系内部的分子云和脉冲星的存在；红外天文学如何穿透尘埃，观察恒星的诞生区域；而X射线和伽马射线天文台则负责监测宇宙中最剧烈的事件，如黑洞吸积盘和超新星爆发。本章着重探讨了望远镜的设计原理（包括折射、反射和射电望远镜），强调了大气层对观测的干扰，并介绍了空间望远镜（如哈勃、詹姆斯·韦伯）的必要性及其带来的突破性发现。 第三章：恒星的诞生、生命与终结 恒星是宇宙中最基本、最活跃的发光天体，是元素合成的熔炉。本章围绕恒星的生命周期展开叙述。我们从星际介质——巨大的分子云——开始，解释了引力如何克服气体压力，导致核心坍缩，最终点燃核聚变反应。随后，详细讨论了主序星的稳定阶段，以及恒星质量对寿命和演化路径的决定性影响。对于低质量恒星，我们将描述其如何演化为红巨星、行星状星云，并最终成为白矮星。对于大质量恒星，本书将聚焦于它们戏剧性的结局：超新星爆发，这是产生重元素并将其播撒到宇宙空间的关键机制。最后，我们将探讨极端残骸——中子星（包括脉冲星的奇特性质）和黑洞的形成与观测证据。 第四章：我们所在的星系：银河系的结构与动力学 本章将焦点聚焦于我们自身的家园——银河系。本书详细描绘了银河系的宏大结构：包含旋臂、核球、盘面和巨大的暗物质晕。通过对星团运动学和多普勒效应的分析，我们重建了银河系的旋转曲线，并由此引出了暗物质这一“隐形”构成的概念。读者将了解到如何通过测量遥远脉冲星或球状星团的运动，来推断银河系的质量分布。此外，本章还深入探讨了银河系中心的超大质量黑洞——人马座A的发现及其对周围物质的影响。我们还将简要介绍河外星系的分类（如椭圆星系、螺旋星系、不规则星系），为下一章对宇宙尺度结构的探讨做铺垫。 第五章：宇宙的尺度与膨胀 一旦脱离了银河系的边界，天文学便进入了宇宙学领域。本章致力于解释如何测量遥远天体的距离，这是理解宇宙膨胀的基础。我们系统地介绍了“宇宙距离阶梯”的各个台阶，从视差法到标准烛光（如造父变星和Ia型超新星）的应用。随后，本书详细阐述了哈勃定律及其意义，证明了宇宙正在加速膨胀的事实。我们将探讨宇宙学模型中的关键参数，包括宇宙的年龄、密度参数和宇宙常数（暗能量）。本章的重点在于宏观尺度的物理学，它处理的是宇宙整体的演化，而非单个或小范围天体的内部物理过程。 第六章：大爆炸的余晖与早期宇宙 大爆炸理论是现代宇宙学的基石。本章将追溯宇宙从奇点状态开始的演化历史。我们将详细介绍宇宙微波背景辐射（CMB）的发现及其作为“宇宙婴儿照片”的重要价值。CMB的微小温度涨落，被证明是后来所有星系和结构的“种子”。本书随后将讨论宇宙的暴胀时期、夸克时代、核合成时期（氢和氦的形成），以及物质与辐射主导时期的转换。我们关注的是宇宙早期高能物理状态下的行为，这些过程是在地球上任何实验装置中都无法模拟的极端环境。 第七章：系外行星与生命的探索 随着观测技术的进步，寻找太阳系外的行星已成为当代天文学最热门的领域之一。本章详细介绍了搜寻系外行星的主要方法，包括凌日法（开普勒、TESS任务）和视向速度法（多普勒摆动法）。我们将分类讨论已发现的系外行星类型，如“超级地球”、“热木星”等，并探讨这些发现对行星形成理论的挑战。最后，本书转向对宜居带的讨论，分析了液态水存在的条件，以及搜寻生命迹象（生物标志物）的未来展望，使读者对我们在宇宙中是否孤独这一终极问题产生更深入的思考。 总结： 《现代天文学导论》通过对天体物理过程、星系动力学和宇宙学模型的系统介绍，为读者构建了一个完整的宇宙图像。它强调的是对宏大尺度的现象进行远程观测、光谱分析和理论建模，其核心方法论在于对光信号的解码和对引力作用的理解，与在受控环境中进行精确力学或电学测量的物理实验学科领域，路径和重点截然不同。本书旨在激发读者对未知宇宙的好奇心，引导他们理解我们是如何从脚下的土地，走向了最遥远的星系。

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说实话，我是一个偏爱理论推导甚于实际操作的人，所以对实验类的书籍总是敬而远之，总觉得那里面充斥着令人头疼的仪器操作和繁琐的记录。然而，这本书彻底改变了我的看法。它不是一本教你“如何做”的说明书，而是一本引导你“如何思考”的哲学指南。它巧妙地将物理学的核心思想融入到每一个实验步骤的解析之中。例如，在讨论波的干涉现象时，作者并没有直接给出夫琅禾费衍射的公式，而是通过一系列精心设计的思想实验（Thought Experiments），逐步引导读者构建出对波粒二象性的初步理解。这种从“已知”到“未知”的认知路径设计得非常高明，让人感觉知识是被自己“发现”的，而不是被强行“灌输”的。我特别喜欢其中关于测量工具局限性的讨论。它没有将测量看作是一个简单的数字获取过程，而是将其提升到了认识论的高度——我们能知道的，永远是受限于我们测量能力的那个“版本”的物理世界。这种对人类认知边界的深刻反思，使得原本枯燥的测量实验充满了思辨的乐趣。这本书的结构层次感极强，从宏观的经典力学实验，到微观的量子现象演示，过渡自然平滑，如同登高望远，视野层层开阔，让人对整个物理世界的图景有了更立体的把握。

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我最近对微观世界的探索产生了浓厚的兴趣，于是朋友极力推荐了我这本读物。坦白说，最初我对它抱持着一种审慎的怀疑，因为“物理实验”这个标题听起来太过宏大，总担心它会像许多流行科普读物一样，停留在蜻蜓点水的层面，无法真正触及内核。但这本书的魅力，恰恰在于它对细节的极端执着。它不像其他书籍那样急于展示“震撼的结论”，而是专注于实验的每一个“微小环节”。例如，在描述如何搭建一个基础的电磁感应装置时，作者用了整整一章的篇幅，去讨论导线绕制的圈数、接触点的打磨、甚至环境湿度的细微影响。这种对“微小变化导致巨大差异”的强调，简直是物理学精神的缩影。我记得其中有一段描述，关于如何校准一个灵敏度极高的天平，作者生动地描绘了那种需要屏住呼吸、保持绝对静止的专注状态，让人仿佛身临其境，体会到科学工作者需要付出的巨大耐心与专注力。更妙的是，书中穿插了许多实验设计者的“内心独白”，他们如何排除干扰、如何修正一个看似合理的假设，这些“失败的尝试”比成功的记录更有教育意义，它教会我们，科学进步往往是螺旋上升的，充满着曲折和妥协。这本书的语言风格是那种老派学者的沉稳与热忱并存，既有理论的坚实基础，又不失对自然之美的赞叹，读来令人心悦诚服。

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这本书的封面设计着实引人注目，那种深邃的蓝色调配上精准的白色字体，让人一眼就能感受到一种严谨与专业的氛围。我最初拿起它，是抱着一种“试试看”的心态，毕竟市面上关于实验的书籍汗牛充栋，大多数都只是公式的堆砌或者步骤的罗列，缺乏灵魂。然而，当我翻开前几页时，那种感觉立刻就被颠覆了。它并非那种枯燥的教科书式叙述，更像是邀请你进入一个精心构建的思维迷宫。作者在引入每一个实验主题时，都花费了大量的笔墨去探讨其背后的历史渊源和理论基础，那种深度挖掘的努力，让人不得不佩服。比如，对光电效应的阐述，不仅仅停留在爱因斯坦的方程上，而是细致地描绘了那个时代物理学家们是如何在实验的泥沼中摸索前行，每一次数据偏差都蕴含着怎样的哲学思考。这种叙事方式，极大地激发了我深入探究的欲望，它让你觉得实验不仅仅是验证真理的工具，更是科学发现过程中充满戏剧性的艺术创作。我特别欣赏其中关于误差分析的部分，没有采取过于冰冷的统计学语言，而是用了一种近乎于“工匠精神”的口吻，教导读者如何与不确定性共舞，如何从看似混乱的数据中提炼出最接近真相的微光。这本书的排版也极其考究，图文的配合流畅自然，复杂的仪器结构图清晰可见，即便是初次接触这些精密仪器的读者，也能迅速建立起直观的理解。读完这部分内容，我感觉自己对科学研究的敬畏之心又增添了几分。

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这本著作的出版，对于那些在实验课上感到迷茫的学生来说，无疑是一盏明灯。我记得自己大一时，面对那些闪烁的指示灯和复杂的线路板，常常感到无所适从，总是在追求“和标准答案一模一样”的结果，一旦出现偏差就全盘否定自己的努力。这本书，则教会了我拥抱“差异性”。它清晰地阐述了理想模型与真实世界之间的鸿沟，并提供了一整套如何在这种鸿沟中寻求真理的方法论。作者似乎深知读者的困惑，因此在解释每一个实验步骤时，总是会预判读者可能在哪里卡住，并给出非常具有操作性的建议。比如，在处理液体粘度测量时，它不仅给出了计算公式，还特别指出，在不同温度下，清洗量筒的方式对最终结果的影响有多么微妙。这种对“实验环境”这个隐形变量的关注，是教科书里常常忽略的。此外，书中对数据可视化和报告撰写的指导也非常到位，它强调的不是报告的格式是否完美，而是报告能否清晰、诚实地反映实验过程中的思考轨迹和遇到的挑战。读完后，我感觉自己对“科学报告”的理解从一份简单的结果复述，升华成了一份严谨的、有逻辑支撑的“研究日志”。这本书的语言风格非常贴近实践者，充满着一种务实而又鼓励创新的热情。

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我一直认为，优秀的实验指导书，应该能够激发读者对“为什么会这样”的好奇心，而非仅仅满足于“它就是这样”的既定事实。从这个角度来看，这本书的表现是超乎预期的。它最吸引我的地方在于，它不仅仅讲解了如何操作仪器，更是深入剖析了设计实验的“艺术性”。书中花了很多篇幅来介绍那些经典实验背后科学家的“灵光乍现”的瞬间，比如卡文迪许如何巧妙地利用扭秤测量万有引力常数，那种化繁为简、以柔克刚的实验设计思路，读起来简直像在欣赏一场精妙的棋局。它鼓励读者跳出既定的框架，去思考“如果我来设计这个实验，我会怎么做？”。书中关于仪器误差的讨论，也极具启发性。它将误差来源分为系统误差和随机误差，但更进一步，它引入了“人为误差”的概念，并探讨了如何通过优化操作流程来系统性地减少这种主观影响，这在很多入门书籍中是看不到的。阅读过程中，我多次停下来，拿起笔在草稿纸上重新推演作者的逻辑链条，发现其论证过程环环相扣，逻辑严密得令人赞叹。这本书的整体基调是振奋人心的，它让人相信，即便是最基础的实验，也蕴含着无穷的探索乐趣和深刻的物理洞察力。它成功地将实验操作从一种机械性的劳动，转化成了一种充满创造性的智力活动。

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