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出版者:高等教育出版社

作者:陈效述

出品人:

页数:282

译者:

出版时间:2006-1

价格:21.80元

装帧:简裝本

isbn号码:9787040178012

丛书系列:地学系列新教材

图书标签:

• 地理学
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探索宇宙的奥秘：现代天体物理学导论 内容简介： 本书旨在为读者提供一个全面、深入且引人入胜的现代天体物理学概览。我们不再局限于传统的恒星、行星或星系研究范畴，而是将目光投向宇宙的宏大叙事，从量子力学的微观粒子到暗物质与暗能量构成的宇宙骨架，力求展现当代物理学如何揭示宇宙的运作机制和演化历史。 第一部分：基础与工具——我们如何“看见”宇宙 本部分将首先奠定理解天体物理学所需的物理学基础，重点阐述观测工具的革命性进步。 第一章：电磁波谱与观测窗口 我们将详细讨论电磁波的性质，及其在宇宙信息传输中的核心作用。重点解析从射电波段到伽马射线波段的每一块“窗口”所揭示的不同物理过程。例如，射电望远镜如何捕捉到早期宇宙发出的微弱信号（如中性氢的21厘米谱线），而X射线和伽马射线望远镜则如何穿透尘埃，观测到极端高能事件，如黑洞吸积盘或超新星爆发的核心。我们将深入探讨成像技术，如干涉测量技术（VLBI）如何实现对遥远天体的超高分辨率观测。 第二章：引力波天文学的黎明 引力波的直接探测是21世纪天文学的里程碑。本章将介绍爱因斯坦的广义相对论基础，解释引力波的产生机制——时空涟漪。随后，我们将详细剖析LIGO、Virgo等激光干涉仪的构造原理和数据处理流程，重点分析由双中子星并合、黑洞合并等事件产生的引力波信号，及其为我们提供的检验强引力场物理学的独特机会。我们将探讨引力波与电磁波协同观测（Multi-messenger Astronomy）如何开辟理解宇宙爆炸性事件的新途径。 第三章：中微子物理与宇宙信使 宇宙不仅通过光子和引力波与我们交流，中微子也扮演着不可或缺的“幽灵信使”角色。本章将介绍三种中微子的特性及其振荡现象。我们将聚焦于大型地下或冰下探测器（如IceCube）如何捕获来自遥远类星体或超新星爆发产生的高能中微子，以及这些粒子如何帮助我们了解宇宙中最猛烈的能量释放过程。 第二部分：恒星的生命与死亡——宇宙的炼金术 本部分深入探讨恒星从诞生到消亡的完整生命周期，这是宇宙中重元素合成的主要场所。 第四章：星际介质与恒星形成 恒星诞生于低温、高密度的分子云中。我们将分析星际介质（ISM）的化学成分、热力学状态和磁场结构。详细阐述引力塌缩如何克服湍流和磁场压力，形成原恒星。本章还会涉及“光驱动”（Photoevaporation）过程如何影响新恒星团的演化，并讨论年轻星团的初始质量函数（IMF）问题。 第五章：恒星内部结构与能源 恒星的稳定存在依赖于流体静力平衡和能量产生。我们将详述氢核聚变（PP链和CNO循环）的物理机制，并结合“标准太阳模型”（SSM）的建立，讲解恒星内部的辐射区和对流区的结构和能量传输方式。利用恒星演化轨迹（Hertzsprung-Russell图），追踪主序星、红巨星、渐近巨星分支（AGB）星的演化路径。 第六章：恒星的终结：白矮星、中子星与黑洞 恒星的死亡路径取决于其初始质量。我们将探讨白矮星的电子简并压限制（钱德拉塞卡极限），以及超新星爆发（Ia型和II型）的物理机制。重点深入解析中子星的极端状态——强磁场、高密度物质的内部结构（夸克物质的可能性）。最后，我们将以黑洞为核心，讨论事件视界、史瓦西半径以及吸积盘的辐射特性。 第三部分：星系与宇宙学——结构与命运 本部分将视角拉升至星系尺度乃至整个宇宙的结构与演化。 第七章：星系形成与演化 星系是宇宙中最基本的宏观结构。本章将从哈勃分类法入手，介绍不同形态星系（螺旋星系、椭圆星系、不规则星系）的运动学和动力学特征。我们将探讨星系并合（Merger）在驱动演化中的关键作用，以及星系团和超星系团的形成机制。重点介绍“星系失活”的理论模型，解释为何一些星系停止了恒星的产生。 第八章：活动星系核（AGN）与超大质量黑洞 几乎所有大质量星系的核心都潜伏着一个超大质量黑洞（SMBH）。本章将剖析AGN的物理模型，包括“统一模型”，解释射电星系、类星体和耀变体等现象的本质区别。我们将分析从黑洞喷流中释放的相对论性粒子对周围星系环境的影响。 第九章：宇宙学的标准模型：Lambda-CDM 本章是全书的理论高潮，聚焦于描述我们宇宙整体结构与命运的Lambda-CDM模型。我们将从哈勃定律开始，介绍宇宙膨胀的观测证据（如宇宙微波背景辐射，CMB）。深入探讨CMB的各项异性及其与早期宇宙物理的联系。详细解释暗物质（Cold Dark Matter）的性质、分布及其在结构形成中的“种子”作用，以及暗能量（Lambda项）如何主导了当前的加速膨胀。 第十章：暴胀理论与未来展望 我们将回顾宇宙大爆炸理论面临的视界问题和磁单极子问题，介绍暴胀理论作为解决这些问题的优雅方案。最后，展望未来的大型观测项目，如詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）对早期宇宙的观测、欧几里得（Euclid）对暗能量的精确测量，以及下一代引力波探测器（如LISA）对宇宙早期信号的捕获，勾勒出天体物理学前沿研究的蓝图。 本书力求在保持科学严谨性的同时，采用清晰流畅的叙事风格，旨在激发读者对宇宙深层奥秘的探索热情。内容基于最新的实验数据和理论突破，适合高等院校相关专业本科生、研究生，以及对宇宙学和天体物理学有浓厚兴趣的广大科学爱好者阅读。

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这本书对于区域气候系统的分析方法，提供了一种全新的观察世界的方式。过去我对气候的理解停留在简单的冷暖干湿划分上，但阅读完关于大气环流与海洋相互作用的章节后，我才意识到，我们呼吸的每一口空气，都参与了一场横跨半球的复杂“舞蹈”。作者巧妙地运用了气压梯度力、科里奥利力等基础物理概念，来解释信风带的形成、季风的爆发乃至厄尔尼诺现象的周期性。这种将抽象物理定律具象化到日常气候现象上的能力，是这本书最宝贵的财富之一。我甚至开始留意天气预报中那些看似寻常的术语，比如“高压脊”或“低压槽”，并能在脑海中迅速勾勒出它们在地球表层的影响范围。这不再是死记硬背知识点，而是一种对自然运行规则的深刻洞察力。对于那些渴望理解全球气候变化背后的驱动力的人来说，这里提供的基础框架是极其坚实和可靠的。

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这本书的装帧设计相当考究，封面采用了略带磨砂质感的纸张，触感温润而不失质朴，米白色的底色上，深邃的墨绿色字体沉稳大气，仿佛直接将人带入了那片广袤无垠的自然画布之中。内页的纸张选择也十分精良，不仅保证了油墨印刷的清晰度，使那些复杂的地图和剖面图细节得以精准呈现，而且在长时间阅读时，眼睛的疲劳感也得到了显著的缓解。我尤其欣赏的是它在插图和图表排版上的用心。那些经典的地理模型图，比如岩石圈的构造运动示意图，或是气候带的分布图，都经过了现代化的优化处理，色彩搭配既符合科学的严谨性，又不失视觉上的美感。每当翻阅到那些涉及到地貌演变流程的跨页大图时，总有一种身临其境的震撼感。装订工艺也十分扎实，即便是频繁翻阅，书脊依然保持得很好，没有松动的迹象，这对于一本需要反复查阅的工具书来说，无疑是一个极大的加分项。这种对物质载体的极致追求，反映出出版方对内容本身的尊重，也让阅读体验从一开始就充满了仪式感。

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这本书在处理人类活动与自然环境的互动关系时，表现出了极高的批判性和前瞻性。它没有采用简单的“人定胜天”或“人类是破坏者”的二元对立论调，而是深入剖析了人类社会对自然承载力的测试，以及地理环境在塑造人类文明进程中所扮演的不可磨灭的角色。比如，在讨论土壤退化时，它不仅列举了不当耕作的后果，更追溯了历史上的粮食压力和土地制度对生态系统的长期影响。这种将地貌、气候、生物以及社会经济因素交织在一起进行分析的“人地关系”视角，为理解当代环境挑战提供了必要的历史纵深感和复杂性。阅读这些章节时，我能感受到一种沉甸甸的责任感，它提醒我们，我们所依赖的自然基础是有限且脆弱的，所有的发展都必须建立在对地理规律的深刻敬畏之上。这本书无疑是为那些希望超越表象、探究世界运行底层逻辑的学习者准备的深度读物。

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我花了近一周的时间，沉浸在这套理论体系的构建之中，它对宏观地质过程的阐释，简直如同历史学家在重构远古文明的兴衰轨迹一般引人入胜。作者没有满足于仅仅罗列地理现象，而是深入挖掘了驱动这些现象背后的根本力量——地球内部的热力学机制和外部的太阳辐射驱动。特别是关于板块构造理论的部分，其逻辑推演的严密性令人拍案叫绝。从俯冲带的形成到裂谷的扩张，每一步的因果关系都被梳理得丝丝入扣，仿佛将地球这台庞大而古老的机器的内部齿轮清晰地展示在眼前。不同于某些教科书的干瘪叙述，这里的论述充满了动态的视角，你读到的不是静止的地理实体，而是一个在永恒变化中自我调适的生命体。我曾试图在其他更偏向纯粹地质学的著作中寻找类似的深度，但往往因其过于偏重矿物学或地球化学的细节而感到晦涩难懂，而这本书恰好找到了那个完美的平衡点，既有科学的深度，又不失地理学的综合视野。

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引人注目的是，本书在探讨水圈循环时，展现出了一种跨学科的整合能力。它并没有将水文学仅仅视为一个独立分支，而是将其紧密地嵌入到地表物质迁移和能量交换的宏大叙事中。关于河流地貌的形成，尤其是河流的下切、侧蚀和沉积作用，被描述得生动而富有层次感，每一个弯道、每一处滩碛的形成都有其内在的动力学解释。我特别欣赏作者对“流域”概念的强调，将一个区域所有的水文活动视为一个有机的整体来研究，这极大地拓宽了我对水资源管理和侵蚀风险评估的认知。从冰川的消融到地下水的补给，再到蒸散发的计算，所有环节都环环相扣，构成了一个动态平衡的系统。这种全景式的视角，避免了传统地理学中过于片面地关注某一单一要素的弊端，真正体现了地理学“综合性科学”的精髓。

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