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页数:214

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出版时间:2003-7

价格:16.00元

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isbn号码:9787502143114

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《星际航行与深空探测：理论与实践》 内容提要： 本书是一部系统阐述星际航行原理、深空探测技术及其未来发展方向的专业著作。它深入浅出地结合了经典物理学、相对论、等离子体物理学、推进系统工程、先进导航与制导技术（GNC）以及生命维持系统的最新研究成果，为读者构建了一个完整、严谨且富有前瞻性的星际探索知识体系。全书内容聚焦于人类如何跨越太阳系，迈向更遥远的恒星际空间，并详尽剖析了实现这一宏伟目标所面临的理论瓶颈与工程挑战。 第一部分：星际航行的基本物理学与挑战 本部分首先回顾了当前化学推进技术的局限性，明确了进入星际空间所需的能量密度和速度区间。核心内容集中在基础物理学框架的构建。 1. 广义相对论下的时空几何与曲率驱动理论： 详细探讨了阿尔库比耶雷（Alcubierre）驱动、白矮星物质驱动等基于时空扭曲的假想推进机制。书中不仅重现了驱动引擎所需的负能量密度条件，还引入了量子引力效应的最新猜想，分析了这些理论在现实尺度下可行性的理论障碍，如“奇点形成”和“因果律破坏”的风险评估。对于“虫洞”概念，本书侧重于对其稳定性和可穿越性的热力学分析。 2. 惯性质量与推进效率的极限： 分析了经典牛顿力学在相对论速度下的修正，特别是德劳特-瓦格纳（Drault-Wagner）方程在描述高能粒子加速中的应用。书中深入比较了四种主要的无工质推进理论（Emageless Propulsion）的数学模型，包括零点能提取（Zero-Point Energy Harvesting）的卡西米尔效应应用，并对近年来流传的“反作用力驱动”实验进行了严谨的物理学批判，强调了动量守恒定律在所有已知物理定律下的不可逾越性。 3. 宇宙射线与星际介质的防护： 讨论了超高能宇宙射线（GCRs）对深空航行器和乘员的致命威胁。本章引入了等离子体磁力偏转场（Plasma Magnetic Shielding）的设计原理，详细计算了维持兆特斯拉（Mega-Tesla）级磁场所需的能量输入和散热要求。此外，还分析了星际尘埃云在接近光速时所产生的粒子束效应（Kinetic Impact Hazard），并提出基于“气垫”或“斥力场”的动态防御策略。 第二部分：先进推进系统工程 本部分是全书的工程核心，详细介绍并对比了当前最具潜力的几种非化学推进技术，并着重于其工程化难度和能源需求。 4. 核聚变推进技术（Fusion Propulsion）： 深入探讨了惯性约束聚变（ICF）和磁约束聚变（MCF）在航天领域的应用。重点分析了D-T反应、D-He3反应以及理论上的质子-硼11（p-B11）反应的优劣。书中提供了详细的磁约束磁流体动力学（MHD）模型，用以模拟聚变产物在推进器喷口处的能量捕获与向量控制，特别是对磁帆（Magnetic Sail）与聚变脉冲相结合的混合方案进行了计算分析。 5. 反物质湮灭推进（Antimatter Propulsion）： 这是对最高能量密度推进的探讨。章节详细阐述了反质子和正电子的产生、储存（电磁陷阱技术）和受控湮灭机制。书中详细推导了反物质推进器的理论比冲（Specific Impulse）极限，并模拟了在不同物质-反物质比例下，反应室对伽马射线的几何屏蔽设计，以最小化对有效载荷的辐射损伤。 6. 激光与光帆的星际推进（Directed Energy Propulsion）： 重点介绍了“突破摄星”（Breakthrough Starshot）等概念背后的物理原理。本书不仅分析了兆瓦级到吉瓦级激光阵列的地面建设难度，还对超轻型薄膜材料（如石墨烯或铌基超导体薄膜）在强光束照射下的热稳定性和抗烧蚀性能进行了详尽的材料科学分析，并计算了加速至0.2c所需的光子通量密度。 第三部分：深空导航、生命支持与任务规划 本书的后半部分转向了实际执行星际任务所必需的辅助技术和系统集成。 7. 绝对导航与时间同步： 讨论了在没有传统卫星导航体系下的深空天体惯性导航（Celestial Navigation）的精度提升。引入了基于脉冲星计时阵列（Pulsar Timing Arrays, PTA）进行绝对坐标系锁定的方法，详细介绍了高精度X射线和伽马射线望远镜在任务中作为“宇宙灯塔”的应用模型，并对广义相对论时间膨胀效应在超长任务中的导航补偿模型进行了精确推导。 8. 闭环生态生命支持系统（CELSS）的冗余与自愈合： 针对长达数十年甚至上百年的单向任务，本书侧重于系统的生物冗余设计。详细分析了藻类生物反应器、人工光合作用效率以及对微生物菌群的基因编辑以适应极端环境。重点提出了一种基于人工智能故障预测（AI-Predictive Maintenance）的生命支持系统，该系统能够在关键生物模块出现早期退化迹象时，自动隔离、修复或用克隆体进行替换。 9. 星际探测器任务架构与人工智能自主决策： 探讨了深度自主决策系统（Autonomy Architecture）在信号延迟极高时的关键性。内容涵盖了分布式AI核心的异构计算平台的构建，以及在探测器遭受不可预见事件（如撞击或未知引力场扰动）时，其AI如何根据预设的伦理与科学目标层级，实时调整任务参数和航行轨道。 结论与展望： 本书以严谨的科学态度，展望了人类在未来两个世纪内实现星际飞行的可能性。强调技术突破的关键在于能源获取和基础物理学边界的拓展，而非单纯的工程迭代。本书旨在为下一代空间物理学家、推进系统工程师和任务规划师提供一个扎实、全面的理论基础和工程参考。

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这本书简直太让人惊喜了！我之前一直对那些看似高深莫测的软件感到束手无策，感觉它们就像是为专业人士量身定做的，普通人根本无法驾驭。但《实用工具软件》彻底颠覆了我的看法。它就像一位循循善诱的老师，用最通俗易懂的语言，一步步地引导我走进软件的世界。我从来没有想过，原来那些复杂的菜单和选项背后，隐藏着如此强大的功能，可以极大地提升我的工作效率。 比如，书中对一个我之前从未关注过的文件管理工具的讲解，简直是打开了我新世界的大门。我过去总是习惯于用最原始的方式来整理文件，结果就是我的电脑里塞满了各种杂乱无章的文件夹，找个东西都像大海捞针。但看了这本书后，我才发现原来有那么多智能化的工具，可以自动分类、标签、甚至进行全文搜索！我花了一个下午的时间，按照书里的方法操作，瞬间就把我电脑里那堆陈年旧账整理得井井有条，感觉整个人都轻松了不少。而且，书里还介绍了许多可以自动化重复性工作的脚本和插件，这对我这种需要处理大量数据的人来说，简直是福音！我以前每天都要花费好几个小时在一些枯燥的重复性操作上，现在有了这些工具，我感觉自己仿佛拥有了超能力，能够把宝贵的时间投入到更有创造性的工作中去。

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我必须说，这本书的选材和讲解方式都非常独特，真正做到了“实用”二字。它没有陷入理论的空谈，也没有罗列那些你可能永远用不到的“高级”功能。而是聚焦于我们日常生活中最常见、最需要解决的问题，然后给出最直接、最有效的解决方案。我之前总是担心买到一本“鸡肋”的书，要么太浅，要么太深，结果什么都没学到。但《实用工具软件》完全打消了我的顾虑。 我尤其喜欢书中对于“效率提升”的那些小技巧的介绍。比如，如何利用剪贴板管理器来管理复制粘贴的历史记录，避免重复输入；如何使用屏幕截图工具来快速记录和分享信息；如何利用一些小插件来增强浏览器的功能，让上网体验更流畅。这些看似微不足道的功能，一旦被巧妙地运用起来，真的能节省大量的零碎时间。书中还提供了一些关于如何选择适合自己需求的工具的建议，这让我避免了盲目尝试，能够更精准地找到最适合自己的“利器”。这种“授之以渔”的教学方式，让我觉得不仅仅是学到了知识，更是掌握了解决问题的能力，而且这种能力是可以迁移和复用的。

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这本书带来的最深刻的改变，不是教会我如何使用某个具体软件，而是让我重新认识了“工具”的价值。我过去总认为，想要提升技能，就必须去学习新的编程语言、掌握复杂的理论。但《实用工具软件》让我明白，有时候，最直接、最有效的方式，就是找到并熟练运用那些能够帮你解决实际问题的工具。它不是那种枯燥的技术手册，更像是一本充满智慧的“操作指南”，告诉你如何在日常工作和生活中，巧妙地借力打力。 我印象最深刻的是其中关于数据分析的章节。我一直以为数据分析是数据科学家的专利，需要高深的统计学知识和复杂的模型。但书里介绍的那些图形化界面、拖拽式操作的工具，让我能够轻松地导入数据，进行初步的探索性分析，并生成清晰易懂的图表。我甚至可以用它们来找出自己学习过程中的薄弱环节，以及优化工作流程的瓶颈。这不仅仅是学会了一个软件，更是学会了一种思考方式——如何通过数据来洞察问题，并找到解决方案。这种能力，比单纯记住几个软件的功能要宝贵得多，它让我觉得，即便是非技术背景的人，也能在信息时代拥有强大的分析能力。

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这本书对我来说，不仅仅是一本关于软件的书，更是一本关于“如何更聪明地工作和生活”的书。它所传达的理念，是一种精益求精、追求极致效率的精神。我之前总是在抱怨事情太多，时间不够用，但这本书让我意识到，问题不在于时间本身，而在于我如何利用我所拥有的时间。 让我印象深刻的是，书中并没有单纯地介绍软件的功能，而是通过大量的实际案例，生动地展示了这些工具是如何在真实场景中发挥作用的。例如，在处理多媒体文件时，如何利用音频编辑软件来去除噪音，让录音更清晰；在进行演示文稿制作时，如何利用设计类工具来创建更具吸引力的视觉效果。这些具体的应用场景，让我能够更好地理解和掌握这些工具的精髓，并且能够立刻将其应用到自己的工作中。更重要的是，这本书鼓励我去尝试和探索，去寻找那些能够真正解决我痛点的工具，而不仅仅是停留在表面。这让我觉得，我不仅仅是在学习如何使用工具，更是在学习一种解决问题的哲学。

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读完这本书，我感觉自己像个“宝藏猎人”，发现了许多隐藏在数字世界里的“秘密武器”。我一直以为我的工作流程已经很优化了，但看了这本书后，我才发现原来我错得有多离谱。它就像是为我打开了一个全新的维度，让我看到了那些我从未注意到的提升效率的可能性。 最让我兴奋的是，书中介绍了一些开源的、免费的工具，这些工具的功能丝毫不亚于那些收费的商业软件，甚至在某些方面更加出色。我以前总觉得要用好工具就得花钱，但这本书彻底改变了我的观念。它教我如何去发现、去评估、去选择那些真正有价值的免费资源，这为我节省了不少开支。而且，书中还强调了工具的可定制性和延展性，让我知道如何根据自己的具体需求去调整和扩展工具的功能，而不是被动地接受软件的设计。这种主动性让我觉得自己对这些工具拥有了真正的掌控感，而不是被它们所束缚。

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