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出版者:Oxford Univ Pr on Demand

作者:Gerber, Samuel M. (EDT)/ Saferstein, Richard (EDT)

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:1997-5

价格:$ 75.71

装帧:HRD

isbn号码:9780841234062

丛书系列:

图书标签:

化学
犯罪
侦探
推理
科学
悬疑
法医
历史
非虚构
科普

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具体描述

This sequel to the best-selling ^IChemistry and Crime^R presents the development of major forensic methods and their basis in academic science. It covers forensic disciplines and techniques such as detection of arsenic, forensic toxicology, dust analysis, examination of arson evidence, and DNA typing. It also illustrates the use of forensic science testimony for courtroom cases and provides a history of DNA applications by one of the leading practitioners, David H. Bing. A review of the field by the late Ralph Turner provides an historical perspective of forensic science. The book also includes an entertaining discussion of forensic science in detective fiction by S.M. Gerber.

《星尘低语：宇宙的化学奥秘》内容提要本书并非探讨犯罪现场的化学痕迹，而是带领读者深入浩瀚无垠的宇宙，揭示星辰、星云乃至生命起源的深层化学机制。它是一部集天体物理、行星科学与基础化学原理于一体的科普巨著，旨在以严谨而富于诗意的笔触，描绘物质如何在宇宙的极端环境中演化、互动，并最终催生出我们所知的复杂结构。全书分为四大核心部分，逻辑清晰，层层递进。第一部分：宇宙的元素熔炉——核合成的化学史诗本部分追溯了宇宙中最基础的化学物质——氢和氦——的起源。我们首先回顾大爆炸的瞬间，探讨早期宇宙的温度和压力如何促成了最简单的原子核的形成。接着，笔锋转向恒星的内部，这是宇宙中所有重元素的“炼金术工厂”。我们将详细解析恒星的生命周期中的核聚变过程：从主序星内部的质子-质子链反应和CNO循环，到红巨星阶段的三阿尔法过程，如何将氦转化为碳、氧，直至超新星爆发前的硅燃烧。重点在于阐述这些核反应的能级和产物分布如何由原子核的稳定性和反应截面决定。尤其值得一提的是对“慢中子捕获过程”（s-过程）和“快中子捕获过程”（r-过程）的深入剖析。前者主要发生在渐近巨星分支星中，负责生成大部分的重元素如钡和锶；后者则被认为是金、铂等超重元素的主要来源，其发生环境——中子星并合或特定的超新星爆发——对理解宇宙物质的最终构成至关重要。我们将通过精确的同位素丰度数据，展示这些核合成“指纹”如何帮助天文学家确定特定星系的年龄和演化历史。第二部分：星际介质的分子工厂——低温下的化学反应当恒星耗尽燃料并死亡后，它们播撒出的物质进入广袤而寒冷的星际空间，形成了星际介质（ISM）。这部分内容聚焦于在极端低温（通常低于50开尔文）和极低密度环境下发生的复杂分子化学。我们探讨了宇宙中分子的形成机制。在没有液态溶剂的条件下，气体分子如何附着在宇宙尘埃颗粒的表面，并利用这些“冰冻的平台”进行反应。这包括原子氢在尘埃表面的复合形成H2分子，以及更复杂的自由基和分子离子在紫外辐射和宇宙射线作用下的非热力学反应路径。书中详尽列举了已在星际云中探测到的关键分子，例如一氧化碳（CO）、水（H2O）、氨（NH3）以及有机分子如甲醇（CH3OH）和乙醛（CH3CHO）。通过射电望远镜观测到的分子谱线，我们可以推断出这些分子的丰度梯度、温度分布和运动状态。我们将深入分析亚胺（imine）化学在形成生物前体分子中的作用，揭示有机物质在恒星诞生“摇篮”中的积累过程。第三部分：行星形成的化学沉积——从原行星盘到宜居世界本部分将视角聚焦于年轻恒星周围的原行星盘，这是太阳系乃至其他系外行星系统形成的地方。化学在这里扮演了物质分馏和分区的关键角色。我们首先考察了原行星盘的“雪线”（或称冰线）概念。在靠近恒星的温暖区域，只有耐高温的硅酸盐和金属可以凝结成固体；而在雪线之外，水、甲烷和氨等挥发性物质才能凝固成冰。这种化学分带直接决定了岩石行星（如地球）和气态巨行星（如木星）的物质构成差异。书中细致讨论了微行星和星子形成过程中的化学过程，包括颗粒的粘附、碰撞和团聚。重点分析了彗星和小行星的化学特征，它们被视为保存了早期太阳系原始化学信息的时间囊。通过对陨石（特别是碳质球粒陨石）中氨基酸和核碱基等复杂有机物的分析，我们重建了将非生命化学转化为生命化学的路径。最后，我们转向系外行星的大气化学。通过透射光谱法，我们分析了 GJ 1214b 或 K2-18b 等系外行星大气中水蒸气、甲烷乃至潜在的生物标志物的存在，并讨论了光化学反应（光解）在塑造这些大气化学成分中的作用。第四部分：生命的分子基础——生物化学的宇宙视角在本书的最后部分，我们将化学的探索带回地球，但从更宏观的、宇宙化学的背景下审视生命。生命所需的关键元素——碳、氢、氧、氮、磷、硫（CHNOPS）——的起源和丰度，都是星际化学和核合成的结果。我们深入探讨了地球上最早的生命化学基础：手性分子的选择性。宇宙射线对氨基酸前体的影响，如何可能导致生命倾向于使用L型氨基酸和D型糖。此外，我们比较了地球生命化学与可能存在于其他星球上的替代性生命化学的可能性。例如，在液态甲烷或氨作为溶剂的低温世界中，基于硅的化学或不同溶剂中的生命形式在理论上的化学可行性。本书强调，从最基础的夸克到最复杂的生物分子，宇宙的化学定律是普适的，只是在不同的环境参数下，展现出不同的结构和复杂性。《星尘低语：宇宙的化学奥秘》是一部献给所有对宇宙物质构成和演化抱有好奇心读者的作品。它提供了一个严谨的化学框架，用以理解我们如何从星际尘埃走向生命的奇迹，每一次元素的转变，都是一次壮丽的宇宙化学事件。