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出版者:National Academies Press

作者:Committee on Materials Science and Engineering

出品人:

页数:124

译者:

出版时间:1999-12-16

价格:USD 29.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780309068260

丛书系列:

图书标签:

• 纳米材料
• 材料科学
• 材料工程
• 工程材料
• 金属材料
• 陶瓷材料
• 聚合物材料
• 复合材料
• 材料性能
• 材料结构
• 材料应用

好的，这是一份关于一本名为《星辰的回响：宇宙观测与深空探索的里程碑》的图书简介。 --- 《星辰的回响：宇宙观测与深空探索的里程碑》 内容简介 宇宙，是人类永恒的好奇心所指向的最终疆域。从古人仰望星空，试图在星座中寻找神谕，到现代科学利用尖端技术穿透时空迷雾，揭示宇宙的宏大结构与微小粒子，《星辰的回响》深入探讨了人类文明在理解和探索宇宙过程中所取得的辉煌成就。本书并非简单的天文学教科书，而是一部关于人类认知边界不断拓展的史诗。 本书结构清晰，内容涵盖了从地球上最早的观测活动到当代国际空间站的复杂任务，再到未来载人登陆火星的宏伟蓝图。它旨在为所有对宇宙怀有敬畏之心的人们，提供一个全面而富有洞察力的视角，了解我们是如何一步步绘制出这幅浩瀚星图的。 第一部分：尘埃中的凝视——早期观测与理论的奠基 本部分追溯了人类文明早期对宇宙的认知历程。我们检视了巴比伦和古希腊文明如何通过肉眼观测，建立起早期的宇宙模型。重点剖析了托勒密地心说的统治地位及其在当时社会文化中的深刻影响。 随后，本书详细描述了“哥白尼式革命”——一场颠覆性的认知飞跃。伽利略首次将望远镜对准夜空，其发现（如木星的卫星、月球表面的不平坦性）如何直接挑战了传统观念，并为后来的科学革命铺平了道路。 牛顿的引力理论是本部分的基石。我们不仅探讨了万有引力的数学表述，更深入分析了它如何将天体运动纳入可预测的物理框架，从而标志着现代天体物理学的真正开端。 第二部分：光线的革命——光谱学与星系时代的开启 十九世纪，科学的焦点转向了“光”。本部分详述了光谱学的诞生，介绍了夫琅和费尔缝、吸收线和发射线的工作原理。我们阐释了光谱分析如何成为揭示恒星化学组成、温度和运动速度的“宇宙身份证”。 随后，本书进入了激动人心的星系时代。爱德温·哈勃的工作是本章的核心。通过观测造父变星，哈勃确定了仙女座星系作为一个独立于银河系的岛屿宇宙的地位。更具革命性的是，他对星系红移的测量，直接导出了宇宙正在膨胀的结论——这是对宇宙起源理解的根本性转变。 我们还讨论了射电天文学的兴起，从发现类星体到绘制脉冲星的精确计时，这些技术如何拓展了我们对电磁波谱中不可见部分的探索能力。 第三部分：宇宙的结构与演化——从奇点到暗能量 本书的这一核心部分，将读者的视角推向宇宙学的最前沿。我们将系统梳理“大爆炸”理论的证据链：宇宙微波背景辐射（CMB）的发现及其作为早期宇宙快照的意义；以及轻元素（氢、氦）的丰度如何精确地印证了早期宇宙的核合成过程。 对于看不见的成分——暗物质和暗能量的探索，占据了大量篇幅。我们审视了星系旋转曲线的异常、引力透镜效应，以及20世纪末期发现的宇宙加速膨胀现象，这些都指向了占据宇宙绝大部分质量和能量的神秘物质与能量。本书力求以清晰的语言，解释这些前沿概念如何重塑了我们对宇宙终极命运的预测。 第四部分：器械的延伸——望远镜的进化与深空探测 人类的观测能力受限于地球大气层。因此，本书深入剖析了人类如何将观测工具送入太空。我们详细回顾了哈勃太空望远镜（HST）的辉煌成就，包括其修复历程及其对“宇宙年龄”测量的贡献。 随后，本书转向了新一代空间观测站。詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的红外能力如何使我们能够“回溯”到宇宙形成初期的第一批恒星和星系。此外，对系外行星（Exoplanets）的探测技术，如凌星法和径向速度法，如何从理论猜想到如今发现数千颗行星的现实，也进行了细致的描述。 在行星科学领域，本书聚焦于机器人探测器的壮举。从“旅行者号”的“黄金唱片”到“好奇号”和“毅力号”在火星上寻找生命迹象的漫长旅程，再到“朱诺号”对木星磁场的深度剖析，这些无人任务如何为我们提供了前所未有的行星形成与演化数据，是本部分不可或缺的篇章。 第五部分：人类的目光——面向未来的探索蓝图 展望未来，本书探讨了当前正在筹备中的宏大计划。这包括重返月球的“阿尔忒弥斯”计划，旨在建立可持续的人类前哨站；以及载人登陆火星的工程挑战，涉及生命支持系统、辐射防护和行星际旅行的心理学影响。 此外，本书也关注了下一代地面观测设施，如欧洲极大望远镜（ELT）和平方公里阵列（SKA），它们将如何以前所未有的灵敏度和分辨率，捕捉更遥远、更微弱的宇宙信号。 结语： 《星辰的回响》不仅是一部科技发展史，更是一部人类精神史。它记录了我们如何从一个被太阳系禁锢的物种，成长为一个能够窥探宇宙诞生、理解基本定律的探索者。每一次对星光的捕捉，都是对未知边界的勇敢挑战。本书带领读者完成了一场跨越数百万光年的精神旅程，最终的目的地，或许是我们更深刻地理解自身在浩瀚宇宙中的位置。 ---

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阅读这本《Materials Science and Engineering》的过程，让我对“材料”二字的理解从宏观的零件提升到了微观的相互作用。它最成功的地方在于，将热力学、动力学、结构和性能这四大支柱有机地编织在一起，形成了一张密不透风的知识网络。每一次翻阅，都会发现一个新的连接点，比如如何将晶界能（结构）与高温蠕变（性能）联系起来，这都得益于书中对基本原理的深入阐述。不过，我必须指出，这本书在面向现代工程应用时的前瞻性略显不足。例如，在可持续性、循环经济和材料的生命周期评估（LCA）方面，内容几乎没有涉及，这在当前全球对绿色制造日益重视的背景下，是一个明显的空白点。材料科学早已不再仅仅是关于“做出更强的材料”，更是关于“做出更负责任的材料”。此外，书中对先进的计算模拟方法（如第一性原理计算、分子动力学模拟）在材料设计中的应用，也只是蜻蜓点水，未能提供足够的操作指导或案例来展现其威力。因此，它是一本无可替代的经典参考书，但要成为指导未来材料创新的全景指南，还需要在这些新兴领域进行大幅度的扩展和更新。

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说实话，这本书的阅读体验更像是一次高强度的智力攀登，而不是一次轻松的知识漫步。它在讲述材料的力学性能时，那种深入骨髓的严谨性令人印象深刻，尤其是在处理塑性变形、断裂韧性和疲劳寿命预测这些关键领域时。作者似乎对“精确”二字有着近乎偏执的追求，每一个公式的推导都详尽无遗，每一种本构模型的假设条件都被阐述得清清楚楚。这种深度对于希望从事前沿研究的人来说无疑是宝贵的财富，它提供了深入探究现有理论局限性的基础。但是，这种深度也带来了另一个问题：叙述的节奏感略显沉闷。长时间沉浸在微分方程和张量分析中，很容易让人感到枯燥乏味。我个人感觉，如果能在某些章节中穿插一些材料失败案例的“故事”，或者引入一些当前热点（比如增材制造中的材料行为），或许能更好地抓住读者的注意力。另外，本书在涉及高分子材料和生物材料的章节，相较于其在金属和陶瓷部分的深入，略显单薄和概括化，似乎更偏向于传统工程领域。这本书绝对是工具书级别的存在，但要把它当成“读物”来享受，可能需要极大的毅力和对细节的无限热爱。

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这本书的语言风格非常正式，充满了学术的庄重感，这对于建立严谨的思维模式非常有帮助。它在处理材料加工工艺和微观结构演变之间的关系时，体现出极高的洞察力。比如，在讨论铸造过程中的枝晶生长和偏析现象时，作者不仅描述了宏观结果，更深入到了液固界面能和溶质扩散的动力学层面。这种层层递进的解释方式，极大地增强了对“工艺决定性能”这一核心理念的理解。我特别喜欢它对相变动力学的详细讨论，包括形核理论和长大机制，这些内容对于理解热处理的精髓至关重要。但坦白讲，这本书的篇幅和内容的广度让人在系统学习时感到有些压力山大，它更像是一本供研究人员随时查阅参考的案头书，而非推荐给课堂上需要快速掌握核心概念的学生。如果能有一个配套的习题集，并且习题的难度能梯度更分明一些，或许能更好地服务于自学者。目前来看，这本书要求读者已经具备相当的物理和化学基础，否则，很容易在公式的海洋中迷失方向。

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这本**《Materials Science and Engineering》**给我带来了太多惊喜与困惑，以至于我到现在还在试图消化它所传达的复杂信息。首先，从结构上看，这本书的编排简直就是一场对材料科学知识的深度挖掘，它并非那种浅尝辄止的入门读物，而是直奔核心概念而去。我尤其欣赏作者在引入晶体结构和缺陷理论时所展现出的那种细致入微的讲解，仿佛是手把手地带着读者进入到原子尺度的微观世界。不过，正因为其内容的密度极高，对于初学者来说，一开始的阅读体验可能会略显吃力。我记得在攻克热力学和相图部分时，我不得不反复查阅补充材料，光是理解不同热处理工艺对特定合金性能的影响机制，就花费了我大量的时间。书中的插图和图表质量极高，它们不仅仅是装饰，更是理解复杂过程的关键钥匙，比如那些关于扩散机制的示意图，清晰地揭示了原子如何在晶格中迁移。然而，我希望能有更多实际工业应用的案例分析来穿插其中，单纯的理论推导固然严谨，但缺乏与现实工程挑战的直接挂钩，有时会让理论显得有些“悬浮”。总而言之，这是一本需要投入大量精力和时间的巨著，但回报也是巨大的——它构建了一个坚实、全面的材料科学知识体系。

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我花了几个月的时间才啃完这本书，最大的感受是它在材料的电学、磁学和光学特性方面的叙述，展现了一种百科全书式的广博。从半导体的能带结构如何决定其导电性，到铁磁性材料的磁畴壁运动机制，再到特定波长下薄膜材料的光学响应，作者几乎覆盖了所有重要的功能材料的物理基础。这种跨学科的整合能力是这本书的亮点之一，它打破了传统学科壁垒，强调了材料的“多功能性”。我特别欣赏它对量子力学在材料行为解释中的应用，虽然涉及的数学工具相当复杂，但其对现象的解释力却是无与伦比的。然而，这本书在处理新材料领域时，似乎更新速度跟不上技术迭代的步伐。例如，关于新型二维材料（如石墨烯及其衍生物）的结构与性能关系，介绍得相对保守，缺乏对最新实验发现的及时整合。对于一个希望紧跟材料科学前沿的读者来说，这可能是一个小小的遗憾。总而言之，这是一部奠定基础的经典之作，它提供了理解已知现象的强大框架，但在展望未来时，可能需要读者自己去补充时效性的信息。

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