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出版者:

作者:Reiter, D. H. 编

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页数:461

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价格:$ 292.67

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isbn号码:9783540230380

丛书系列:

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• 核聚变
• 等离子体物理
• 能源
• 物理学
• 核工程
• 科研
• 学术
• 前沿科技
• 可控核聚变
• 能源未来

探索生命与文明的基石：人类世的生态变迁与可持续未来 本书以宏大的时间尺度和精细的实地考察为支撑，深入剖析了自工业革命以来，人类活动如何以前所未有的速度重塑地球生态系统，并在此基础上构建了一个关于未来世代可持续发展的综合性框架。 本书并非聚焦于单一的科学技术领域，而是横跨了地质学、生物多样性保护、气候科学、社会经济学以及伦理哲学等多个学科，旨在为理解“人类世”这一新地质时代的复杂性提供一个多维度的解析视角。 第一部分：物质的足迹——工业化对地球系统的重塑 本部分详细梳理了自18世纪中期至今，人类对自然资源的开采、转化和排放如何引发了全球尺度的系统性变化。 第一章：能量的解放与地质加速 我们追溯了化石燃料的发现和大规模应用如何打破了数百万年积累的碳平衡。通过对冰芯数据、沉积物岩芯和近代卫星遥感资料的交叉分析，本书清晰地描绘了大气中温室气体浓度的不可逆增长轨迹。重点探讨了“煤炭纪”的影子如何投射到现代，分析了煤炭、石油和天然气在不同历史阶段对工业化进程的驱动作用，以及由此带来的环境成本——不仅限于温室效应，还包括酸雨、土壤酸化和水体富营养化等区域性灾难。 第二章：生物圈的重组与丧失 生物多样性是地球生命的复杂性体现。本章集中探讨了栖息地破碎化、入侵物种的扩散以及过度捕捞和采伐对全球生物群落结构的冲击。我们详细考察了热带雨林、深海生态系统以及北极苔原这三大关键生态系统的脆弱性。通过对灭绝率的量化模型，本书指出，当前的物种灭绝速度已达到地质历史上的第六次大灭绝水平，并探讨了这种丧失对生态系统服务功能（如授粉、水净化和气候调节）的长期削弱效应。特别关注了“功能性冗余度”的降低如何使生态系统更易遭受下一次环境扰动的冲击。 第三章：合成化学的扩散与全球污染负荷 本书深入研究了合成材料，特别是塑料、持久性有机污染物（POPs）和新型化学品（如PFAS）如何渗透到地球的每一个角落，从马里亚纳海沟到珠穆朗玛峰的雪样中均可检测到它们的身影。我们不仅分析了这些污染物的生物累积性和毒理学效应，还探讨了它们在土壤和水体中的迁移路径和最终归宿。一个专门的章节用于审视微塑料问题，不仅仅是海洋中的可见碎片，更关注其在食物链和人体健康中的潜在风险。 第二部分：适应与摩擦——人类社会的响应与困境 面对前所未有的环境压力，社会结构、经济模式和政策制定者们如何反应？本部分聚焦于人类社会的适应性与局限性。 第四章：气候变化的地理政治学 气候变化不再仅仅是科学问题，更是深刻的政治和经济矛盾。本章分析了不同地理区域（如小岛屿国家、干旱半干旱地区和北方极地社区）在气候变化冲击下的不平等性。书中详细对比了《京都议定书》到《巴黎协定》的演变，剖析了“共同但有区别的责任”原则在实践中的张力。同时，本书也考察了“气候移民”和“环境难民”现象的兴起，以及这如何挑战现有的国际人道主义框架。 第五章：城市化浪潮与物质循环的断裂 全球人口向城市聚集的趋势对资源消耗和废弃物管理构成了巨大挑战。本部分将城市视为一个“新陈代谢”的实体，分析了食物、水、能源和材料的线性输入-输出模式如何造成资源瓶颈和生态足迹的扩大。我们通过对若干案例城市（如东京、拉各斯和哥本哈根）的详细研究，探讨了循环经济模式的潜力、智慧城市技术在提高资源效率方面的作用，以及如何重构城市与周边乡村的物质联系。 第六章：知识的鸿沟与认知的障碍 环境危机的复杂性往往超越了普通公民的日常认知范围。本章探讨了科学信息如何有效地传递给决策者和公众，以及科学素养在应对长期、非线性风险中的作用。我们分析了“确认偏误”、“时间贴现率”等心理学因素如何阻碍了对长期环境风险的有效应对。同时，书中也讨论了原住民传统知识（TEK）在生态监测和可持续土地管理方面的独特价值，并倡导跨学科对话的必要性。 第三部分：重构未来——通往韧性与和谐的路径 本书的最后一部分着眼于解决方案，提出了一系列跨越技术、经济和伦理维度的改革设想，以期在人类世中建立一个更具韧性和公平性的未来。 第七章：从“效率”到“生态效能”的范式转换 本书批判了纯粹的“效率提升”思维（如提高燃料燃烧效率），主张转向“生态效能”——即在维持或提升人类福祉的同时，最大限度地减少对自然资本的消耗。详细考察了可再生能源（风能、太阳能、地热）的规模化挑战、储能技术的瓶颈以及电网现代化改造的必要性。同时，深入分析了“负排放技术”的潜力与风险，强调其不能替代根本性的减排努力。 第八章：生态系统服务评估与自然资本的会计 为了实现真正的可持续发展，必须将自然界提供的服务价值纳入经济决策的核心。本章探讨了自然资本核算（NEA）的理论基础和实践案例，论证了将森林、湿地和海洋健康量化为经济资产的必要性。通过案例研究，展示了“基于自然的解决方案”（NbS），如恢复红树林以抵御风暴、利用湿地净化废水等，如何同时实现经济效益和生态效益。 第九章：伦理的转向与跨代际公平 最终，应对人类世的挑战需要深刻的伦理觉醒。本书呼吁超越短期利益的考量，确立“跨代际公平”和“非人类生命权利”的伦理基础。探讨了“稳态经济学”的理念，即放弃无限增长的假设，转而追求一个在地球承载力范围内的、高质量的稳定经济状态。最后一章以对未来社会形态的审慎展望作结，强调教育、治理结构和公民参与在塑造一个负责任的人类世中的决定性作用。 《探索生命与文明的基石：人类世的生态变迁与可持续未来》 是一部面向政策制定者、学者、学生以及所有关心地球命运的公民的深度著作。它以严谨的科学论证为基础，辅以生动的案例分析，引领读者全面认识我们所处的地质时代，并激发采取果断、协调行动的紧迫感。

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我发现这本书的引文风格非常独特，它似乎刻意避免引用近二十年来发表在《物理评论快报》或《核聚变》等顶级期刊上的主流研究成果。取而代之的是大量的早期理论物理学家的著作，比如关于玻尔兹曼方程的早期讨论，甚至是某些关于宇宙射线起源的早期推测。这导致书中对于现代聚变研究中几个关键的瓶颈——比如限制性输运（L-H 转换）、α粒子加热效率的精确计算，以及中子辐照对结构材料的损伤累积效应——的处理显得相对陈旧和不足。它更像是在探讨聚变概念的“哲学起源”，而非其“工程实现”。我本以为作者会引用一些关于先进诊断技术（如激光诱导击穿光谱LIS）在真实运行条件下如何失效的案例，来警示工程难度，但书中描绘的诊断场景仿佛仍停留在真空室条件良好的实验室初期。因此，这本书给我的整体感受是：它是一份对聚变梦想的深情致敬，但对于渴望掌握当前技术前沿和工程实用方法的读者来说，它的深度和广度都显得捉襟见肘，更像是一本历史回顾和思想漫谈的混合体。

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这本书的排版和装帧设计透露出一种对“慢阅读”的推崇。纸张的选择非常考究，带着一种微微的粗糙感，油墨的印记也偏向复古的深褐色，而不是现代印刷品常见的清晰锐利。我花了很长时间试图理解其中关于“湍流输运”的章节，理论上，湍流是聚变研究中最难啃的骨头之一，需要严谨的数学推导和大量的模拟结果支撑。然而，这本书处理这一难题的方式，是引入了一种类比于河流泥沙运动的宏观模型，用流体力学而非磁流体动力学（MHD）的语言来解释能量耗散。这种视角转换很有趣，它强迫你跳出固有的思维框架，但同时也意味着，如果你想用它来解决实际的数值模拟问题，这本书提供的工具箱会显得空空如也。更令我困惑的是，书中对于“磁约束”的描述，似乎完全回避了“普朗克尺度”下的量子效应讨论，仿佛聚变反应可以在一个完全经典且可预测的框架下发生。对于热衷于验证理论模型的读者来说，这本书提供的概念工具可能过于飘忽，难以落地。

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这本书的语气总体上是相当乐观且略带浪漫主义色彩的，它几乎没有对实现商用聚变电站所面临的极端工程挑战进行深入的“泼冷水”。例如，在讨论等离子体面对面向第一壁（PFCs）时的溅射和侵蚀问题时，书中只是轻描淡写地提到了“材料的韧性需要进一步提升”，随后便迅速转入了对“无碳能源时代的美好愿景”的畅想。我尤其关注了关于反馈控制系统的那一章，这部分通常需要详细讨论实时数据采集、算法延迟以及控制系统冗余设计。然而，作者似乎对这些“技术细节”不屑一顾，而是着墨于描述一个理想化的、能够自我稳定和优化的等离子体状态，将其比作一个达到“绝对和谐”的生态系统。这种对工程现实的刻意回避，使得这本书更像是一份对未来科技乌托邦的蓝图，而非一份脚踏实地的研究报告。对于那些渴望了解如何将实验室里的百万安培电流稳定维持数小时的工程师而言，这本书提供的启示性远大于实践指导性。

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这本书的封面设计着实引人注目，那种深邃的蓝色调和抽象的等离子体漩涡图案，一下子就将读者的思绪拉向了宏大而神秘的物理世界。我最初翻开这本书时，期待的是一篇关于当代聚变研究前沿的全面综述，希望它能像一本高年级本科教材那样，条理清晰地梳理出托卡马克、仿星器等不同约束方式的优劣，以及材料科学在应对极端环境挑战中所扮演的关键角色。然而，这本书给我的感觉更像是一部哲学思辨录，它花了大量的篇幅去探讨“能量的终极形态”这一宏大命题，从古希腊的原子论谈起，穿插了大量对卡尔达诺的数学思想以及莱布尼茨的动力学观念的解读。书中对惯性约束聚变（ICF）的描述，与其说是技术路线的介绍，不如说更像是一场关于激光与物质相互作用的诗意描绘，充满了对高能光子束瞬间点燃目标的敬畏感。书中对未来反应堆商业化路径的预测也显得异常大胆，作者似乎更倾向于相信某种尚未被主流科学界充分认可的“场约束”新概念，并用了一整章来论证其理论上的优雅性，这让习惯了严谨数据和实验验证的我，读起来颇有些“思想实验”的色彩。总的来说，它更像是一本激发灵感而非提供实用知识的读物，适合那些对物理学背后的形而上学思考感兴趣的读者。

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阅读体验上，这本书的叙事节奏把握得非常松散，更像是一部散文集而非严肃的科学专著。我特别注意到，作者在介绍关键物理过程时，常常会采用一种非常文学化的比喻，比如将磁流体动力学的不稳定性比作是“宇宙中自我纠缠的命运线”，这种手法虽然增加了可读性，但也牺牲了精确性。在涉及到等离子体诊断技术的部分，我希望能看到更具体的时域反射测量或汤姆逊散射的细节参数，但作者只是泛泛而谈，更多地是在探讨“我们如何才能真正看到看不见的力量”这一哲学命题。有一章专门讨论了氚燃料循环的复杂性，我原本以为会深入探讨氚增殖包层（TBR）的设计挑战和氦气的清除机制，结果作者却把焦点放在了核安全文化和国际合作的必要性上，虽然重要，但偏离了我对核心工程难题的预期。这本书的脚注数量惊人，但很多引用都指向了古老的哲学著作或是晦涩难懂的早期物理学论文，而非近十年内顶级的聚变会议记录。对于一个想了解目前ITER项目进展和DEMO堆设计路线的工程师来说，这本书的实用价值确实有限，它更像是在邀请读者进行一场跨越时空的思维漫步。

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