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页数:336

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出版时间:2009-6

价格:35.00元

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isbn号码:9787508385747

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• 节能
• 减排
• 环保
• 能源
• 可持续发展
• 低碳
• 环境科学
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• 气候变化
• 基础知识

探寻宇宙深处的奥秘：现代天体物理学导论 一部超越日常感知的宏大叙事 本书旨在为对浩瀚宇宙充满好奇心的读者，构建一座理解现代天体物理学核心概念的坚实桥梁。我们不会止步于肉眼可见的星辰，而是深入探索那些驱动宇宙演化的基本力量、构成万物的奇特物质，以及时间与空间本身的终极本质。 第一部分：宇宙的基石——从经典到相对论 本部分将带领读者回顾人类对宇宙认识的演变历程，重点剖析支撑现代天体物理学的两大理论支柱：牛顿万有引力定律的局限性，以及爱因斯坦的狭义与广义相对论。 牛顿体系的胜利与疆界： 我们将详细阐述牛顿力学如何成功解释行星运动和星体的引力相互作用，但同时也会明确指出，当速度接近光速或引力场极度强大时，牛顿模型的失效之处。这为引入相对论奠定了必要性。 时空的新几何学——广义相对论： 广义相对论不仅仅是引力的修正，更是对时空本质的革命性理解。本书将以直观的方式介绍“引力即时空弯曲”的核心思想，并探讨其在解释水星近日点进动、光线在引力场中的弯曲（引力透镜效应）等现象中的无可替代性。我们将深入解析度规张量、黎曼几何的初步概念，但会着重于其物理图像而非纯粹的数学推导，确保非专业读者也能领会其深邃内涵。 电磁学的统一与辐射过程： 天体物理的观测几乎完全依赖于电磁波。本章将回顾麦克斯韦方程组在真空和介质中的表现，重点阐述黑体辐射定律（普朗克定律）在恒星温度测定中的核心作用，以及多普勒效应如何成为我们测量遥远天体运动速度的“尺子”。 第二部分：恒星的生与灭——恒星结构、演化与遗迹 恒星是宇宙中最基本的发光天体，也是我们理解核物理、等离子体物理和引力坍缩的天然实验室。 恒星的诞生：从分子云到主序星： 我们将追踪星际分子云在自引力作用下如何塌缩，形成原恒星。重点讨论氢原子核聚变成氦核的质子-质子链反应和CNO循环，阐明恒星为何能在数亿年乃至数十亿年内保持稳定——即流体静力学平衡的精妙控制。 恒星的生命周期与能源枯竭： 恒星的命运由其初始质量决定。本书将详细对比低质量恒星（如太阳）如何演化为红巨星、抛射外层形成行星状星云，最终成为白矮星。对于大质量恒星，我们将探讨氦闪、碳燃烧，直至铁核的形成，这是所有恒星演化的终极危机点。 极端天体：超新星爆发与中子星： 当质量超过钱德拉塞卡极限时，核心坍缩将触发II型超新星爆发，瞬间释放出惊人的能量。我们将解析碰撞过程中的中微子信号和元素合成（快速俘获过程，r-过程），解释重元素如何在宇宙中播撒。随后，深入探讨中子星的超高密度状态——物质在原子核尺度上被压缩到极致的“核物质”的性质，以及脉冲星作为快速旋转的中子星，如何成为宇宙中最精确的计时器。 第三部分：宇宙的终极引力阱——黑洞物理学 黑洞是广义相对论预言的最奇异、最极端的对象。本书将系统地解构黑洞的物理属性。 史瓦西与克尔黑洞： 我们将介绍非旋转（史瓦西）黑洞的结构：事件视界、奇点。随后，引入旋转（克尔）黑洞，探讨其特征如能层（Ergosphere）以及“提取能量”（彭罗斯过程）的可能性。 信息悖论与霍金辐射： 黑洞并非完全“黑”。本书将介绍量子场论在弯曲时空中的应用，解释霍金如何推导出黑洞会发射出热辐射，并最终蒸发殆尽。这将引导我们讨论著名的信息悖论——量子信息在信息似乎被完全摧毁的黑洞面前，该如何自洽地保存下来。 超大质量黑洞与星系形成： 我们将考察位于星系中心（如人马座A）的超大质量黑洞，探讨它们如何通过吸积盘辐射出极强的能量（活动星系核，AGN），并假说其反馈机制如何深刻影响了宿主星系的恒星形成历史。 第四部分：从宇宙学到前沿探索 本部分将视野从单个天体扩展到整个宇宙的结构、起源与命运。 大爆炸的证据与标准宇宙学模型（ΛCDM）： 我们将追溯宇宙的起源，详细分析大爆炸理论的三大观测证据：宇宙微波背景辐射（CMB）的发现与各向异性、宇宙的膨胀（哈勃定律）以及轻元素（氢、氦、锂）的丰度。深入介绍暗能量（Λ）和冷暗物质（CDM）在解释当前宇宙加速膨胀和结构形成中的关键作用。 宇宙的结构与暗物质的线索： 宇宙并非均匀分布，而是形成了巨大的“宇宙网”。本书将讨论星系团、超星系团的形成机制，并侧重于寻找暗物质存在的间接证据，例如星系旋转曲线的异常、引力透镜效应，以及在大型强子对撞机（LHC）中的直接搜索尝试。 引力波天文学的新纪元： 激光干涉引力波天文台（LIGO）的成功开启了“多信使天文学”的新时代。我们将详细解读引力波的物理本质——时空的涟漪，并分析GW170817（双中子星并合事件）如何同时观测到引力波和电磁波信号，从而以前所未有的方式验证了相对论，并揭示了金、铂等重元素的起源。 结语：未解之谜与未来展望 本书的最后将简要回顾当前天体物理学前沿的重大难题，包括量子引力理论的探索、暗能量本质的确定，以及地外生命存在的可能性——这些都是人类认知边界的终极挑战。本书旨在激发读者，在掌握了现有知识体系的基础上，以更广阔的视角，迎接人类对宇宙探索的下一个“哥白尼式革命”。

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这本书的叙事风格非常具有感染力，它像一位经验丰富的向导，带领读者深入一个宏大的、充满挑战的领域。它没有采用常见的说教口吻，而是通过一系列精心挑选的、跨越不同地理和文化背景的案例，来构建其核心论点。例如，书中对比了北欧国家在供暖系统上的集中化管理模式与北美地区的分散式住宅能耗特征，并分析了气候、文化和社会制度如何共同塑造了各自的能效表现。这种全球视野下的比较分析，极大地拓宽了我的思维边界。书中对“绿色金融”和“气候风险评估”的介绍尤为精彩，它将环保议题与资本市场的决策紧密结合起来，揭示了为什么越来越多的投资机构开始重视企业的ESG表现。这本书的语言充满了活力，比如对某些过时的能源基础设施的描述，常常带有精准而辛辣的批判，使得阅读过程充满了发现和共鸣。它不仅仅是一本知识手册，更像是一份关于如何重塑我们与地球能源关系的技术宣言，读完后让人对未来的技术变革充满了期待和紧迫感。

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这本书的结构安排简直是一场精心策划的“认知升级之旅”。它不是按照传统的“节能”和“减排”泾渭分明地划分章节，而是巧妙地将它们融入到一个整体的“资源循环利用”框架中。最让我印象深刻的是其中关于水资源管理的部分，它详尽描述了城市雨水收集系统的不同技术路径，从简单的渗透沟到复杂的综合性水循环网络，每一种方案的成本效益比都被量化分析。这一点非常实用，特别是对于那些关心社区规划和市政建设的朋友来说，提供了极佳的参考视角。书中还穿插了一些历史性的反思，比如探讨了上世纪几次能源危机对技术路线选择的影响，这种历史纵深感使得当前的节能技术显得更加来之不易和意义重大。这本书的叙述节奏把握得很好，高密度的信息输出后，总会穿插一些鼓舞人心的“绿色英雄故事”——那些致力于环保技术创新的先驱们，这有效缓解了阅读过程中的智力疲劳。它成功地将复杂的系统工程问题，转化为了一系列可理解、可操作的个体决策链条。

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说实话，我抱着一种“姑且一看”的心态买的这本书，因为这类主题的书籍往往要么过于技术化，要么就是流于表面。然而，这本书的深度和广度超出了我的预期。它没有停留在简单地罗列“多关灯、少开车”这类常识，而是深入挖掘了背后的经济驱动力和政策制定逻辑。我特别关注了它关于“碳排放交易市场”的章节，作者用近乎新闻报道的笔触，梳理了国际上几个主要碳市场的运作机制和面临的挑战。这种将宏观经济学与环保实践相结合的叙事方式，非常具有启发性。它让我们明白，减排不只是道德上的要求，更是一个复杂的全球金融博弈场。此外，书中对新型材料应用在建筑节能方面的介绍，也让我大开眼界，比如气凝胶的隔热性能、智能调光玻璃的技术原理，都配有详实的工程图纸解析。这本书的文字风格有一种老派学者的严谨，但又不失现代科技的激情，仿佛一位经验丰富的工程师在向你传授他的毕生所学，每一个论断都建立在扎实的数据和可靠的文献基础之上，读起来让人感到踏实和信服。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，那种带着磨砂质感的封面，拿在手里沉甸甸的，立刻就能感受到里面内容的厚重感。我本来以为这会是一本枯燥乏味的官方教材，但翻开第一页，就被它清晰的逻辑结构和图文并茂的排版吸引住了。作者在引言部分就非常巧妙地避开了那些空洞的口号，而是直接切入到我们日常生活中那些被忽视的能源浪费点。比如，它详细解析了家用电器待机功耗的“隐形账单”，并且用生动的对比数据展示了更换老旧设备带来的长期经济效益。我尤其欣赏它对“可持续发展”这个宏大概念的拆解，不再是高高在上的理论，而是通过社区案例分析，展示了微小的集体行动如何累积成巨大的改变。特别是关于照明技术的演变那一章，从白炽灯到LED的能效对比分析得极其透彻，甚至连不同色温对人体生物钟的影响都进行了探讨，这让我对“光污染”有了全新的认识。这本书的阅读体验非常流畅，大量的图表和示意图并非简单的插图，而是真正帮助读者理解复杂物理或化学原理的工具，使得那些原本需要专业背景才能理解的概念，变得平易近人，绝对是为普通大众精心打造的一份入门指南，让人读完后会立刻想去检查一下家里的电表读数。

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我必须承认，我对技术细节的兴趣通常不高，但这本书居然能让我对“工业流程优化”这个话题产生了浓厚的兴趣，这本身就是一个奇迹。它没有用晦涩的专业术语堆砌，而是通过“流程再造”的视角，展示了传统制造业中如何通过优化加热、冷却和物料输送的环节，实现能源消耗的爆炸性下降。书中列举的案例涉及钢铁、水泥和化工三大高耗能行业，对每一个行业的关键能耗节点都做了深入的剖析，并且配上了详细的工艺流程图，让人一眼就能看出“瓶颈”所在。更让我惊喜的是，它对“循环经济”的阐述，不再局限于传统的回收利用，而是将产品的“设计阶段”就纳入了减排考量——强调产品的可拆卸性、模块化和长久耐用性，这是一种更具前瞻性的思维。这本书的排版设计也非常注重可读性，大量的负空间让密集的文字不至于显得压抑，字体选择大气沉稳，长时间阅读也不会造成视觉疲劳，它无疑是为那些想从根本上理解工业效率和资源消耗关系的读者量身定做的深度读物。

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