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出版者:OECD

作者:Organisation for Economic Co-Operation and Development

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:2004-08-30

价格:USD 97.00

装帧:Paperback

isbn号码:9789264108233

丛书系列:

图书标签:

• 辐射剂量学
• 计算
• 辐射防护
• 医学物理
• 核工程
• 剂量评估
• 模拟
• 蒙特卡洛
• 辐射测量
• 生物效应

《光影的低语：物理世界中的测量与解读》 本书并非聚焦于某一特定领域的专业技术手册，而是旨在带领读者踏上一场穿越物理世界测量奥秘的探索之旅。我们生活在一个由物理规律编织而成的宏大舞台上，而测量，则是我们感知、理解并最终驾驭这个舞台的至关重要工具。从微观粒子到浩瀚星辰，从日常生活的点滴细微到工业生产的宏伟蓝图，无一不依赖于精妙的测量手段。本书将围绕“测量”这一核心概念，剥离其技术性的外衣，展现其背后蕴含的深刻哲学思考、历史演进以及在不同领域中的广泛应用。 第一章：丈量世界的尺度——度量的起源与演进 在本章中，我们将追溯度量这一概念的古老根源。人类最早的测量，或许只是基于身体部位的直观估算，例如“一拃”、“一尺”。然而，随着社会的发展和需求的增长，对统一、精确度量的渴求日益迫切。我们将探讨早期文明如何发展出度量衡体系，例如古埃及的金字塔建造中对长度的精确控制，以及古巴比伦的数字系统如何影响了我们对时间和角度的度量。 随后，我们将聚焦于科学革命时期，度量是如何成为科学发展的重要基石。牛顿的万有引力定律需要精确的距离和质量测量；伽利略的落体实验则依赖于时间与距离的准确记录。我们将审视科学巨匠们如何通过设计巧妙的实验，不断提升测量的精度，从而揭示自然界更深层次的规律。从米制的诞生到国际单位制（SI）的建立，本书将详细阐述人类在追求度量统一性和普适性方面所做的努力，以及这些努力如何深刻地改变了我们对世界的认知。这一过程并非一帆风顺，充斥着科学家的智慧、争论与妥协，也反映了人类对真理不懈的追求。 第二章：无形之手——物理量的本质与表征 物理世界并非仅由我们肉眼可见的物体构成，更多的是由各种抽象的物理量所支配。在本章，我们将深入探讨物理量的本质，理解它们为何是描述和理解世界不可或缺的元素。我们会从最基础的概念出发，如长度、质量、时间，进而延展到更复杂的物理量，如速度、力、能量、温度、电荷、磁场等等。 我们将探讨物理量是如何被“表征”出来的。这不仅仅是赋予一个数值，更重要的是，每个物理量都拥有特定的单位，单位的选择和定义至关重要，它们赋予了数值以实际意义。我们将分析不同物理量之间的内在联系，例如力与加速度的关系（牛顿第二定律），能量与功的关系。我们会探讨向量与标量的区别，理解某些物理量不仅有大小，还有方向，这在描述运动和力的作用时尤为关键。 此外，我们还会触及物理量的测量不确定性。任何测量都并非绝对精确，总会存在误差。理解误差的来源（系统误差与随机误差），以及如何量化和控制误差，是进行可靠科学研究的前提。本书将以通俗易懂的方式解释这些概念，帮助读者建立对物理量及其测量的直观认识，为后续章节的深入探讨打下基础。 第三章：洞察微观与宏观——测量技术的多样性 从原子核的微观世界到宇宙的宏观尺度，人类发明了琳琅满目的测量技术，以探索不同层面的物理现实。本章将带领读者领略这些测量技术的奇妙之处。 在微观领域，我们将介绍诸如质谱仪、电子显微镜、粒子探测器等关键仪器。这些仪器如何工作，如何“看见”那些肉眼无法触及的粒子和结构？我们将探讨它们的测量原理，例如质谱仪如何根据粒子的质荷比进行分离和检测，电子显微镜如何利用电子束成像。我们将了解这些技术如何帮助我们揭示原子、分子的结构，研究物质的电子态，探索核物理的奥秘。 转向宏观世界，我们将审视天文学和地球科学中的测量技术。望远镜如何捕捉遥远星系的光线，以便分析其成分和运动？雷达和激光雷达如何精确测量距离，绘制地形？地质学家如何通过地震波探测地下结构？我们将了解各种探测器如何测量电磁波、引力波，甚至是探测宇宙背景辐射，从而推断宇宙的起源和演化。 本书将着重于不同测量技术所遵循的物理原理，而非冗长的技术细节。通过介绍这些多样化的技术，我们希望读者能够深刻理解，物理学的进步离不开测量技术的创新，而测量技术的突破又常常引领着我们对物理世界认知的飞跃。 第四章：无处不在的隐形守护者——测量在现代生活中的应用 测量并非仅仅是科学家在实验室里的工作，它早已渗透到现代生活的方方面面，成为保障我们日常生活安全、便利和舒适的隐形守护者。本章将聚焦于测量技术在各个领域的实际应用。 首先，我们将探讨工业制造中的精密测量。从汽车制造的零部件公差控制，到芯片生产的纳米级精度要求，精确的测量是产品质量的生命线。我们将了解无损检测技术如何保证产品的完整性，自动化测量系统如何提高生产效率。 其次，我们将审视医学领域的测量应用。医疗影像技术（X光、CT、MRI）的本质就是对身体内部物理量的测量和可视化。我们还将探讨生物传感器如何实时监测血糖、心率等生理参数，以及诊断设备如何精确测量疾病指标。 再者，在环境保护和安全领域，测量扮演着关键角色。空气质量监测站如何测量污染物浓度？辐射监测设备如何保障公众安全？交通管理系统如何通过各种传感器测量车流量和速度？我们将看到测量技术如何帮助我们应对环境挑战，保障社会运行。 最后，我们还将简要提及日常生活中的测量，例如家电的能耗测量、食品安全检测中的化学物质测量等，让读者意识到测量无处不在，深刻影响着我们的生活品质。 第五章：从数据到真理——测量结果的解读与批判性思维 测量仅仅是第一步，如何解读测量结果，并从中提炼出有意义的知识，才是科学研究的核心。本章将引导读者掌握批判性地解读测量数据的方法。 我们将探讨数据的可视化，例如图表的绘制，如何能够直观地展现数据趋势和异常点。我们会讨论统计学在数据分析中的作用，理解平均值、标准方差等概念如何帮助我们描述数据的整体特征和分散程度。 更重要的是，我们将强调理解测量误差的重要性。任何测量结果都伴随着不确定性，而科学研究的严谨性在于承认并量化这种不确定性。我们将学习如何评估测量结果的可靠性，以及如何避免对数据产生过度解读或误读。 本书将通过实例，说明如何从原始数据中发现规律，如何根据测量结果验证或修正理论模型。我们会讨论“相关性不等于因果性”这一重要的科学原则，告诫读者在解读数据时要保持审慎和独立的判断。最终，本章的目标是培养读者对科学数据的批判性思维能力，使其能够更加明智地理解科学研究的成果，以及在信息爆炸的时代，辨别信息真伪的能力。 结语：测量之维，智慧之光 《光影的低语：物理世界中的测量与解读》并非一本终结性的科学著作，而是一扇开启读者对测量世界好奇心的大门。我们希望通过对度量的起源、物理量的本质、测量技术的演进、广泛的应用以及结果的解读等方面的探讨，让读者认识到测量在人类文明发展中的核心地位。 测量，是连接我们感官世界与抽象物理规律的桥梁；是科学家探索未知、验证理论的利器；是现代社会运行不可或缺的支撑。每一次精确的测量，都是一次对自然规律的更深层次的洞察，一次对世界理解的拓展。 本书的价值，在于激发读者对身边物理现象的探索欲望，培养严谨求实的科学态度，以及独立思考、理性判断的能力。理解测量，就是理解我们所处的世界；掌握解读测量结果的能力，就是掌握了通往真理的一把钥匙。愿本书能陪伴您在这场关于测量与解读的智慧之旅中，收获属于自己的洞见与启迪。

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