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出版者:Pearson Prentice Hall

作者:David V. Frank

出品人:

页数:198

译者:

出版时间:2007-11-16

价格:24.1

装帧:Hardcover

isbn号码:9780133651126

丛书系列:

图书标签:

• 科学
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• 自然
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寰宇之径：探索未知世界的奥秘 一部关于人类认知边界拓展、自然法则深层揭示的恢弘史诗 《寰宇之径》并非一本关于某一特定学科的教科书，而是一部跨越时间与空间，聚焦于人类如何认知、理解并最终驾驭我们所处宇宙的宏大叙事。它是一场思想的探险，引领读者深入那些最引人入胜、最挑战传统观念的领域，探寻隐藏在日常表象之下的宇宙终极法则。 本书结构严谨，脉络清晰，围绕“起源”、“结构”、“动力”与“未来”四大核心板块展开，旨在构建一个完整的知识图景，展示从微观粒子到宏观星系，再到生命演化和文明兴衰的内在逻辑。 --- 第一部分：虚无中的诞生——宇宙的起源与基本构造 本部分深入探讨了我们所栖居的现实是如何从“无”中被构建起来的。我们不再满足于描述性知识，而是着力于探究驱动宇宙初始状态的物理机制。 一、 混沌的边缘与时空的拓扑： 这里，我们将超越标准的“大爆炸”模型，审视早期宇宙的量子引力效应。详细剖析普朗克时期极端的物理条件，探讨弦理论、圈量子引力等前沿理论如何试图统一广义相对论与量子力学。重点在于理解暴胀时期（Inflationary Epoch）的驱动机制，以及它如何解释宇宙的平坦性、均匀性与视界问题。我们将分析背景辐射的微小涨落如何成为后续结构形成的“种子”，并引入多重宇宙（Multiverse）的假说，探讨我们的宇宙是否只是更宏大结构中的一叶扁舟。 二、 物质的基石与相互作用的几何： 本章聚焦于标准模型（Standard Model）的深刻意义及其局限性。详细阐释夸克、轻子如何通过强核力、弱核力、电磁力构筑出我们所感知的物质世界。但本书的重点在于“缺失的部分”：暗物质（Dark Matter）与暗能量（Dark Energy）的证据链条。我们不仅罗列了旋转曲线、引力透镜等观测证据，更深入解析了WIMP、轴子等暗物质候选粒子的理论模型，以及暗能量对宇宙加速膨胀的“反引力”效应，探讨第五种基本力存在的可能性。这里，物质与能量的传统定义将受到挑战，空间本身被赋予了动态的属性。 --- 第二部分：法则的编织——自然界的基本规律与对称性 如果说第一部分描绘了宇宙的“骨架”，那么第二部分则揭示了编织这个骨架的“经纬”——那些永恒不变的物理法则。 一、 熵的单向性与时间的箭头： 热力学第二定律是宇宙中最不可违背的定律之一。本章探讨了熵（Entropy）的概念如何从宏观的热力学演化到微观的统计力学。我们将追溯“时间之箭”的起源，从宇宙的低熵初始状态（大爆炸）到当前日益混乱的局面。讨论时间在不同尺度下的表现差异，例如在黑洞视界内部，时间的概念如何失效或重构。引入耗散结构理论（Dissipative Structures），探讨在开放系统中，局部熵的增加如何催生更高层次的有序结构。 二、 量子的奇异性与实在的本质： 本部分对量子力学进行了一次彻底的哲学和物理学层面的考察。不满足于薛定谔方程的表面应用，我们将深入探讨测量问题（Measurement Problem）的核心困境。从哥本哈根诠释到多世界理论（Many-Worlds Interpretation），再到退相干理论（Decoherence），我们试图理解波函数塌缩的真正含义。尤其关注量子纠缠（Quantum Entanglement）的非定域性，探讨它对“定域实在论”（Local Realism）的根本性颠覆，以及这如何影响我们对信息传递极限的认知。 三、 引力与时空的几何化统一： 爱因斯坦的广义相对论被视为时空几何的杰作。本章详细阐述了物质如何弯曲时空，以及时空曲率如何决定物质的运动轨迹。我们不仅会解析引力波的探测（LIGO/Virgo）如何为时空涟漪提供了直接证据，还将探讨黑洞（Black Holes）的奇点、事件视界等极端物理现象。重点是霍金辐射（Hawking Radiation）对信息悖论的挑战，这迫使物理学家重新审视引力、量子力学与信息之间的内在联系。 --- 第三部分：涌现的复杂性——生命、意识与信息 宇宙的基本法则如何孕育出拥有自我意识的观察者？这部分将从物理学转向生物学和认知科学的交叉地带。 一、 从化学到生命的跃迁： 生命现象被视为复杂系统在特定能量梯度下的“涌现”属性。本章不讨论生物分类学，而是聚焦于生命起源的化学路径：从无机物到氨基酸、核苷酸的形成，再到自我复制分子（如RNA世界假说）的出现。讨论化学热力学与信息论如何在生命体的构建中发挥作用。探讨生命对“负熵”的渴求，以及基因信息是如何在遗传物质中被编码和传递的。 二、 认知的疆界与心智的计算本质： 意识是物理世界中最难被解释的现象之一。本部分将信息理论应用于神经科学。我们探讨大脑如何通过大规模并行计算和神经回路的动态重组来产生主观经验。引入整合信息论（Integrated Information Theory, IIT）等框架，试图量化意识的程度，并探讨这种复杂信息处理能力是否可以在非碳基系统（如先进的人工智能）中重现。我们追问：信息本身是否具有某种物理实在性，独立于其承载的介质？ 三、 生物圈的动态平衡与生态系统的韧性： 将视野从个体扩展到系统，探讨生态学中的非线性动态。研究复杂适应系统（Complex Adaptive Systems）的特征，如物种间的竞争与共生如何通过反馈回路维持系统的稳定或驱动其崩溃。分析气候变化、生物多样性丧失等全球性危机背后的系统性风险，强调人类行为与地球物理反馈机制之间的耦合关系。 --- 第四部分：跨越极限——人类的未来与认知的拓展 最后的篇章将目光投向人类文明的长期走向，探讨我们在理解和改造自然界中将面临的伦理、技术与存在性挑战。 一、 工程化的未来：技术对自然法则的干预： 本节探讨人类正在或即将实现的，对自然界基本规律的直接干预能力。这包括对基因组的精确编辑（CRISPR技术的深远影响）、量子计算对信息处理速度的突破，以及对可控核聚变能源的追求。更进一步，讨论人类在宏观尺度上利用工程手段调控行星环境（地球工程学）的潜力与风险。我们将批判性地审视，技术进步是否总能带来福祉，以及“超越自然”的冲动可能引发的“副作用”。 二、 宇宙航行与文明的存续： 考察人类文明作为一个信息和能量系统的长期存续问题。我们分析卡尔达舍夫等级（Kardashev Scale）的意义，并评估星际旅行的技术障碍（如曲速驱动、反物质推进）。更重要的是，本书探讨了文明的“大过滤器”（Great Filter）假说，即在文明发展到星际阶段前，是否存在一个几乎不可逾越的障碍？这个障碍是技术导致的自我毁灭，还是宇宙环境的固有限制？ 三、 认知的终极形态与意义的追寻： 在对物理、生命、信息进行彻底探索之后，本书回归到哲学思辨。如果宇宙的运行是基于一套确定的（或概率性的）法则，那么人类的自由意志、道德选择和存在的意义何在？我们探讨了基于复杂性科学和神经科学的新型决定论观，并试图构建一个既承认物理限制又肯定主观能动性的世界观。最终，本书旨在激发读者对未知世界永恒的好奇心，将对知识的渴求视为人类存在的核心驱动力。 《寰宇之径》是一本献给所有渴望穿透表象，拥抱复杂性、挑战已知边界的思想者。它提供的不是简单的答案，而是通往更深层次提问的坚实阶梯。

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我最近才开始涉足《Science Explorer》这本著作，而且必须说，它已经完全俘获了我的阅读兴趣。这本书的独特之处在于，它并没有采用我们传统认知中那种干燥、刻板的科学讲解方式。相反，作者以一种近乎讲故事的口吻，将那些原本令人望而生畏的科学概念，比如地质构造的形成、板块运动的动力学，甚至是地球内部的熔岩活动，都描绘得绘声绘色，仿佛一幅幅生动的画卷在我眼前展开。书中对古生物学的描绘，更是让我大开眼界，恐龙的时代、哺乳动物的崛起，以及那些曾经主宰地球的古老生物，都通过细致的描述和巧妙的插图，变得鲜活起来。我特别喜欢作者对科学发现过程的还原，那些科学家们如何通过观察、实验、推理，一步步揭示自然奥秘的历程，充满了戏剧性和启发性。这本书让我意识到，科学并非一蹴而就，而是无数人智慧和汗水的结晶。它还巧妙地将科学与历史、哲学相结合，让我从更广阔的视角去理解科学的发展脉络及其对人类文明的影响。读完这本书，我感觉自己的知识体系得到了极大的拓展，而且对那些曾经觉得遥不可及的科学领域，也燃起了浓厚的兴趣。

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《Science Explorer》这本书，真的给了我一种前所未有的阅读体验。我一直觉得科学离我很遥远，直到翻开这本书，才发现原来科学可以如此有趣和贴近生活。书中关于生物多样性的章节，让我对地球上各种奇妙的生命形式惊叹不已，特别是那些极端环境下生存的生物，它们顽强的生命力深深打动了我。作者在讲述遗传学时，用到了很多生动的例子，比如豌豆杂交实验，让我这个对生物学一窍不通的人，也能大致理解基因传递的原理。让我印象深刻的是，书中没有回避科学研究中的争议和未解之谜，而是鼓励读者去思考和探索，这种开放式的讨论方式，让我觉得自己不仅仅是在被动接受知识，更是在参与一场智慧的对话。此外，书中关于环境科学的内容，也让我对气候变化、环境保护等问题有了更深层次的认识，并激发了我反思自身行为对环境的影响。作者在叙述过程中，巧妙地将科学原理与社会发展、人类生活紧密联系起来，让我看到了科学不仅仅是实验室里的理论，更是塑造我们世界的强大力量。这本书让我觉得，学习科学，其实就是认识我们自己和我们所居住的这个星球，是一件非常有意义的事情。

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这本书《Science Explorer》，对我而言，是一次意想不到的思维洗礼。我一直以来都对科学抱有敬畏之心，但同时也感到一丝距离感，而这本书恰恰打破了这层隔阂。作者在化学部分，并没有局限于枯燥的方程式和反应机理，而是将化学原理与我们生活中的方方面面紧密联系起来，从食物的烹饪到药物的研发，从化妆品的成分到空气的净化，都充满了化学的奥秘，让我顿时觉得化学就在我身边，无处不在。书中关于神经科学的介绍，更是让我着迷，大脑是如何工作的？记忆是如何形成的？意识究竟是什么？这些曾经让我感到无比神秘的问题，在这本书里得到了初步但却非常精彩的解答。作者通过生动形象的案例和最新的研究进展，带领我一起探索人类思维的奥秘，这种探索的过程本身就充满了乐趣。此外，书中对统计学和概率论的讲解，也让我受益匪浅，它教会了我如何用更科学的方法去分析数据，做出更理性的判断，这对我日常生活和工作都产生了积极的影响。这本书让我看到了科学的广度和深度，也让我认识到，学习科学，就是在不断地挑战自己的认知边界，拥抱未知。

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《Science Explorer》这本书，我可以说是在一个非常偶然的机会下才开始接触的，但它带给我的惊喜和震撼，却远超我的预期。这本书最让我赞叹的是它在材料科学和工程学方面的讲解。作者用非常通俗易懂的语言，解释了从宏观到微观的各种材料特性，比如合金的强度是如何形成的，纳米材料为何具有如此神奇的性质，甚至连我们日常生活中常见的塑料和玻璃，其背后的科学原理也被娓娓道来。书中关于能源的章节，更是让我对未来能源的走向产生了深刻的思考，太阳能、风能、核能等各种能源的优缺点，以及它们在技术发展上面临的挑战，都被清晰地呈现出来。我尤其欣赏作者在描述复杂工程项目时，所展现出的严谨和细致，比如一座大桥是如何设计和建造的，一个微处理器是如何工作的，这些都让我对人类的智慧和创造力感到由衷的钦佩。这本书不仅满足了我对科学知识的好奇，更激发了我对技术创新和未来发展的无限遐想。它让我明白，科学的力量不仅仅在于解释世界，更在于改变世界。

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我最近读了《Science Explorer》，这本书带我踏上了一段令人惊叹的科学探索之旅。作者以一种非常生动且引人入胜的方式，将复杂的科学概念变得触手可及。我尤其喜欢它对天体物理学部分的深入剖析，从恒星的诞生与死亡，到黑洞的神秘面纱，再到宇宙的膨胀与起源，每一个章节都让我仿佛置身于浩瀚的星辰大海之中。书中精美的插图和清晰的图表，极大地帮助我理解那些抽象的理论，比如引力波的探测过程，原本以为会非常枯燥，但书中通过类比和故事化的叙述，让我对这一前沿科学有了全新的认识。作者并没有仅仅停留在知识的堆砌，而是巧妙地融入了科学史上的重要发现和那些伟大的科学家们不懈探索的故事，这让我在学习科学知识的同时，也感受到了科学精神的魅力。书中对量子力学部分的阐述，也颠覆了我以往对微观世界的认知，虽然我不是物理学专业出身，但通过阅读，我开始对叠加态、量子纠缠等概念有了模糊但深刻的理解，这无疑拓宽了我的思维边界。这本书不仅是一本科学读物，更是一次启迪智慧的旅程，让我对周围的世界充满了好奇，并渴望去更深入地了解它。

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