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出版者:

作者:Giancoli, Douglas C.

出品人:

页数:512

译者:

出版时间:2004-1

价格:$ 176.73

装帧:

isbn号码:9780130352569

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 科学
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《星辰之歌：宇宙的奥秘与生命的起源》 内容简介： 序章：当文明仰望星空——追溯人类对宇宙的最初叩问 自古以来，人类文明的摇篮中便充满了对头顶那片浩瀚星空的无尽好奇与敬畏。《星辰之歌》并非一本冰冷的科学教科书，而是一部跨越数千年人类智慧与想象力的史诗。本书将带领读者回到人类文明的起点，探讨古代文明，无论是巴比伦的占星术、埃及的金字塔定位，还是玛雅人的复杂历法，他们是如何通过朴素的观测，试图解读宇宙的“语言”。我们将深入研究早期哲学家如泰勒斯、毕达哥拉斯的宇宙观，他们是如何从神话体系中挣脱出来，开始用理性之光审视万物秩序的。本书将详细剖析伽利略的第一架望远镜如何彻底颠覆了地心说的统治，开启了观察者与被观察者之间全新的对话模式。这不是关于物理定律的罗列，而是关于人类认知边界如何一步步被拓宽的宏大叙事。 第一部：恒星的诞生与死亡——宇宙的火焰与熔炉 本部分深入探究宇宙中最宏伟、最壮观的物理现象：恒星的生命周期。我们将描绘气体与尘埃云如何在引力的魔力下坍缩成原恒星，并点燃内部的核聚变火焰。详细解析恒星演化的不同路径：从质量适中的太阳型恒星如何经历红巨星阶段，最终回归为宁静的白矮星，留下行星状星云的绚烂残骸；到那些质量庞大的巨星，它们如何以超新星爆发的史诗级终结，将构成生命的基本元素——碳、氧、铁——播撒到宇宙深处。 我们将剖析中子星的极端密度和脉冲星的精准计时能力，以及黑洞——时空本身的终极陷阱——的形成机制及其对周围物质的扭曲效应。书中将用生动的比喻解释广义相对论的核心概念，使读者能够直观理解光线如何绕过黑洞边缘，以及引力波如何成为我们聆听宇宙深处剧烈事件的“新耳朵”。这些恒星的生与死，是理解我们自身存在的基石。 第二部：星系的交响乐与暗物质之谜 本书将视角从单个恒星扩展到宏观的宇宙结构。我们将探索星系的分类与形成：从我们熟悉的旋涡状银河系到椭圆星系，以及那些形状不规则的“不羁者”。详细解析星系团和超星系团的巨大结构，以及它们如何通过引力相互连接，构筑起宇宙中宏大的“宇宙网”。 然而，观测到的物质——恒星、气体和尘埃——只占宇宙总质量的极小一部分。本部分将聚焦于宇宙中最令人困惑的谜团之一：暗物质。我们将系统梳理支持暗物质存在的观测证据，包括星系旋转曲线异常、引力透镜效应的增强，以及宇宙微波背景辐射的各向异性。本书将回顾全球范围内对WIMPs、轴子等理论候选粒子的搜索进展，描述地下实验室如何试图捕获这些“幽灵”物质，揭示宇宙95%的质量构成，是我们理解宇宙动力学的关键所在。 第三部：时间的箭头与空间的结构——宇宙学的最新前沿 进入宇宙学的核心领域，我们将探讨爱因斯坦的宇宙学原理及其对膨胀宇宙的预言。本书将详细阐述哈勃的发现，即星系正在彼此远离，并追溯到宇宙的开端——大爆炸的“第一秒”。我们不会停留于理论公式，而是着重于如何通过观测来构建和验证宇宙模型。 重点章节将献给宇宙微波背景辐射（CMB）。我们将解释CMB如何如同婴儿宇宙的快照，记录下早期物质密度波动的微小涟漪，这些涟漪正是后来所有结构形成的基础。随后，我们将探讨更加令人震惊的发现——宇宙的加速膨胀，并引入“暗能量”这一神秘驱动力。本书将分析不同暗能量模型（如宇宙学常数或动态场）的优劣，探讨它们如何决定宇宙的最终命运：是永恒膨胀、大撕裂，还是最终回归热寂？ 第四部：生命的化学：从无机物到自我复制 宇宙的物理定律不仅塑造了星系，也为生命的诞生提供了舞台。本部分将探讨天体生物学与化学起源的交叉领域。我们将审视极端环境下的生命形态（如深海热泉、南极冰层下的微生物），推断生命在地球早期极端环境下的适应性。 我们将系统梳理地球化学演化过程中，非生命分子如何通过聚合作用形成更复杂的有机物，并着重讨论RNA世界假说以及遗传物质（DNA/RNA）如何从简单的化学反应中涌现出自我复制的能力。书中将讨论地球上关键元素的宇宙来源——碳、氮、氧，以及它们在恒星内部核合成过程中对生命必需品的贡献，强调了地球生命与宇宙演化之间不可分割的联系。 第五部：地外世界的探寻与未来展望 人类对地外生命的探索从未停止。《星辰之歌》将全面回顾SETI（搜寻地外文明计划）的努力，从射电望远镜的监听到激光信号的扫描。我们将分析系外行星发现的“黄金时代”，重点介绍开普勒和TESS任务，以及对宜居带内类地行星的特征分析。 本书将详细讨论“费米悖论”——如果宇宙如此广阔且古老，为什么我们至今没有明确的证据？本书将探讨一系列可能的解释，从“大过滤器”理论到“动物园假说”，激发读者对人类在宇宙中地位的深刻反思。 最后，本书展望了人类的未来——我们如何利用对物理学的理解来应对气候变化、开发清洁能源，以及最终实现星际旅行的梦想。从基础粒子到最宏大的宇宙结构，《星辰之歌》旨在提供一个完整、连贯的叙事，描绘我们所居住的这个令人惊叹的、由纯粹物理定律编织而成的宇宙图景。它是一份献给所有对未知世界抱有无限热忱的探索者的指南。

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如果要用一个词来形容这本书给我留下的整体印象，那就是“宏大而又细腻的张力”。作者在讨论引力波的探测时，那种对细节的执着令人咋舌，他几乎是手把手地带你进入实验室，感受激光干涉仪中那些微不足道的振动如何被放大成宇宙尺度的信息。然而，在描述完这些极度精确的工程壮举之后，笔锋一转，又立刻将视野拉回到宇宙大爆炸的瞬间，那种尺度上的巨大落差，带给读者的冲击力是无与伦比的。它没有回避物理学的那些前沿难题，比如暗物质和暗能量的困境，而是以一种近乎坦率的姿态，呈现了我们当前认知边界之外的“未知领域”。这本书的精妙之处在于，它既赞颂了人类迄今为止取得的辉煌成就，同时也清晰地标示出我们脚下的沙滩，哪里是坚实的理论基石，哪里还是一片充满谜团的海洋，这让读者在获得知识的同时，也对未来充满了敬畏和期待。

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这本书的结构处理，简直是一场对传统学术写作的反叛。它没有采用那种章节分明的教科书式结构，反而是通过一系列看似松散但实则紧密关联的“思想碎片”编织而成。我读到某些关于热力学第二定律的论述时，作者突然插入了一段关于古代炼金术士试图“永动机”的失败尝试的记载，这种跨越千年的对话，让物理学的进步显得不再是孤立的科学发现，而是一部充满人性、错误与坚持的宏大叙事。书中对于实验误差和理论局限性的坦诚，尤其打动我。它没有把科学描绘成一套无懈可击的真理系统，而是展示了科学家们如何在不确定性和观测噪音中艰难前行，寻找最接近真相的那一丝光亮。这种谦逊的态度，让这本书拥有了一种罕见的人文温度，使得那些冰冷的概念都染上了一层对人类智慧的敬意。

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我得承认，这本书的阅读体验相当“颠簸”，并非贬义，而是指它的思维跳跃性和广度令人惊叹。它常常在一个章节里，从宏观的宇宙膨胀模型，瞬间切换到微观粒子对撞实验的细节描述，中间的过渡衔接却出乎意料地自然，仿佛作者在用一种超脱于线性时间的视角来组织材料。尤其让我印象深刻的是对“时空弯曲”概念的解析部分，作者没有采用常见的几何比喻，而是用了一种近乎诗意的语言描述了引力如何成为一种“邀请”，邀请物质以最优美的弧线路径运动。这种叙事方式，极大地激发了我的想象力，让我开始用一种更富画面感的方式去理解那些复杂的场方程。但话说回来，对于那些期待精确计算步骤的读者来说，这本书可能会显得“过于哲学化”了，它更侧重于“为什么是这样”的意义追问，而非“如何计算出这个值”的操作指南。它要求读者不仅要用理性去思考，更要调动起自己的直觉和艺术感知力去接纳这些观念。

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我必须指出，这本书的行文节奏是极具挑衅性的。它要求读者保持极高的专注度，因为它很少重复论点，而且习惯于在脚注或者不显眼的段落中埋下关键的洞察。举个例子，关于量子纠缠的讨论，核心观点可能仅仅用了一句话带过，但这一句话却需要你回溯前面至少三章的内容才能完全消化其深意。我感觉作者是在“测试”读者的理解力，仿佛他坚信真正理解这些概念的人，是能够捕捉到那些潜藏在文字深处的“微弱信号”的。对我个人而言，这种挑战是令人振奋的，每一次成功地将看似不相关的两个概念联系起来时，都会带来一种巨大的“啊哈！”时刻。它迫使我不再是被动地接受信息，而是主动地去构建知识网络。这本书更像是引导你成为一个积极的探索者，而不是一个信息的接收器。

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这部作品，坦白来说，让我经历了一场精神上的迷宫探险。它没有给我那种教科书式的、冰冷的数据罗列，反而像是一位饱经风霜的智者，用散文化的笔触，缓缓揭示着宇宙的深层韵律。我记得最清晰的是作者对“熵增”的阐述，他没有直接抛出那个公式，而是通过描绘一个完美对称的雪花如何不可避免地融化成一滩无序的水滴，将这个宏大的物理概念拉到了我们日常可感的层面。那种无力感和宿命感，透过文字渗透进来，让人不禁思考我们自身存在的微小与必然的消散。书中的历史脉络梳理得极其巧妙，它不是从牛顿跳到爱因斯坦的简单时间线，而是通过不同科学家的“顿悟时刻”来串联，比如描述普朗克是如何在绝望中被迫接受量子化的那一刹那，文字的张力几乎让我能听到他内心深处的挣扎与突破。这本书的价值，在于它成功地将那些抽象到令人望而生畏的理论，打磨成了可以触摸、可以感受的故事，它更像是一部关于人类求知欲的史诗，而非单纯的科学指南。

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