Roller Coaster Science pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Wiese, Jim

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:22.95

装帧:

isbn号码:9781435280717

丛书系列:

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• 物理
• 科学
• 过山车
• 工程
• 实验
• STEM
• 青少年
• 趣味科学
• 机械
• 动力学

深入宇宙的奥秘：探索未知的星辰与文明 一部关于宇宙学、天体物理学以及搜寻地外生命的宏伟史诗 本书并非专注于地球上刺激的机械装置，而是将读者的视野无限拓展，投向浩瀚无垠的宇宙深处。我们邀请您踏上一场超越想象的旅程，从宇宙的起源之初，穿越数十亿年的时空，探寻恒星的生灭，星系的演化，以及宇宙最终的命运。 第一部分：创世之初与宇宙的结构 章节一：大爆炸的余晖——宇宙的黎明 我们从宇宙学的基石开始，详尽剖析目前最被广泛接受的宇宙起源模型——大爆炸理论。本章将深入探讨早期宇宙的极端环境，从普朗克时期到暴胀时代的奇点爆发，能量如何转化为物质。我们将考察宇宙微波背景辐射（CMB）的性质，解析它如何成为我们“回望”宇宙婴儿时期的最直接证据，并探讨温度波动在宇宙结构形成中所扮演的关键角色。这不是关于重力和速度的简单描述，而是对时间、空间和能量之间深刻关联的哲学与科学探讨。 章节二：黑暗的统治——暗物质与暗能量的谜团 现代天体物理学的两大核心难题——暗物质与暗能量，占据了本书的关键篇幅。我们将梳理发现暗物质的间接证据，从旋转星系的异常速度到引力透镜效应的观测。本书将系统地回顾当前主流的暗物质粒子候选模型（如WIMPs和轴子），并介绍正在进行中的直接探测实验的挑战与进展。随后，我们将转向神秘的暗能量。探讨宇宙加速膨胀的发现历程，分析爱因斯坦的宇宙学常数与更具动态性的“第五元素”（Quintessence）模型之间的差异，以及它们如何塑造了宇宙的整体几何和未来走向。 章节三：宇宙的骨架——星系与大尺度结构的形成 宇宙并非均匀分布的，而是由星系团、超星系团和巨大的空洞构成的复杂网络。本章详细阐述了物质如何从早期的量子涨落，在引力的作用下凝聚成我们今天所见的宇宙“骨架”。我们将研究星系形成的层次模型，从矮星系到螺旋星系和椭圆星系，解析星系合并、恒星形成率（SFR）的演变，以及星系中心超大质量黑洞（SMBH）在宿主星系演化中的双向反馈机制。 第二部分：恒星的生命周期与极端天体 章节四：恒星工厂——从分子云到主序星 恒星是宇宙中真正的“炼金术士”。本章追溯恒星从寒冷、致密的分子云中坍缩的详细物理过程。我们将研究原恒星阶段的能量产生机制，并精确描述主序星阶段的核聚变反应（质子-质子链与CNO循环），解释恒星质量如何决定其光度、颜色和寿命的根本差异。 章节五：恒星的终结——白矮星、中子星与超新星爆发 当恒星耗尽燃料时，它们将以壮观或宁静的方式结束生命。本章详细分析了不同质量恒星的死亡路径。我们将深入探讨简并压力如何支撑白矮星，并解析中子星——宇宙中最致密的天体之一——的内部结构和脉冲星现象。最为引人注目的是，本书将详细分析II型和Ia型超新星的物理机制，阐明它们作为宇宙中重元素（如铁、金、铀）的最终熔炉的重要性，以及Ia型超新星如何成为测量宇宙距离的标准烛光。 章节六：时空尽头的守望者——黑洞物理学 黑洞是广义相对论最极端的预测。本章将彻底解析史瓦西半径、事件视界的概念。我们将区分非旋转、旋转（克尔）黑洞的性质，并讨论吸积盘的物理过程，以及如何通过X射线辐射和引力波来探测它们。特别地，本书将侧重于引力波天文学的最新进展，分析LIGO/Virgo探测到的双黑洞并合事件，这些事件提供了检验强引力场下物理定律的独特窗口。 第三部分：太阳系的边界与生命的可能性 章节七：行星的形成与多样性 我们跳出银河系的视角，聚焦于我们自身的太阳系，并将其置于系外行星研究的宏大背景下进行比较。本章阐述了星子和行星胚胎在原行星盘中的吸积过程。随后，我们将分类讨论太阳系内部的岩石行星与外部的气态巨行星。在此基础上，本书将介绍开普勒、TESS等任务发现的数千颗系外行星，从“超级地球”到“热木星”，探讨它们的多样性如何挑战我们原有的行星形成理论。 章节八：宜居带的边界与生命的化学 本书的最后部分转向一个深刻的哲学问题：我们在宇宙中是孤独的吗？我们将定义“宜居带”的概念，并指出它远比我们想象的复杂，它不仅依赖于液态水的存在，还受大气成分、地质活动甚至宿主星的稳定性所制约。我们将审视地球生命起源的必要化学条件，探讨系外行星大气光谱分析（如詹姆斯·韦伯望远镜的数据）如何寻找生物印记（Biosignatures）。本书不会提供确定的答案，而是以严谨的科学框架，引导读者思考生命存在的普适性与独特性。 结论：宇宙学的未来展望 我们总结了当前天文学面临的重大挑战——从绘制暗能量的精确演化图谱，到解决黑洞信息悖论，再到下一次重大地外生命发现的预期。本书旨在激发读者对未知世界的敬畏之心，并认识到人类对宇宙的探索才刚刚拉开序幕。 本书特点： 深度解析： 避开浅尝辄止的科普，提供扎实的理论基础和最新的实验数据。 跨学科视野： 融合了广义相对论、量子场论、核物理和化学演化等多个领域知识。 前沿追踪： 覆盖了引力波天文学、系外行星探测等二十一世纪天体物理学的热点领域。 这是一部献给所有对星空怀有终极好奇心的人士的权威指南。

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我对这本书的结构安排感到非常欣赏，它有一种非常流畅的叙事感。它没有按照标准的“力学”、“热力学”那种老套的章节划分，而是从一个宏大的历史视角切入，讲述了过山车从最初的冰雪滑梯到现代高科技游乐设施的演变历程。这种时间线的推进，使得科学概念的引入变得非常自然。例如，在讨论到第一批现代木质过山车时，作者顺带解释了木材的结构特性如何影响轨道的设计寿命和乘坐的“震动感”，这比单纯讲解“结构应力”要直观得多。到了中后期，随着技术的进步，书中开始深入探讨计算机模拟在设计新轨道时的作用，包括流体力学对气流影响的初步探讨。这种循序渐进，从历史到未来，从宏观到微观的布局，让即便是科学背景薄弱的读者，也能轻松跟上节奏，并且从中获得满足感。

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阅读体验上，我必须提到作者的写作语气——它非常具有亲和力，但同时保持着绝对的专业性。我特别喜欢他使用类比的方式来解释复杂的物理现象。比如，他将气穴现象（Cavitation）的原理，用潜水艇螺旋桨附近的压力变化来类比，一下子就让抽象的流体动力学概念变得具象化了。此外，书中对“乘坐舒适性”与“惊险程度”之间微妙平衡的探讨，非常富有洞察力。作者剖析了不同类型的过山车（例如，B&M的平稳钢结构与Intamin的极速发射系统）在设计哲学上的差异。这本书成功地做到了“科普不降智商，娱乐不失深度”，它既能满足一个带着好奇心走进游乐园的普通人，也能让一个略懂工程学的爱好者找到新的知识点。读完之后，再去坐任何过山车，我都会带着一种全新的、更具敬意的眼光去看待它。

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这本书的深度远远超出了我最初对一个“主题科普读物”的期望。我原以为它会停留在解释“为什么我们会感到害怕”的心理学层面，或者仅仅是介绍几个著名过山车的简介。但它真正做到了对“工程实现”的详尽拆解。书中关于轨道几何学的讨论，简直是精妙绝伦。作者对于“G值”的控制，尤其是如何精确地在负G力（失重感）和正G力（被压在座位上的感觉）之间切换，并且确保乘客处于安全阈值内，这部分内容读起来非常引人入胜。我特别关注了书中关于磁轨发射系统（如特斯拉线圈技术在过山车上的应用）的介绍，那部分描述充满了前沿科技的魅力，让我意识到，这个看似古老的娱乐项目，其实一直在科技的最前沿不断迭代。可以说，这本书成功地架起了一座连接“游乐园刺激”与“尖端工程学”之间的桥梁。

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坦白讲，我不是一个特别喜欢“硬核”科学的读者，尤其是那些涉及到大量数学推导的材料，我通常会望而却步。然而，这本《过山车科学》成功地让我沉浸其中，因为它更多地像是一部关于“工程美学”和“人类工程奇迹”的传记。它没有强迫你去解题，而是邀请你一起去思考：那些建造在世界各地，横跨数百英尺高空的钢铁巨兽，究竟是如何克服地心引力，安全地承载着数以万计的乘客，日复一日地运行的？书中对材料科学的介绍，尤其是对钢材和混凝土在承受极端拉伸和压缩力时的表现的描述，简直是教科书级别的精彩。我特别喜欢其中关于安全冗余系统的章节，它让我深刻理解到，每一次成功的刺激背后，是无数次对失败的预防和对极限的谨慎测试。这不仅仅是一本讲物理的书，它更是一部赞美人类智慧和勇气的史诗。

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这本关于过山车的书，真的把我带上了一条惊险刺激的轨道！我原本以为它会是那种枯燥的物理教科书式的讲解，充斥着一堆我看不懂的公式和图表，但事实完全出乎我的意料。作者用一种极其生动有趣的方式，把看似复杂的科学原理，比如向心力、重力和摩擦力，通过一个个我们熟悉的过山车轨道设计细节展现出来。读着读着，我就仿佛自己正坐在过山车的最前排，耳边是呼啸的风声，心脏随着每一次俯冲和爬升而剧烈跳动。最让我印象深刻的是书中对“零重力”瞬间的剖析，作者没有直接扔给我一个物理定义，而是通过对轨道坡度和速度的精确控制，解释了那种身体似乎要飞起来的感觉，是如何被巧妙地计算和设计出来的。我甚至开始反思，以前那些让我尖叫连连的瞬间，背后竟然蕴含着这么多精密的科学逻辑。这本书的图文并茂做得极佳，那些剖面图和历史照片，让整个阅读体验充满了探索的乐趣，远超我最初的预期。

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