Anatomy & Physiology, the Unity of Form and Function pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Homan, Jacqueline A./ Saladin, Kenneth S.

出品人:

页数:0

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价格:477.00 元

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isbn号码:9780073211688

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探寻宇宙的编年史：从微观粒子到宏大结构 一部跨越时空的深度探索 本书并非一部解剖学或生理学的教科书，它聚焦于一个更为宏大且引人入胜的主题：宇宙的演化历程及其内在的结构规律。我们摒弃了对生物体内部运作机制的细致描摹，转而将目光投向构成我们所见万物的基础——物质、能量以及支配它们行为的物理法则。 本书旨在提供一个连贯且深入的视角，追踪时间之河的源头，描绘从奇点爆炸至今，宇宙如何一步步构建起我们所能观测到的复杂体系。我们将深入探讨物理学、化学、天文学以及地质学的核心概念，构建一个知识的生态系统，使读者能够理解从最小的量子涨落到最大尺度的星系团的演化逻辑。 第一部分：原始的熔炉——宇宙的诞生与早期演化 本部分将带领读者回到时间的原点，探索宇宙学中最具挑战性也最引人入胜的领域。我们不会关注细胞膜的通透性，而是研究时空本身的起源和性质。 1.1 奇点的回响：大爆炸的证据与模型 我们将详尽考察支持大爆炸理论的基石：宇宙微波背景辐射（CMB）的性质、星系红移的规律以及轻元素（氢和氦）的丰度。深入分析标准宇宙学模型（Lambda-CDM），探讨暗物质和暗能量在当前宇宙结构形成中的决定性作用。读者将了解暴胀理论如何解决了视界问题和磁单极子问题，并对早期宇宙的高能物理状态形成直观的理解。我们不会讨论生物体的能量代谢，而是聚焦于宇宙尺度的能量平衡。 1.2 量子的幽灵与基本作用力 在宇宙诞生后的极短瞬间，物理法则开始显现。本章将深入解析四种基本作用力——强核力、弱核力、电磁力和引力——的统一性探索历程。我们将简要回顾标准模型（Standard Model），但重点将放在对弦理论、圈量子引力等前沿理论的哲学和数学框架的介绍，探讨它们试图解决的矛盾，例如量子力学与广义相对论的兼容性问题。这些是支配粒子间相互作用的根本规则，远超任何生物体内部的分子间作用力范畴。 1.3 恒星的炼金术：元素的起源 宇宙从一片均匀的等离子体如何过渡到能够形成复杂原子的阶段？本章详述了核合成的过程。从早期宇宙中仅有的氢和氦，到第一代恒星核心的“死亡燃烧”，我们将详细剖析主序星、红巨星的演化路径，以及超新星爆发（Ia型与II型）如何将更重的元素（如碳、氧、硅乃至铁）播撒到太空中。这里的“功能”并非指器官的作用，而是指这些元素在宇宙物质循环中的角色。 第二部分：结构的涌现——从星云到行星系统的构建 当基本元素形成后，引力开始扮演塑造者的角色。本部分考察这些物质如何在引力的主导下组织成宏大的结构。 2.1 星系的编织：引力的巨手 我们将追踪星系团、超星系团的形成过程。介绍暗物质晕（Dark Matter Haloes）在星系形成中的核心作用，以及星系合并、螺旋臂的结构形成机制。读者将学习如何通过引力透镜效应来“称量”那些不可见的质量。本章侧重于结构力学而非生物体的生长发育。 2.2 尘埃的汇聚：太阳系的诞生 本章聚焦于我们自身的家园——太阳系的形成。通过对星云假说的详细阐述，我们追踪了旋转的分子云如何坍缩，原恒星的形成，以及在围绕恒星的原行星盘中，微小的尘埃颗粒如何通过吸积（Accretion）过程，逐渐成长为行星胚胎。我们将对比岩石行星（如地球、火星）和气态巨行星（如木星、土星）形成条件的差异，解释行星磁场产生的机制（通过核心的对流和发电机效应），这些是行星的“保护系统”，而非生物体的免疫系统。 2.3 地球的早期剧变：板块构造的启动 一旦行星形成，其内部的热力学和地质活动便主导了其后续的演化。本章详细探讨了地球分异过程（地核、地幔、地壳的形成），以及板块构造这一行星尺度的热力学驱动机制。我们将分析地幔对流如何驱动大陆漂移，火山活动如何释放内部气体，塑造了早期的大气层。这些地质活动是塑造我们星球环境的根本力量，其复杂性远超任何生物体内新陈代谢的单一循环。 第三部分：复杂性的挑战——化学、信息与生命起源的物理基础 虽然本书不涉及生命科学，但我们必须探讨非生命物质如何孕育出复杂的信息存储和催化系统。本部分将严谨地考察从无机物到有机前体的化学转变。 3.1 无机到有机：生命起源前的化学反应 我们将回顾米勒-尤里实验的现代诠释，并拓展到对深海热液喷口、彗星/陨石中发现的氨基酸和核碱基的分析。重点在于探索在极端能量输入下，简单的无机分子如何通过聚合反应形成更复杂的有机聚合物，如肽和核苷酸。我们关注的是化学反应的概率和热力学驱动力，而非酶的催化效率。 3.2 信息的编码与复制的物理学 在真正的生命出现之前，需要某种可复制的信息载体。本章将讨论“RNA世界”假说背后的化学逻辑，探索核酸链在早期地球环境中形成、稳定和自我复制的物理化学条件。我们探讨的是信息在物质中体现的基本法则，而非遗传密码的生物学意义。 3.3 熵与耗散结构：系统走向秩序的悖论 最后，本部分将引入物理学中关于耗散结构（Dissipative Structures）的概念。在远离热力学平衡的开放系统中，能量的持续输入（例如太阳能或地热能）如何驱动系统自发地形成越来越有序的结构，以更有效地耗散能量。我们将考察这种自组织现象在化学反应网络中的体现，这为理解宏大结构（如星系、行星地质活动）和微小系统（如化学振荡反应）的相似演化路径提供了统一的物理学视角。 本书是一次关于物质、能量和结构的史诗之旅，它探索的是宇宙的宏伟蓝图，而非其中一隅的微小生命现象。我们旨在揭示支配一切现象的根本规律，从最小的夸克到最大的宇宙网，理解它们如何协同作用，共同构筑了我们所处的实在。

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