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页数:372

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出版时间:2010-6

价格:36.00元

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isbn号码:9787302223016

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浩瀚星河的导航手册：宇宙探索与未来文明 导言：超越地平线，触摸未知的边界 自古以来，人类对头顶那片深邃的夜空充满了无尽的好奇与敬畏。从最初的观星者到如今的深空探测器，我们从未停止过追问：宇宙的边界在哪里？生命是否孤单？我们从何处来，又将去往何方？《浩瀚星河的导航手册：宇宙探索与未来文明》并非一本艰深的物理学教科书，它是一部引人入胜的宏大叙事，带领读者穿越时空，探访那些驱动人类文明前行的宏伟梦想与冰冷现实。 本书的重点，在于系统梳理和深入剖析人类自二十世纪中叶开始的太空探索历程、当前面临的技术瓶颈、对地外生命的哲学思辨，以及基于现有科学认知所构建的未来人类生存图景。它将星辰的浪漫与工程的严谨完美结合，为每一位渴望理解我们自身在宇宙中位置的读者，提供了一份详尽的、充满洞察力的导览。 --- 第一部分：黄金时代的遗产与挑战 本部分追溯了人类太空探索的起点——冷战时期的“太空竞赛”。我们详细描绘了阿波罗计划的辉煌与代价，不仅仅关注火箭的推力与登月舱的设计，更深入探讨了这项史诗级工程背后所需要的组织管理、政治决策以及跨学科合作的复杂性。 章节精选： 1. 从拜科努尔到卡纳维拉尔：两种意识形态下的星际角力。 重点分析美苏在航天技术路线上的差异，以及这些差异如何塑造了早期的空间站设计和载人航天哲学。 2. ‘地平线效应’的阴影：阿波罗计划的技术溢出与可持续性危机。 探讨登月后的“太空疲劳”现象，以及如何从早期任务的经验教训中，吸取教训，避免重蹈资金链断裂的覆辙。 3. 国际空间站（ISS）：人类在轨道上的第一个永久社区。 细致解析ISS的模块化组装过程、在微重力环境下进行的生物学、材料学实验，以及它作为地缘政治缓冲区的独特角色。 技术瓶颈的剖析： 尽管成就斐然，本书坦诚地指出了当前人类深空飞行的主要障碍。我们详细探讨了化学火箭的效率极限，并引入了关于核热推进（NTP）和等离子体推进（VASIMR）等下一代推进系统的原理与工程可行性分析，评估它们对火星往返时间缩短的实际贡献。 --- 第二部分：行星际的定居与生存哲学 将目光投向太阳系内的邻居，本书摒弃了科幻小说中的浪漫化描述，转而采用严谨的行星科学和生命支持系统工程视角，探讨人类如何真正地在另一个星球上“扎根”。 火星定居点的构建蓝图： 火星，作为近期目标，占据了本部分的核心篇幅。我们不再仅仅讨论载人登陆，而是深入研究“就地资源利用”（ISRU）的关键技术。 1. 大气、水冰与辐射防护： 如何利用火星稀薄的二氧化碳大气制造甲烷燃料和氧气？如何从地下或极冠提取水冰？最关键的是，如何设计能够抵御高能宇宙射线和太阳粒子爆发的栖息地结构（例如，使用玄武岩纤维或当地风化层建造的地下或半地下掩体）。 2. 生物圈的微型化与闭环生态系统： 探讨“生物再生生命支持系统”（BLSS）的必要性。书中详细分析了如密闭式藻类反应器、气培与水培系统的耦合，目标是建立一个尽可能减少地球补给依赖的“小地球”模型。 3. 火星社会学： 探索早期定居点可能面临的伦理困境、法律空白以及社会治理模式的雏形。当地球的指挥链变得遥远且延迟时，殖民地将如何自我组织和决策？ 探索太阳系外缘：木卫二与土卫六的冰下海洋。 本部分引入了对系外卫星的深度勘探计划。我们评估了“冰下钻探”技术（如Cryobot）的难度，并着重讨论了在这些极端环境下，生命形式可能存在的化学基础和能源获取途径。 --- 第三部分：搜寻地外文明与宇宙的尺度 本书的第三部分将视角拉伸至更宏大的尺度，讨论我们如何在全球尺度上感知自身在宇宙中的孤独感，以及搜寻地外文明（SETI）的最新进展。 1. 费米悖论的新视角： 批判性地回顾了“大过滤器”理论，并引入了新的解释框架，如“自我毁灭模型”、“稀有地球假说”的修正版，以及“技术陷阱论”。 2. 詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）与系外行星大气特征： 详细解读JWST如何通过透射光谱法分析遥远行星的大气成分，以及发现“生物标记物”（如氧气、甲烷的非平衡共存）意味着什么。本书强调，确认生命存在的标准必须是科学界共识的、排除所有地质和化学过程的可能性之后才能得出。 3. 跨越光速的障碍与理论物理的边缘： 本章并未探讨成熟的曲速驱动，而是审视了目前对爱因斯坦相对论的理解，以及对“虫洞”或“负能量”等理论概念的数学建模和工程化预测的巨大鸿沟。它强调了对基础物理学突破的依赖性，而不是工程的线性进步。 --- 第四部分：面向未来的宏大愿景 最后一部分展望了遥远的未来——人类文明可能面临的终极选择，以及对“智慧”的重新定义。 1. 星际旅行的漫长等待： 对“世代飞船”和“休眠技术”进行了工程伦理和生物生理学的双重考量。世代飞船上社会结构的演变、基因漂变和文化断裂的风险，比单次任务的工程难度更难以预测。 2. 数字化永生与上传意识的边界： 当生物体的局限性成为探索的最终障碍时，意识上传是否是人类延续的必然路径？本书从信息论和计算复杂度的角度，分析了当前神经科学研究的极限，以及“模拟现实”的哲学困境。 3. 宇宙的终极命运与人类的责任： 结合热力学第二定律，探讨宇宙的“大冻结”或“大撕裂”等终极结局。在不可避免的熵增面前，人类文明的价值和意义何在？本书最终落脚于：探索本身就是对宇宙有限性的反抗，是赋予短暂存在以永恒意义的方式。 结语：仰望星空，脚踏实地。 《浩瀚星河的导航手册》是一份对人类求知欲的致敬。它指导读者如何系统地理解科学发现、工程挑战与哲学思考之间的复杂交织，为下一代太空探险家、工程师和思考者，描绘出一条清晰、务实且充满启发的星际航线。它提醒我们，最伟大的旅程，永远始于对已知世界的深刻理解。

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