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出版者:同济大学出版社

作者:

出品人:

页数:413

译者:

出版时间:1995-04

价格:7.80

装帧:平装

isbn号码:9787560815091

丛书系列:

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• 高等数学
• 代数
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• 数学分析
• 线性代数
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• 数学
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探索未知宇宙：星际航行与宇宙生命 图书简介 本书并非聚焦于地球上的数学理论，而是将读者的视野投向浩瀚无垠的星际空间，深入探讨人类文明在宇宙尺度下面临的终极挑战与无限可能。我们将在本书中告别代数方程的严谨推导，转而追寻光年之外的信号，探究超越我们现有物理认知的宇宙现象。 第一部分：超光速的边界与时空畸变 本书的第一部分将我们带入理论物理的前沿阵地，关注那些可能颠覆我们对时间与空间认知的概念。我们详细剖析了曲速驱动（Warp Drive）的理论基础，不仅仅是基于经典物理学的设想，而是探讨了如何在量子引力框架下，利用负能量密度或奇异物质来构造可行的空间扭曲场。 我们将深入研究由米格尔·阿库别瑞提出的数学模型，并分析其在能量需求上的天文数字。随后，我们将转向更具前瞻性的“虫洞理论”。通过对爱因斯坦场方程的精细解析，我们揭示了稳定、可穿越虫洞的先决条件——“异物质”（Exotic Matter）的性质、其量子场论下的表现，以及是否存在自然界中可以捕获和利用这些物质的机制。这不仅仅是理论上的推演，而是对未来工程学极限的挑战。我们甚至会模拟穿越虫洞时，航行者可能经历的时空视界效应、潮汐力分布，以及信息如何在时空拓扑结构中被重塑。 第二部分：恒星际旅行的生态学与生理学 星际航行并非简单的技术问题，它涉及到生命体在极端环境下的生存极限。本书的第二部分聚焦于“活体引擎”——人类自身。 我们详细考察了长期深空辐射对生物体DNA的损伤机制，并对比了不同类型的屏蔽技术，从传统的物质屏蔽到更先进的等离子体或磁场屏蔽系统。书中特别辟出一章，专门探讨“人工冬眠”（Suspended Animation）的生物化学基础。我们分析了低温对神经元细胞代谢的抑制效果，探讨了维持长期低温下细胞内稳态的复杂技术，以及解冻过程中可能出现的“复苏综合征”。这部分内容涉及大量的生物物理学和神经药理学知识，旨在描绘出将人类送往数百年旅程的生理蓝图。 此外，本书还探讨了“代际飞船”（Generation Ships）所面临的社会学困境。一个封闭生态系统如何自我维持数代人的时间？食物链的稳定性、遗传多样性的维持，以及社会结构在数百年孤立环境下的演变，这些问题比火箭的燃料效率更为复杂和紧迫。我们将引入生态系统动力学模型，模拟飞船内部生物圈的承载能力和抵抗突发环境波动的弹性。 第三部分：系外行星的生命探测与文明等级 本书的第三部分将探索我们在宇宙中寻找同类的努力。我们不再满足于开普勒望远镜发现的“宜居带”行星，而是深入到生命存在的更深层次的物理化学条件。 我们详细论述了“生物特征信号”（Biosignatures）的搜寻策略。从大气中氧气、甲烷的非平衡态组合，到更微妙的“技术特征信号”（Technosignatures），如大型工程结构反射的特定波段光线，或系外行星轨道上的人造物体的热辐射。我们对新一代詹姆斯·韦伯太空望远镜及其未来继承者的观测能力进行了深入分析，并模拟了它们探测到“非地球化”生命迹象的可能性。 随后，我们将引出著名的“卡尔达肖夫指数”的现代修正版。传统的I、II、III型文明分类过于简化，我们引入了对信息处理能力、负熵利用效率以及维度操控能力的考量，试图建立一个更精细的宇宙文明演化阶梯。书中通过对比不同物理模型下，一个假设的III型文明可能利用其宿主星系能量的效率，来推测其技术的外在表现形式。 第四部分：跨维度通信与信息熵 本书的最后部分聚焦于宇宙尺度的信息传递难题。在星际距离上，电磁波的延迟是不可逾越的障碍。因此，我们必须考虑利用量子纠缠进行超距通信的可能性。 我们详尽阐述了量子纠缠的非定域性（Non-locality）原理，并清晰地界定了为什么标准纠缠通信无法实现超光速信息传递的“不可克隆定理”和“无通信定理”。然而，本书也探讨了理论物理学家们提出的“量子纠缠辅助的经典通信增强”方案，即如何利用纠缠对来降低信噪比，从而在有限带宽下实现更高效的远距离信息传输。 最后，本书以对“宇宙终极命运”的哲学思考收尾。当我们开始构建星际文明时，我们必须直面热力学第二定律的最终判决——“热寂”（Heat Death）。在信息论的框架下，探讨生命的存在是否仅仅是一种暂时的、局部的负熵聚集，以及这种努力在宇宙的宏大时间尺度上是否具有任何意义。本书引导读者跳出地球的数学框架，去理解宇宙的物理规律如何定义了我们存在的边界与目标。 本书内容涵盖了天体物理学、高级生物工程学、理论粒子物理学以及宇宙社会学，为有志于探索宇宙奥秘的读者提供了一幅宏大而严谨的图景。

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这部新近出版的《经典力学导论》简直是为我这种初涉物理殿堂的学子量身定做的。作者的叙述方式极其细腻，仿佛一位经验丰富的导师在你耳边循循善诱。书中对牛顿三大定律的阐释，绝非教科书上那种冷冰冰的公式堆砌，而是融入了大量的历史背景和直观的物理图像。尤其是在处理变质量系统和拉格朗日力学入门部分时，作者巧妙地运用了类比和实例，将那些抽象的变分原理变得触手可及。我记得在学习动量守恒的推导时，书上通过一个虚拟的工作量分析，清晰地展示了为什么沿特定方向的合力为零，这比单纯依赖矢量代数推导要来得深刻得多。更值得称道的是，习题设计极富层次感，从基础概念的巩固到复杂系统如陀螺仪进动的分析，步步递进，让人在解决问题的过程中，真正体会到理论的魅力与力量。读完前三章，我对物体运动的描述不再是停留在“速度是位移的变化率”的表层理解，而是开始真正从能量和作用量的角度去审视整个物理世界。这本书的排版和图示也做得非常出色，复杂的受力分析图清晰明了，大大减少了阅读障碍，对于需要扎实基础的读者来说，这是一本不可多得的良师益友。

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这本《应用拓扑学与计算机图形学》绝对是跨学科教材中的一股清流。我过去一直认为拓扑学是纯粹数学中最抽象、最脱离实际应用的一支，但这本书彻底颠覆了我的看法。作者高明之处在于，他没有从枯燥的点集拓扑开始，而是直接从计算机图形学中遇到的实际问题——比如如何判断一个点是否在一个多边形内部，或者如何进行三维模型的拓扑简化——入手，自然而然地引出了同胚、同伦等概念的直观意义。比如，书中解释“流形”时，不是用严格的数学定义，而是通过类比球体表面和甜甜圈表面的不同性质，说明了局部性质与整体性质的区别。在处理网格简化（Mesh Simplification）时，作者详尽地展示了如何利用边缘坍塌操作来保持物体的主要拓扑结构不变，这对于从事三维建模工作的人来说，是极其实用的知识。书中的算法实现部分代码清晰，配合恰到好处的图示，使得那些原本晦涩的拓扑不变量计算过程变得易于理解和实现。它成功地搭建了一座连接纯理论与工程实践的桥梁。

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我最近在研究材料科学的“热力学基础”时，意外接触到了这本《非平衡态统计力学：从涨落到耗散》。这本书的阅读体验是相当烧脑但又极具启发性的。与处理宏观平衡态的经典热力学不同，作者一开篇就直面了系统如何偏离平衡态的问题，这种处理方式非常符合现代物理学关注的焦点。书中对于布朗运动和涨落-耗散定理的推导尤为精彩。作者深入浅出地解释了爱因斯坦如何利用布朗运动来估算阿伏伽德罗常数的精妙过程，这本身就是一个关于统计思维的绝佳案例。随后，当引入Onsager倒易定理时，作者没有仅仅停留在数学形式的阐述上，而是细致地讨论了时间反演对称性在微观可逆性与宏观不可逆性之间的桥梁作用，这让我对熵增原理有了更深一层的理解，不再仅仅是“混乱度增加”的模糊概念。此外，书中对于介观系统（Mesoscopic Systems）的讨论，如隧穿效应与噪声的关联，也展示了该领域的前沿动态。阅读此书需要一定的基础，但一旦跟上作者的思路，你会发现对世界如何“演化”的理解会被极大地拓宽。

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作为一本名为《宇宙学：从哈勃到暗能量》的著作，它的阅读体验更像是一次穿越时空的史诗之旅。作者的文笔极其富有画面感，将那些冰冷的宇宙学参数和观测数据编织成了一幅宏大而又引人入胜的画卷。开篇对测量宇宙年龄的各种方法的梳理，比如钱德勒拜耳法和后来的宇宙微波背景辐射（CMB）测量，展现了科学认识的螺旋式上升过程。我特别喜欢作者对“视界问题”和“平坦性问题”的探讨，他没有直接给出暴胀理论的数学模型，而是通过生动的历史回顾，让读者充分理解为什么需要这样一个革命性的理论来修正标准大爆炸模型。书中对CMB的描述尤其精彩，将这块“宇宙婴儿期的快照”的温度涨落，解释成了早期宇宙物质密度微小差异的印记，这种描述极大地提升了读者对宇宙早期物理状态的直观认识。此外，书中对于暗物质和暗能量的最新进展介绍得非常及时和客观，没有过度渲染神秘感，而是严肃地探讨了它们对宇宙演化方程的影响，让人在惊叹宇宙之浩瀚的同时，也对人类求知的极限充满了敬畏。

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我最近翻阅了这本《量子场论基础》，坦白说，刚开始有些望而生畏，毕竟这是一个公认的硬骨头领域。然而，作者的叙述风格却出乎意料地富有洞察力，他似乎深谙读者在面对费曼图和正则量子化时会产生的困惑。书中并没有急于抛出复杂的数学工具，而是花了相当大的篇幅来铺垫狭义相对论与经典场论的结合，重点强调了洛伦兹协变性的重要性。对于狄拉克方程的引入，作者采用了先从自旋的实验现象反推的策略，而不是直接给出结论，这种“发现式”的教学方法极大地激发了我的求知欲。阅读过程中，我发现作者在处理算符对易关系和真空态定义时，其论证过程逻辑严密，每一步的动机都解释得非常到位，避免了那种“这是定义，你就接受它”的敷衍。特别是关于散射矩阵的引入章节，作者用相对通俗的语言解释了微扰论在计算概率振幅中的核心作用，虽然涉及矩阵运算，但核心思想的传达非常到位，让人感觉量子场论并非遥不可及的神话，而是建立在坚实数学基础上的物理理论。对于那些准备深入探索粒子物理的进阶学生，这本书绝对值得收藏。

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