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页数:131

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出版时间:2002-9

价格:50.00元

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isbn号码:9787810890267

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宏观物理学前沿：宇宙结构的演化与引力波的探寻 图书简介 本书深入探讨了现代物理学的核心议题——宏观宇宙的结构形成、时空本质的理解，以及通过引力波这一全新窗口对宇宙进行观测的最新进展。它并非聚焦于生命科学或微观粒子，而是将视野投向了亘古不变的星辰、星系团的浩瀚尺度，以及支配这一切的根本力量——广义相对论的精妙应用。 第一部分：时空几何与引力理论的基石 本部分首先奠定了理解现代宇宙学所需的数学和物理学基础。我们从爱因斯坦的广义相对论出发，详尽解析了度规张量在描述弯曲时空中的核心作用。不同于传统的牛顿引力观念，本书着重阐述了物质如何弯曲时空，以及时空如何反过来决定物质的运动轨迹。我们将详细剖析爱因斯坦场方程的数学结构，并探讨其在弱场极限下如何回归牛顿引力，确保理论的自洽性。 关键概念的深入讲解包括：黎曼几何在描述弯曲空间中的应用、测地线的物理意义（物体在时空中走的最“直”的路径）、以及如何理解奇点问题——黑洞的形成及其内部的物理学悖论。我们特别关注了静态球对称解（史瓦西度规）和旋转物体周围的场（克尔度规），这些是理解恒星演化末期和双星系统动力学的关键模型。 第二部分：宇宙的尺度与结构的形成 本章将读者的目光从单个星系提升到整个宇宙的宏大尺度。我们探讨了弗里曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克（FLRW）度规，这是描述均匀且各向同性膨胀宇宙的标准模型。核心内容包括： 1. 宇宙学的基本参数： 详细解析了哈勃常数（描述宇宙膨胀速率）、物质密度参数（$Omega_m$）和暗能量密度参数（$Omega_Lambda$）。理解这些参数如何决定宇宙的未来命运——是加速膨胀、匀速膨胀还是最终坍缩（大挤压）。 2. 早期宇宙的暴胀理论： 阐述了暴胀模型如何解决标准大爆炸模型中遗留的视界问题和平坦性问题。我们讨论了暴胀理论的动力学机制，以及它如何解释宇宙微波背景辐射（CMB）的温度涨落，这些涨落正是后来所有大尺度结构（星系、星系团）的“种子”。 3. 大尺度结构的形成与演化： 聚焦于物质在引力作用下如何从最初的均匀分布演化为我们今天观测到的纤维状、空洞状的网络结构。本书引入了冷暗物质（CDM）模型，并使用线性微扰理论来追踪密度涨落的增长历史。通过数值模拟的结果，读者可以直观地理解星系是如何在暗物质晕中“聚集”起来的。我们还将比较不同尺度的结构形成案例，如星系团的碰撞和星系群的动力学过程。 第三部分：广义相对论的动态预测——引力波的产生与探测 引力波，作为时空自身的涟漪，是广义相对论最强有力的预言之一。本部分是本书的重点，它集中于引力波天文学的最新突破。 1. 引力波的物理学： 详细推导了引力波的产生机制——只有加速的、非球对称的质量分布才会辐射能量。我们分析了双星系统（特别是双黑洞或双中子星并合）在螺旋合并过程中产生的引力波波形，从相吸、旋进到最终合并阶段的能量损失。 2. 波动的特性与极化： 阐述了引力波的“拉伸-压缩”效应（四极矩辐射），以及其只有横向极化（+型和x型）的特点。这与电磁波的纯横波性质形成鲜明对比，对理解时空的基本属性至关重要。 3. 地面与空间探测技术： 深入介绍激光干涉引力波天文台（LIGO）、Virgo和KAGRA等地面探测器的原理。我们剖析了如何通过极高精度的激光干涉系统来测量比原子核直径小百万分之一的时空形变。同时，本书也展望了未来空间引力波探测任务（如LISA）在高频段的潜力，特别是对超大质量黑洞并合的观测价值。 4. 多信使天文学的兴起： 重点分析了2017年GW170817事件（双中子星并合）的革命性意义。这一事件首次同时观测到了引力波信号和电磁对应体（伽马射线暴和千新星爆发）。我们讨论了这些观测如何帮助我们确定中子星并合是宇宙中重元素（如金、铂）的主要“炼金炉”，并为哈勃常数的独立测量提供了新的手段。 结论与展望 本书在结尾部分总结了当前宏观物理学面临的未解之谜：暗物质的本质、暗能量的驱动机制，以及量子引力理论的构建需求。通过回顾我们对引力波的成功捕获，本书强调了通过“聆听”宇宙的震动，我们正在以一种前所未有的方式，揭示时空深层的奥秘，并可能最终将爱因斯坦的几何世界与量子力学的微观描述统一起来。本书旨在为对宇宙学、天体物理学和基础物理学感兴趣的读者提供一个全面、深入且前沿的视角。

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我真的非常佩服作者在组织和梳理动物学这个庞大知识体系时的功力。这本书的结构设计非常人性化，它并不是简单地罗列各种动物的特征，而是将它们置于一个更广阔的生态和演化背景下进行阐释。例如，在探讨“动物的适应性进化”时，作者并没有孤立地讲述某种动物如何适应环境，而是通过对比不同地理区域、不同生活环境下的同类动物，揭示出环境选择压力如何驱动物种的演化，最终形成千姿百态的生命形态。这种宏观与微观相结合、从个体到整体的视角，让我对动物世界的复杂性和多样性有了更深刻的认识。此外，书中还穿插了一些关于动物分类学发展历程的介绍，从早期模糊的分类方法到现代基于基因证据的系统发育学，这种历史的维度让我看到了科学研究是如何不断进步和完善的。这种严谨的学术态度和对知识的系统性梳理，无疑为我提供了一个学习动物学领域的优质平台，让我能够站在巨人的肩膀上，去理解和探索生命的奥秘。

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这本书的语言风格非常吸引我，它没有那种生硬的教科书式讲解，而是充满了作者对动物世界的热情和敬畏。在描述各种动物的生存习性时，作者常常会用一些充满画面感的词汇，将那些遥远的、甚至是生活中不易观察到的动物行为描绘得栩栩如生。比如，在讲述食肉动物的捕食技巧时，作者会详细描述它们如何利用地形、伪装和速度来伏击猎物，字里行间流露出一种紧张刺激的氛围，让我仿佛置身于真实的非洲大草原。而在描写一些小型生物的生命故事时，作者又会展现出一种温柔细腻的情感，例如讲述一种甲虫如何辛勤地搬运食物，或者一只蝴蝶如何经历蜕变飞舞，这些都让我对生命本身充满了敬意。这种将科学的严谨与文学的诗意完美融合的写作方式，让我在学习知识的同时，也感受到了生命的美好与神奇。它不仅仅是一本科学著作，更像是一本引人入胜的自然故事集，让我回味无穷。

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翻开这本书，首先给我留下深刻印象的是其极其严谨的逻辑结构和系统性的知识编排。从宏观的动物分类学，到微观的细胞和生理功能，再到动物在不同环境中的生存策略和行为模式，每一个章节都像是为前一个章节打下了坚实的基础，层层递进，清晰明了。我特别喜欢作者在处理“动物运动方式”这一章节时，先从骨骼和肌肉的基本结构讲起，然后逐步深入到不同动物为了适应各自生存环境而演化出的独特运动机制，比如鸟类的飞行、鱼类的游泳、以及陆地动物的奔跑和跳跃，每一种运动方式的背后都蕴含着精妙的生物力学原理，书中对此的阐述让我叹为观止。此外，书中还对一些具体的动物类群进行了深入的剖析，比如哺乳动物的繁殖策略，昆虫的蜕变过程，以及两栖动物和爬行动物的生命周期，这些详细的描述让我对这些动物的了解达到了前所未有的深度。整个知识体系的构建，仿佛是一个巨大的生命网络，而本书则为我们提供了探索这个网络的详细地图和关键节点，让我能够有条不紊地深入其中。

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这本书的内容深度和广度都让我感到惊喜，它不仅仅局限于对动物外形和分类的描述，更是深入探讨了动物生存的各个方面，包括它们的生理机能、行为模式、生殖策略以及它们在生态系统中的作用。我特别欣赏书中关于“动物的感官系统”那一章，它详细介绍了不同动物是如何感知世界的，比如蝙蝠的超声波定位，蛇的红外感知，以及蜜蜂的紫外视觉，这些奇妙的能力让我惊叹于生命进化的鬼斧神工。同时，书中还对一些动物的社会行为进行了深入的研究，例如狼群的协作捕猎，蚂蚁的社会分工，以及灵长类动物的复杂社会等级，这些都揭示了动物社会结构的精妙和多样性。它为我打开了一扇了解动物世界的全新视角，让我不再仅仅是简单地认识它们，而是开始理解它们是如何在这个星球上生存、繁衍并与其他生命相互作用的。

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这本书的内容让我对动物世界产生了前所未有的好奇心和探索欲。它并没有采用枯燥的知识灌输方式，而是通过一个个生动有趣的案例，引领我走进动物的奇妙世界。我尤其对书中关于“动物如何适应极端环境”的章节着迷，例如在极地生活的动物如何抵御严寒，在沙漠中的动物如何节约水分，或者深海中的生物如何适应高压和黑暗，这些都让我感叹生命体的顽强和智慧。书中不仅描述了这些适应性的生理特征，还深入分析了这些特征是如何在漫长的演化过程中形成的。此外，书中还探讨了一些关于动物保护的议题，以及人类活动对动物生存的影响，这让我从更深层次思考了我们与自然的关系，以及保护生物多样性的重要性。它不仅仅是一本关于动物的知识书，更是一本唤醒我对生命敬畏之心、引导我去思考人与自然和谐共处的书籍。

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我对这本书的结构和内容的组织方式非常赞赏，它不仅仅是简单地按照动物的分类来介绍，而是更加注重从功能和演化的角度来阐释。例如，在讨论“动物的消化系统”时，作者并没有孤立地介绍不同动物的消化道结构，而是将其与它们所摄取的食物类型、以及消化过程中遇到的生理挑战联系起来，展现出消化系统是如何为了适应不同的营养需求和食物来源而演化出多样的形式。这种注重“为什么”和“如何”的解释方式，让我能够更深入地理解动物的生理机制。同时，书中也穿插了一些关于动物行为生态学的讨论，比如动物的觅食策略、防御机制、以及繁殖行为，这些都与它们的生存和繁衍息息相关，也进一步加深了我对动物世界复杂性的认识。这本书的逻辑严谨性和深度，为我提供了一个深入了解动物学的绝佳途径，让我能够系统地构建起对这个领域的认知框架。

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这本《动物学实验》的语言风格我必须好好夸赞一番，它并没有采用那种枯燥乏味的学术术语堆砌，而是将复杂的科学概念以一种十分易懂、生动形象的方式呈现出来。即使是我这种并非科班出身的读者，也能在阅读过程中游刃有余，丝毫不会感到被专业术语所困扰。作者在解释一些原理时，常常会运用大量的比喻和类比，将抽象的知识转化为具象的画面，让我能迅速抓住核心要点。例如，在描述动物的呼吸系统时，作者将肺泡比作微小的气球，将血液循环比作繁忙的运输网络，这种生动的描绘极大地增强了我的理解能力。此外，书中穿插的那些关于著名动物学家及其研究历程的简短故事，也为严肃的科学内容增添了许多人文色彩，让我感觉自己不仅仅是在学习知识，更是在与那些伟大的科学家进行跨时空的对话，感受他们对科学事业的执着和热爱。这种将科学性与趣味性完美结合的写作手法，使得阅读过程充满了乐趣，甚至让我有时忘记了自己是在学习，而更像是在畅游于一个充满奇妙生物的知识海洋。

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这本书的排版设计也给我留下了极佳的印象，字体大小适中，行距舒适，即使长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。每一页的布局都十分合理，文字、图片和图表之间相互呼应，构成了一个和谐统一的整体。我特别喜欢书中那些引人入胜的插图，它们并非简单的装饰，而是为了更好地阐释文字内容而存在。例如，在讲解动物骨骼结构时，那些清晰的骨骼示意图，能够帮助我更直观地理解书中所描述的骨骼组成和连接方式。而在介绍动物的迁徙路线时，那些精美的地图插图，则能够清晰地展示出动物们漫长而艰辛的旅程。此外，书中还运用了一些精炼的图表来总结复杂的概念，例如关于不同动物的食物链关系，或者不同物种的地理分布模式，这些图表不仅能够提高信息的传达效率，也使得抽象的概念变得更加易于理解和记忆。这种精心设计的排版，无疑为我提供了一个更加舒适和高效的学习体验。

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这本书在图片的运用上可谓是恰到好处，每一张插图和照片都经过了精心的挑选，不仅画面清晰、色彩鲜艳，更重要的是它们都与文字内容紧密结合，起到了画龙点睛的作用。在讲解动物的外部形态时，那些高质量的解剖图谱，能够精准地展示出动物身体各个部分的结构和比例，让我们能够直观地理解书中所描述的内容。而在描述动物行为时，那些捕捉到关键瞬间的照片，例如一只母鸟喂食幼鸟的温馨场景，或者几只羚羊在草原上奔跑的壮丽景象，都为文字赋予了更强的生命力和感染力。我特别欣赏书中对一些微观生物的微距摄影，那些展现出细胞结构、组织形态的图片，让我们得以窥见一个肉眼无法企及的微观世界，也更加深刻地理解了生命体内部运作的精妙。这些图片不仅仅是装饰，更是理解和学习的重要辅助工具，它们将抽象的科学知识变得更加具象化，让我在阅读过程中能够产生更强的代入感和探索欲。

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这本书的装帧设计本身就令人眼前一亮，封面那色彩斑斓的插图，捕捉了几种标志性的动物形态，无论是那只栩栩如生的猎豹，还是那展翅欲飞的雄鹰，都散发着生命的力量和野性的魅力。触感温润的纸张，印刷清晰的文字，都让人感受到出版方在细节上的用心。打开书页，首先映入眼帘的是一份详尽的目录，清晰地将动物学的广阔领域划分成了若干个逻辑严谨的章节，从基础的细胞学原理，到复杂的生态系统互动，再到各种类群的分类与演化，仿佛为我指明了一幅探索生命奥秘的清晰路径。我尤其对其中关于“动物行为学”的章节充满了期待，一直以来，我都对动物们那些看似神秘的行为背后隐藏的逻辑感到好奇，例如鸟类的迁徙、哺乳动物的社会结构，甚至是一些微小昆虫的群体协作，这些都让我不禁想要一探究竟。同时，书中的一些小标题也十分吸引人，比如“揭秘化石中的生命轨迹”或者“解码基因的生命密码”，这些都暗示着本书不仅会涵盖传统意义上的观察和分类，更会触及到生命演化和遗传学的深邃领域，这无疑大大提升了我阅读的兴趣和求知欲。

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