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出版者:西电科大

作者:张小虹

出品人:

页数:284

译者:

出版时间:2004-7

价格:37.00元

装帧:

isbn号码:9787560613130

丛书系列:

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《宇宙的织锦：从量子泡沫到星系演化》 书籍简介 这是一部宏大叙事的科普巨著，旨在带领读者穿越时间和尺度的界限，探索宇宙从最微小的基本粒子到最壮阔的星系群落的完整演化历程。本书摒弃了繁复的数学推导和晦涩的专业术语，以生动的笔触和精准的科学洞察力，勾勒出一幅关于“存在”本身的壮丽画卷。我们追问的不是信息的传递与处理，而是物质的起源、结构的形成以及时空本身的性质。 本书共分为五大部分，层层递进，引导读者构建起一个完整的宇宙观。 --- 第一部分：基石的低语——时空的量子泡沫与物质的黎明 在本书的开篇，我们将深入探讨时空的本质。我们不再将空间和时间视为一个固定不变的舞台，而是将其还原为最基本的、充满活力的“量子泡沫”。这里，能量与虚粒子相互转化，一切皆有可能。 1.1 维度之舞与普朗克尺度： 我们首先会审视物理定律在普朗克尺度（约 $10^{-35}$ 米）下的行为。在这个极端微小的尺度上，我们熟悉的宏观物理定律开始崩溃，引力与量子力学亟待统一。我们将探讨弦理论、圈量子引力等前沿假说如何试图描述这个“时空的原初汤”。 1.2 粒子 Zoo 的诞生： 紧接着，我们将时间推回到宇宙诞生后的极短瞬间。夸克-胶子等离子体如何冷却，质子和中子如何凝聚，以及物质世界赖以存在的四大基本力（强核力、弱核力、电磁力、引力）是如何分离和确立其相对强度的。这里关注的是物质的构成，而非信息的编码或传输。 1.3 暗物质与暗能量的幽灵： 构成我们可见世界的普通物质（原子）只占宇宙总质能的不到 5%。本书将用大量篇幅介绍那占据了 95% 的“幽灵”——暗物质和暗能量。我们将详细剖析它们对星系旋转曲线的影响，以及暗能量驱动下的宇宙加速膨胀的惊人证据。我们探究的是引力效应的来源，而不是信号的衰减或滤波。 --- 第二部分：结构的觉醒——星云、恒星的熔炉与元素的炼金术 当宇宙冷却到足以形成原子时，引力开始发挥其雕塑家的作用。这一部分聚焦于物质如何从均匀分布走向聚集，并最终点燃生命的火花。 2.1 宇宙网与原初引力坍缩： 介绍宇宙微波背景辐射（CMB）中微小的温度涨落如何成为日后所有宏伟结构的种子。我们将描绘巨大的气体云团如何在引力的作用下，克服自身的压力，开始不可逆转的坍缩过程。 2.2 恒星的诞生与生命周期： 恒星是宇宙的能量核心。我们细致描述了原恒星如何通过引力收缩达到足够高的核心温度，点燃核聚变。我们将深入探讨主序星、红巨星、白矮星、中子星乃至黑洞等不同命运的星体，它们是能量的释放者，而非信息的载体。 2.3 核合成的炼金术： 恒星内部是天然的核反应堆。本书将详细解释：氢和氦如何通过“CNO 循环”或“质子-质子链”转化为更重的元素，以及当大质量恒星耗尽燃料时，超新星爆发如何瞬间将铁、金、铀等重元素抛洒到太空中，为下一代恒星和行星的形成奠定物质基础。 --- 第三部分：行星的形成与地质的漫长演化 在恒星周围的残余星际物质盘中，新的系统开始构建。这一部分将视角聚焦于行星系统的形成和地球本身复杂的地质历史。 3.1 原行星盘的吸积与分异： 描述微小的尘埃颗粒如何通过碰撞、静电吸附、以及微重力作用，逐步增长为微行星、甚至原行星的过程。我们将探讨不同轨道位置的温度梯度如何决定了岩石行星（如地球）和气态巨行星（如木星）的化学组成差异。 3.2 地球的熔融与分层： 重点解析地球早期历史中，由于放射性衰变和引力作用，地球物质如何经历“铁镍核心”与“硅酸盐地幔”的剧烈分异，形成我们今天所见的分层结构。这探讨的是热力学和物质的密度分离。 3.3 板块构造的力量： 介绍地球内部驱动的板块构造运动，它如何塑造山脉、引发火山和地震。板块运动是维持地球表面长期化学循环（如碳循环）的关键机制，它与地质时间的宏大尺度紧密相关。 --- 第四部分：生命之谜——化学的涌现与生物圈的兴起 本书的第四部分进入了一个新的维度：从无生命的化学反应中，如何“涌现”出具有自我复制和代谢能力的生命体。我们关注的是物质的组织化，而非其携带的信息。 4.1 生命起源的化学前奏： 审视地球早期复杂有机分子（如氨基酸、核苷酸）的合成过程，例如米勒-尤里实验的启示。探讨在深海热泉或粘土表面，这些基础化学单元如何自发地组织成更复杂的结构。 4.2 代谢与自我复制的平衡： 分析生命早期形式中，能量捕获（代谢的雏形）与信息存储（遗传物质的早期形式）如何相互依赖、协同进化。我们不讨论基因的编码效率，而是关注化学反应的非平衡态热力学驱动力。 4.3 真核细胞的宏伟整合： 详细阐述内共生理论，即线粒体和叶绿体如何被早期的原核细胞“吞噬”并形成高度复杂的真核细胞。这是生物体组织结构复杂度飞跃的关键一步。 --- 第五部分：智慧的演化与宇宙的终局展望 最后一部分将目光投向生命复杂化的最终产物——智能，以及我们对宇宙命运的终极推测。 5.1 进化的随机性与必然性： 探讨自然选择作为一种筛选机制如何推动生物体对环境的适应性改进。从单细胞到多细胞、从鱼类到陆地哺乳动物，我们审视生命形态的巨大多样性是如何在有限的化学空间中被探索出来的。 5.2 认知与感知的基础： 简单回顾大脑这一生物结构如何通过复杂的神经元网络（基于电化学梯度）实现对外部环境的感知和模拟，而非构建一个信息论模型。我们关注的是生物体的物理结构如何服务于生存。 5.3 宇宙的最终命运： 展望未来。基于我们对暗能量的理解，宇宙的膨胀将如何继续？我们将探讨“大撕裂”、“热寂”等理论预测的终局场景。无论是星系的光芒逐渐熄灭，还是物质本身被分解，宇宙的宏大叙事终将回归到热力学的寂静状态。 --- 《宇宙的织锦》 不是关于如何处理、如何编码或如何调制的教科书。它是一部关于“是什么”、“如何形成”以及“最终将去向何方”的宏伟史诗，它聚焦于宇宙间物质、能量和结构之间的深刻联系。读者将获得一个超越日常经验的、连贯的物质世界图景。

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说实话，我买这本书主要是因为它的名气和在课程大纲里不可撼动的地位。拿到手后，我发现这本书的排版中规中矩，图文混排的质量尚可，但说实话，视觉上缺乏现代感。那些经典的巴特沃斯滤波器、理想低通滤波器的图形，似乎用了几十年都是一个样子，略显陈旧。阅读体验上，有时候会因为作者对某些概念的描述过于“学术化”而感到困惑。比如，当我们讨论系统稳定性时，书里用了大量的零点位置来界定，虽然在数学上无懈可击，但对于一个刚刚接触“反馈”概念的学生来说，直接跳到复平面上去分析，会觉得有点抽离。我更期待看到一些关于现代通信系统或者数字信号处理中如何应用这些基础理论的“桥梁”。这本书更像是为“理论家”准备的，它扎实地奠定了基石，但如何用这些石头去建造现代的“摩天大楼”，这本书并没有给出太多现成的蓝图。它教会了你基本的砖块配方，但建造的细节需要你自己去探索。

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我个人对这本教材的评价是，它是一本“吃透了”比“看过了”价值高出十倍的书。我属于那种读一遍大概知道意思，但真正能用起来需要反复咀嚼的类型。印象最深的是关于系统分析的两种视角——时域和频域的切换。这本书在这方面的阐述是清晰的，它通过各种变换的性质，让你明白不同域看待问题能带来的便利。比如，在时域看卷积很痛苦，但在频域直接相乘就简单多了。这种思维模式的转换，对培养工程师的“系统观”至关重要。然而，这本书在讨论随机信号处理的部分显得有些仓促和不足，似乎只是蜻蜓点水地提了一下，这对于现代处理大量噪声数据的应用场景来说，是一个明显的短板。如果能将随机过程的分析和基础的LTI系统理论更紧密地结合起来，或者提供更丰富的应用案例来佐证理论的必要性，这本书的价值会得到进一步的提升。

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拿到这本里程碑式的教材，首先感到的是一种对经典理论的敬畏。它不像市面上那些追求新潮和快速上手的教材，它沉稳、厚重，带着一种不容置疑的权威性。我尤其欣赏它在推导过程中展现出的那种对数学逻辑的极致追求，每一个步骤都有迹可循，让你无法在逻辑链条上找到任何可以偷懒的地方。这本书成功地将“线性时不变系统”这个抽象的概念具体化了。但是，从教学实践的角度来看，这本书的“迭代”似乎不够快。在当今这个数字时代，DSP（数字信号处理）的重要性与日俱增，而本书对于离散时间系统的阐述，虽然理论上完整，但在与现代高性能计算平台的结合上，显得有些力不从心。它很好地教授了“如何分析”一个信号，但对于“如何高效地用软件实现”分析，或者如何利用现代工具进行实时处理，提供的指引相对较少，更侧重于理论的根基，而非工具的应用。

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这本厚厚的**《信号与系统》**，拿到手的时候就感觉沉甸甸的，翻开目录，那些密密麻麻的数学公式和抽象的图形符号，着实让人倒吸一口凉气。初学阶段，感觉就像是在迷雾中摸索，傅里叶变换、拉普拉斯变换，每一个概念都像一座大山横亘在眼前。老师讲课的速度很快，很多地方一笔带过，我只能一遍遍地啃书本，对着那些微分方程和积分推导抓耳挠腮。有那么几次，我真的想把书合上，转而去研究一些更“实用”的课程，比如编程或者电路设计。但是，当夜晚降临，图书馆的灯光下，我硬着头皮继续往下走，试图理解系统的时域响应和频域特性之间的微妙联系时，忽然间，某个原本模糊不清的定义好像被点亮了。那种“豁然开朗”的感觉，带来的成就感是难以言喻的。这本书的例题设计得非常经典，虽然一开始看着枯燥，但一旦你掌握了背后的原理，你会发现它像一把万能钥匙，能打开理解各种动态过程的大门。只是，希望书中能多一些贴近实际工程应用的实例，而不是纯粹的数学推导，这样对我们这些工程学生来说，会更有代入感。

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我是在准备研究生入学考试时接触到这本教材的，坦白说，这本书的难度是公认的“劝退级”。它不像很多入门教材那样，为了让读者快速掌握皮毛而过度简化。恰恰相反，它深入骨髓地探讨了连续时间和离散时间信号处理的基础。我记得最清楚的是关于卷积积分和Z变换的那几个章节，简直是地狱难度。它要求读者不仅要会计算，更要从数学结构上理解变换对系统带来的影响。很多次我都是对着书后的习题，从下午一直算到深夜，草稿纸堆得比人还高，结果常常是最后一步的符号运算出了错，推导过程全盘皆空。这本书的优点在于其严谨性和完备性，它几乎覆盖了所有核心理论的证明过程，确保你理解的不是“如何做”，而是“为什么是这样”。但缺点也很明显，对于基础薄弱的自学者来说，这本书的“门槛”太高了，缺乏足够细致的循序渐进的引导，更像是一部给已经有一定数学基础的工程师编写的参考手册，而非一本启蒙读物。它更像是冷酷的真理陈述，而不是温柔的教学陪伴。

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