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出版者:邮电大学

作者:赵寒梅

出品人:

页数:140

译者:

出版时间:2005-5

价格:16.00元

装帧:

isbn号码:9787563510528

丛书系列:

图书标签:

• 数字通信
• 通信原理
• 信号处理
• 信息论
• 调制解调
• 编码解码
• 无线通信
• 信道编码
• OFDM
• MIMO

《星际航行手册：跨越光年的设计与实践》 一、 概述：超维度的拓扑与结构 本书并非专注于我们当前所处的电磁波谱或有线传输介质的范畴，而是深入探讨超越经典通信范式的多维信息传输理论。我们将其核心聚焦于高维空间结构、量子纠缠态的宏观应用，以及理论上可实现的超光速（FTL）信息交换机制的工程学基础。全书共分为六个宏大篇章，旨在为未来星际文明的建立提供坚实的理论和技术蓝图。 第一篇：时空几何与信息熵的重构 本篇从爱因斯坦场方程的修正形式入手，探讨在强引力场和负质量密度环境下，信息如何在弯曲时空中保持其拓扑完整性。我们引入“克尔-纽曼信息度量”（KNIM）这一概念，用于量化信息在穿越虫洞或曲率驱动区域时的退化率。重点讨论了如何利用卡西米尔效应在局部“拉伸”或“压缩”时空，以创造信息传输的捷径。这部分内容将涉及先进的微分几何和黎曼曲率张量的应用，侧重于如何将复杂的数学模型转化为可操作的工程参数，例如，计算在特定曲率半径下，一个比特信息的最小能耗。 第二篇：量子信息场论与纠缠态的尺度放大 传统量子通信依赖于单光子或电子对的约束条件，难以实现远距离、高带宽的稳定传输。本书的第二篇则转向了“宏观量子纠缠场”（MQEF）的构想。我们探讨了利用高能激光与特定超导材料相互作用，诱导出大规模粒子群体的同步量子态。核心内容包括： 1. 多体纠缠的非局域性维持： 如何通过零点能的调控，抵抗宇宙背景辐射对纠缠态的去相干效应，实现跨越数万光年的稳定关联。 2. “瞬时状态投影”的解码机制： 摒弃传统的信号调制与解调过程，转而研究如何通过对源端纠缠态的精确测量，即时读取目标端粒子的状态变化，从而实现真正的同步通信。 3. 反信息窃听协议（AISP）： 鉴于纠缠态的特性，任何试图进行“监听”的行为都会立刻导致状态坍缩。本章详细阐述了如何设计一种自我销毁的纠缠通道，确保只有预定的接收方才能完成有效的信息提取。 第三篇：超维通道的构筑与维护 星际通信的瓶颈在于光速限制。本篇聚焦于理论物理学中最前沿的“额外维度”的工程化利用。我们假设了五维或更高维度空间的存在，并详细分析了如何通过高能粒子束与膜（Brane）的特定接口相互作用，将信息“溢出”到更高的维度进行传输。 通道稳定性的几何约束： 研究了“卡鲁扎-克莱因理论”在工程应用中的局限性，并提出了引入“负能量流”来维持高维通道的开口。 维度耦合器的设计（DCD）： 详细介绍了一种理论上的设备蓝图，该设备需要极端的能量密度（接近普朗克能量尺度），用以在三维空间中“锚定”一个高维传输路径。内容包括超材料电磁响应模型，以及如何利用超重元素来辅助构建该耦合器的核心谐振腔。 第四篇：深空环境下的信号处理与滤波 在远离恒星的星际介质中，信号面临的干扰远超地球大气或电离层的范畴。本章关注的不是电磁噪声，而是暗物质的引力扰动和暗能量的脉动对信息流的微妙影响。 我们引入了“拓扑陷波滤波器”（TFF），它不依赖于频率或相位，而是基于信息包的固有空间拓扑结构进行区分和筛选。具体研究了如何利用高阶傅里叶变换的非线性扩展（如Zernike多项式）来描述和补偿因暗物质湍流造成的信号“剪切”和“扭曲”。这部分内容对于确保信息在穿越星系团时依然保持可读性至关重要。 第五篇：能源与信息密度比的极限 任何宏大的通信项目都受限于能源。本书分析了将物质转化为纯粹信息载体的效率问题。我们详细评估了“反物质湮灭驱动”在为超光速通信阵列供能时的可行性、安全性与经济性。 信息负载的最小能耗边界： 基于 Landauer 原理的非经典延伸，我们推导了在进行时空操作时，每传输一个有效比特所需的理论最小能量。 能源采集与储存的极端技术： 探讨了如何从黑洞的事件视界附近（霍金辐射）或中子星的磁层中安全地提取和导引能量，以维持星际通信网络的持续运行。 第六篇：伦理、安全与星际协议 最后一篇将讨论技术应用层面的挑战。由于超维通信的不可逆性和瞬时性，传统的通信安全模型完全失效。本章旨在建立一套适用于文明间通信的“信息不可归因原则”，并探讨在发现其他智慧生命时，应如何构建首个跨物种的通信协议。内容涵盖了信息传播的哲学意义、信息主权的界定，以及避免因信息误读而引发星际冲突的预警机制。 本书要求读者具备扎实的理论物理学基础，熟悉张量分析、量子场论基础以及先进的计算建模能力。它是一本为下一代空间探索者和理论物理工程师准备的、挑战人类认知边界的终极指南。

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这本书的封面设计给我留下了非常深刻的印象，它采用了一种极具现代感的深蓝色调，搭配着一些抽象的光线和波纹图案，隐约让人联想到信号的传输和处理过程。初次翻开时，我以为会是一本充斥着复杂数学公式和晦涩理论的硬核教材，但事实证明我的顾虑是多余的。作者的叙事方式非常流畅，如同在讲述一个精彩的侦探故事，循序渐进地带领我们穿梭于信息的海洋之中。特别是关于信道编码的部分，原本以为是最难啃的骨头，却被作者用生动的比喻和实际案例解析得清晰易懂。我记得有一个章节，详细描述了早期电话系统的发展历程，那种历史的厚重感和技术演进的脉络，让人不禁对那些奠基者肃然起敬。这本书的排版也十分考究，图文并茂，很多关键概念都有清晰的流程图辅助理解，这对于我们这些非科班出身的“跨界”读者来说，简直是福音。它不是那种读完就束之高阁的工具书，更像是一位博学的朋友，在你需要时耐心为你讲解那些深奥的原理，并且始终保持着一种让人愉悦的阅读节奏。可以说，从装帧到内容组织，都体现出一种对读者的尊重和细致的打磨，让人爱不释手。

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读完这本书，我最大的感受是它的“实用性”远超我的预期。我本来是想找一本偏向理论深度挖掘的书籍，但这本书却在理论的坚实基础上，搭建了一个非常稳固的应用场景框架。比如，书中对现代移动通信系统中，如何平衡传输速率与误码率的讨论，简直是教科书级别的案例分析。它并没有停留在“是什么”的层面，而是深入剖析了“为什么会这样”以及“我们能怎么做”。尤其欣赏作者对于频谱效率提升策略的阐述，从频分复用到时分复用，再到更为复杂的正交频分复用（OFDM）技术，每一种方法的优劣和适用环境都被剖析得淋漓尽致，甚至还引用了最新的标准化进展作为佐证，这让这本书的“保鲜期”大大延长了。我甚至尝试将书中的一些基本概念应用到我业余研究的一个小型物联网项目中，发现以往困扰我的许多网络延迟和信号衰减问题，忽然间都有了清晰的理论指导来去优化。这种即学即用的体验，是很多其他技术书籍无法给予的，它真正做到了让晦涩的技术“落地生根”。

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这本书的作者在知识的广度上展现出了惊人的驾驭能力，这让我联想到了那些跨学科的大师们。它不仅仅局限于基础的调制解调技术，更是将视野扩展到了信息论的哲学层面，以及未来网络架构的展望。我特别喜欢其中对“噪声”的哲学性探讨——噪声不仅是干扰，它在某种意义上也是信息熵的体现，是系统复杂性的必然结果。这种超越技术层面的思考，极大地提升了这本书的阅读层次。此外，书中对不同历史时期关键技术瓶颈的突破过程描述得绘声绘色，仿佛能看到科学家们在实验室里挑灯夜战的场景。比如，在讲解扩频技术时，作者并没有直接抛出公式，而是先讲述了为什么需要抗干扰能力，回顾了早期军事通信的需求，这种历史的纵深感，使得技术不再是孤立的点，而是一个相互关联、不断演进的有机体。这不仅仅是一本技术手册，更像是一部技术史诗，充满了智慧的火花和探索的激情。

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我必须指出，这本书的叙述风格是极其个性化的，它不像某些官方教材那样板着脸孔，而是带着一种近乎于“辩论”的姿态在与读者对话。例如，在讨论信道容量的极限时，作者并没有直接断言香农公式的权威性，而是花了相当的篇幅去探讨那些试图挑战或超越香农极限的各种尝试和失败，语气中带着一种对既有理论的审慎和敬畏。这种写作方式非常抓人眼球，它激发了读者主动去质疑和思考，而不是被动地接受知识灌输。书中很多段落，读起来更像是某个领域专家的“内部研讨会纪要”，充满了真知灼见和未被完全“标准化”的思考路径。我感觉作者是在邀请我们进入一个更高阶的思维领域，去体验科学家们在探索未知时的那种心路历程。这种互动性，使得阅读过程充满了智力上的挑战和乐趣，让我渴望知道“接下来作者会如何挑战我的认知”。

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这本书给我最大的震撼来自于其对未来趋势的洞察力和前瞻性布局。它巧妙地将已经成熟的理论与当前正在酝酿中的下一代技术热点无缝衔接起来。比如，在涉及量子通信和光通信的章节，作者的处理方式非常高明——没有过度渲染技术的光环，而是基于现有的物理和数学基础，审慎地分析了它们在实际大规模部署中可能遇到的工程难题和理论瓶颈。这种“脚踏实地”的未来展望，比任何空泛的科幻描述都更有价值。它让我们清楚地看到，通往未来的道路并非坦途，每一步技术飞跃都建立在对现有系统深刻理解的基础之上。读完后，我对于信息技术行业的脉络有了更宏观的认识，不再仅仅关注眼前的热点，而是开始思考未来五年、十年行业基础设施可能发生的结构性变化。这本书无疑是一份极佳的“导航图”，它指明了方向，也标示了暗礁，对于任何希望在技术领域走得更远的人来说，都是一份不可或缺的案头书。

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