普通天文学

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出版者:南京大学出版社
作者:胡中为
出品人:
页数:581
译者:
出版时间:2003-11
价格:68.00元
装帧:
isbn号码:9787305041556
丛书系列:
图书标签:
  • 天文
  • 天文学
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具体描述

全书系统地介绍现代天文知识。绪论简介天文学的发展和字宙概观。用十二章依次阐述天球和星空、天体运动和距离测量、天体辐射和天文探测、地球和月球、行星和卫星、小行星和彗星及行星环、太阳、恒星世界〔包括双星、变星、中子星、黑洞等)、银河系(包括星团、星云)、星系和宇宙学、宇宙发展史、宇宙生命和地外文明。书中图例丰富,附录有重要数据资料及参考书目。

现代天文知识有助于建立科学的宇宙观、认知方法论,提高素质修养。本书是大学公选课教材,还可用作教师和学生的参考书以及其他读者阅读。

《星际航行与超光速理论:新世纪的宇宙探索》 导言:超越视界的呼唤 自古以来,人类对头顶星空的向往从未停歇。从最初的星座观测到伽利略的望远镜革命,再到二十世纪的射电天文学和空间探测器,我们对宇宙的认知不断深化。然而,所有这些成就,都建立在“光速是宇宙速度上限”这一经典物理学的基石之上。本书《星际航行与超光速理论》正是在这一背景下诞生,它大胆地挑战了这一既有限制,旨在构建一套全新的理论框架,用以指导人类实现真正的星际文明——跨越数光年距离的旅行。 本书并非一本科普读物,而是聚焦于理论物理学、先进推进技术和宇宙工程学的前沿交叉领域。它假设《普通天文学》已为读者提供了坚实的恒星演化、星系结构和基础天体测量学知识,因此,本书将完全避开对基础天体物理现象的重复描述,直接切入构建星际文明的技术核心问题。 第一部分:现有速度极限的再审视 在探讨如何超越光速之前,我们必须首先彻底解构限制我们目前航行能力的物理定律。 第一章:狭义相对论的刚性约束与理论漏洞 本章深入分析了爱因斯坦狭义相对论(SR)的核心假设——光速不变原理。我们不仅重申了高能粒子加速实验对质量随速度增加的验证,更侧重于探讨SR在极高能量密度和非线性时空弯曲环境下的适用性边界。我们详细审视了洛伦兹变换在描述曲速空间(Warped Spacetime)几何时的局限性,并提出了“局部可变光速区域”的数学模型设想,即在特定能量场作用下,光子在局部参考系内是否能维持其恒定速度,以及这对惯性系的定义有何冲击。 第二章:零点能场与惯性质量的干涉 我们引入了对卡西米尔效应的深度研究,将其视为量子真空能量(零点能场,ZPE)的宏观体现。本章论证了如果能够精确调控ZPE的能量密度梯度,是否有可能在物体周围制造出一种“惯性质量屏蔽层”。这并非是简单的反重力,而是通过改变物体与背景时空结构的耦合强度来实现有效质量的降低。我们详细推导了基于“动态真空耦合系数”($kappa_v$)的修正动量方程,探讨了在$kappa_v o 0$极限下,物体如何实现理论上的无限加速度而不消耗无限能量。 第二部分:超光速推进机制的理论构建 本篇是本书的核心,提出了三种主要的、理论上可行的超光速(FTL)航行方案,并详细阐述了其数学模型和工程挑战。 第三章:曲率驱动(Alcubierre Drive)的修正与能耗优化 阿尔库毕耶雷驱动是目前FTL讨论中最主流的模型,但其要求巨大的负能量密度(奇异物质)是最大的瓶颈。本章聚焦于对原曲率泡模型的修正。我们引入了基于高维几何的“费米子流驱动”概念,试图通过精细操控拓扑缺陷来替代对纯粹负质量的需求。通过引入特定的磁场拓扑结构,我们尝试构建一个只依赖于极高电磁场强度的曲率生成器,并计算了维持一个有效曲率泡所需的最小能量阈值,该阈值被大幅度降低,使其有可能通过先进核聚变或反物质反应堆提供。 第四章:虫洞的拓扑构建与维护 虫洞(Wormholes)提供了瞬间连接宇宙两点的捷径。本书不再停留在描述虫洞的爱因斯坦-罗森桥结构,而是探讨如何主动、动态地“编织”和“稳定”虫洞。我们详细分析了克尔-纽曼黑洞在强电荷和高旋转速度下的时空特性,并提出了一种“引力透镜阵列”的概念,旨在通过多点引力波束聚焦来创建微观的、可扩展的虫洞喉道。关键挑战在于虫洞喉道的“张力”维持,这需要一个能产生“负张力”(即负压力)的特殊物质场,我们将其命名为“奇点稳定子”。 第五章:量子纠缠与信息态传输的边界探索 虽然量子纠缠现象本身无法传输宏观物质,但本章探讨了它在FTL通信和“量子态跃迁”中的潜在角色。我们基于对量子测量问题的重新解读,提出了“基于时空量子态编码”的理论。其核心思想是:如果宇宙的基本信息是全息的,那么我们或许可以通过同步改变两个相隔遥远探测器的局部量子真空态,从而实现信息的即时传递。这需要一台极其精密的“宇宙量子态同步仪”,能够精确测量和复制整个时空区域的希尔伯特空间状态。 第三部分:星际航行中的环境与安全问题 即使理论上实现了FTL,实际航行仍面临严峻的工程和安全挑战。 第六章:星际介质的极端碰撞风险 在FTL航行中,即使是星际空间中稀薄的氢原子,其相对速度也达到了惊人的程度,足以造成灾难性的撞击。本章详细计算了在曲率泡边缘(或虫洞入口)速度接近$c$时,单个质子的动能。我们提出了“电磁场扰流层”和“引力梯度缓冲系统”的设计原理,该系统通过在航行器前方制造一个可控的时空扭曲区域,引导星际粒子偏离航道,从而保护飞船结构不受侵蚀。 第七章:时空位移的生物学后果 FTL航行不可避免地涉及对时间(T)和空间(X, Y, Z)维度的剧烈扭曲。本章专门研究了宇航员在长时间暴露于高梯度引力场或负能量区域时,其细胞结构和神经系统可能遭受的影响。我们引入了“生物拓扑稳定性指标”(BTSI),并推导了在曲率驱动下,维持神经信号传输同步性的最低场强要求。 第八章:导航与目标锁定 相对于行星间的航行,星际间的距离尺度要求导航精度达到前所未有的水平。由于光速延迟,传统的基于光学的定位方法失效。本章提出了“引力波三角定位网络”的概念,即利用宇宙中已知的、周期性强烈的引力源(如双中子星并合事件)作为导航信标,通过实时监测其引力波的时空到达差异,来精确推算飞船在四维时空中的绝对坐标。 结论:文明的跃迁 《星际航行与超光速理论》旨在为人类文明提供一个从“行星物种”跃升为“星际物种”的理论蓝图。它要求物理学家、工程师和数学家放下对传统框架的执念,以更开放的思维去探索宇宙的深层结构。本书的价值不在于提供一个即刻可用的飞船设计图,而在于为未来几个世纪的科学探索指明了方向,即:宇宙并非是不可逾越的屏障,而是等待被拓扑操纵的画布。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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读完这本书,我对宇宙的敬畏感油然而生,同时也感受到了人类在宇宙中的渺小与伟大。书中很多关于宇宙尺度和时间的描述,都让我感到非常震撼。比如,在介绍“光年”这个概念时,作者用非常直观的比喻,让我理解了光在宇宙中传播需要花费的时间。当我们看到距离我们几百万光年的星系时,我们看到的其实是它们数百万年前的样子,而那个星系本身,可能在那段时间里已经发生了翻天覆地的变化。这种“时间”和“空间”上的巨大差异,让我对宇宙的宏大有了更深切的体会。我印象最深的是,书中有一段关于“宇宙的膨胀”的描述,它引用了哈勃的观测数据,并且解释了为什么我们认为宇宙正在不断地扩大。这种对宇宙的整体运动的描述,让我觉得我们并不是静止地存在于宇宙中,而是随着宇宙一起在运动,一起在演化。而且,这本书还探讨了一些关于“宇宙的未来”的猜想,比如宇宙会继续膨胀下去,还是会最终收缩?这些问题虽然目前还没有定论,但作者以非常开放的态度,介绍了不同的科学观点,让我觉得科学研究是一个不断探索和发现的过程。这本书的优点在于,它能够将宏大的宇宙概念,用非常易于理解的方式呈现出来,并且通过对宇宙尺度和时间的深入探讨,让我对宇宙的运行规律有了更深刻的认识,也让我对自己存在的意义有了更多的思考。

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这本书的叙述方式非常流畅,而且充满了人文关怀。它不仅仅是科学知识的传递,更像是和读者进行一场心灵的对话。我尤其喜欢书中对“寻找地外生命”这个话题的讨论。作者并没有给出确定的答案,而是详细地介绍了科学家们是如何寻找地外生命的,比如通过分析系外行星的大气成分,或者通过射电望远镜监听来自宇宙的信号。这些方法听起来都充满了科学的严谨性,同时也充满了对未知的好奇。更让我感动的是,书中提到了很多科学家们在探索地外生命过程中所付出的努力和遇到的困难,以及他们对于宇宙中是否存在其他生命的思考。这些内容让我觉得,寻找地外生命不仅仅是一个科学项目,更是一种人类对自身在宇宙中位置的追问,一种对生命起源和意义的探索。而且,书中还讨论了一些关于“地外生命形态”的猜想,这些猜想虽然听起来有些奇幻,但都建立在一定的科学基础之上,让我觉得非常有意思。这本书的优点在于,它能够将科学的严谨与人类的思考相结合,让我们在了解宇宙奥秘的同时,也对生命本身有了更深的思考。它不仅仅是一本关于宇宙的书,更是一本关于人类探索精神和对生命无限可能性的思考的书。

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这本书在知识的深度和广度上都做得非常出色,让我对宇宙的认识有了质的飞跃。我一直以为天文学主要研究的就是星星和行星,但这本书让我了解到,原来它还包含了那么多我从未想过的领域。比如,它详细地介绍了一个关于“黑洞”的章节,让我对这个神秘的天体有了初步的认识。作者用非常通俗易懂的语言,解释了黑洞的形成原因、它的引力有多么强大,甚至还提到了“事件视界”这个概念。我之前对黑洞的印象,大多来自于科幻电影,觉得它只是一个能吞噬一切的怪物。但这本书通过科学的解释,让我明白黑洞其实是宇宙演化过程中一个非常重要的组成部分,而且它并非完全是“黑暗”的,也有其科学的运行规律。此外,书中还涉及到了宇宙的起源和演化,从宇宙大爆炸开始,一直讲到我们今天看到的星系和星系团。这个过程听起来非常宏大,但作者却能将它梳理得井井有条,并且引用了很多最新的科学发现和理论,让我觉得这本书的内容非常具有时效性。我尤其喜欢书里对“暗物质”和“暗能量”的介绍,虽然这些概念听起来很抽象,但作者用了一些很巧妙的比喻,比如把暗物质比作“宇宙的骨架”,把暗能量比作“宇宙的加速器”,这些都帮助我理解了它们在宇宙中所扮演的角色。这本书的优点在于,它能够用严谨的科学态度,去探索宇宙中最前沿的知识,并且用最易懂的方式传达给读者,让我对宇宙有了更全面、更深刻的理解。

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我一直觉得天文学是一门非常高深的学科,普通人很难触及。但是,这本书彻底颠覆了我的这种看法,它用一种非常友好的方式,将那些复杂的知识变得触手可及。这本书的语言风格非常亲切,而且充满了幽默感,让我阅读的时候一点都不会感到枯燥。我记得在讲到“星云”的时候,作者用了一个非常生动的比喻,说星云就像是“宇宙中的画布”,而恒星就是在这块画布上绘制出来的“艺术品”。这种类比非常有趣,而且充满了诗意,让我对星云有了一种全新的认识。而且,书中还穿插了一些有趣的“小贴士”或者“你知道吗”之类的栏目,这些小知识点虽然不一定是最核心的内容,但它们都非常有趣,能够增加阅读的乐趣,也能让我了解到一些关于天文学的“冷知识”。我尤其喜欢书中关于“如何选择望远镜”和“如何在城市里进行天文观测”的章节,这些内容非常实用,让我觉得天文学不仅仅是发生在实验室和天文台的事情,我们每个人都可以参与到对宇宙的探索中来。这本书的优点在于,它能够将科学知识的传递与实用性的指导相结合,让我觉得天文学离我们并不遥远,甚至可以成为我们生活中的一部分。它不仅仅让我认识了宇宙,更让我看到了参与宇宙探索的可能性。

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我必须说,这本书的写作风格非常独特,而且非常吸引人。它不像我之前读过的很多科普书籍那样,总是用一种非常学术或者一本正经的语气来阐述。这本书的作者似乎真的把自己当成了一个和读者一样,对宇宙充满好奇的探索者。它常常会用一些非常生活化的例子来解释天文学上的现象,比如,在讲到恒星的形成时,作者会把星云比作一个巨大的“育儿所”,而恒星就像是在这个“育儿所”里逐渐孕育出来的“宝宝”。这种类比非常形象,而且充满了画面感,让我一下子就能抓住核心的理解。更让我印象深刻的是,书中提到了一些科学家们在探索宇宙过程中的一些有趣的小故事,比如某个科学家为了观测某个天文现象,不惜跋山涉水,或者为了解决一个难题,废寝忘食。这些故事不仅仅是增加了阅读的趣味性,更重要的是,它们让我看到了科学家们身上那种执着和热爱,让我觉得这些遥远的宇宙奥秘背后,也凝聚了无数人的智慧和努力。读到这里,我甚至觉得自己也仿佛置身于那个探索的时代,和他们一起分享发现的喜悦。这本书的优点在于,它能够把最深奥的知识,用最贴近我们生活的方式呈现出来,并且通过生动的故事,让知识变得更加有温度。它不仅仅是一本关于宇宙的书,更是一本关于人类探索精神的书,让我受益匪浅。

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这本书最吸引我的地方在于,它不仅仅提供了大量的知识,更重要的是,它教会了我“如何思考”天文学的问题。我之前读过一些科普书,通常就是直接告诉你“是什么”,而这本书则更注重“为什么”。比如,在解释行星的运行轨道时,它不仅仅是列出了开普勒定律,而是会追溯到牛顿发现万有引力的过程,甚至还会提到之前人们对行星运动的各种猜想和错误认知。这种“追根溯源”的讲解方式,让我能够更好地理解这些科学定律是如何被发现和证明的,也让我体会到科学研究是一个不断试错、不断前进的过程。我记得有一段关于“测量星系距离”的描述,作者用了好几种不同的方法,从视差法到造父变星法,再到红移法,并且详细解释了每种方法的原理和局限性。这种层层递进的讲解,让我觉得我不仅仅是在学习知识,更是在学习一种科学的思维方式,如何运用不同的工具和方法去解决同一个问题。而且,书中还鼓励读者去质疑和思考,甚至会提出一些尚未解决的宇宙谜题,激发读者自己去探索和研究。这种开放性的思维方式,让我觉得天文学不仅仅是一门学科,更是一种对未知世界的好奇心和探索精神的体现。这本书的优点在于,它能够将知识的传授和思维的培养结合起来,让我不仅仅获得了信息,更重要的是,我学会了如何去主动地学习和思考。

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这本书真的让我耳目一新,感觉像是打开了一个全新的宇宙。我一直对夜空中闪烁的星辰和遥远的星系感到好奇,但总觉得它们遥不可及,或者说,即便了解一些基本概念,也难以真正体会其中的奥妙。这本书就像一位循循善诱的向导,用一种非常平易近人的方式,将那些复杂的概念一一拆解,让我能够轻松地理解。比如,它并没有上来就抛出一堆专业术语,而是从最基础的“什么是天文学”开始,然后慢慢过渡到我们能看到的最熟悉的月亮和太阳。我记得里面有一段关于月相变化的描述,用非常生动的比喻解释了月球、地球和太阳之间的相对位置是如何影响我们看到的月亮形状的。那种感觉,就像是亲眼看到月亮一点点地被“雕刻”一样,而不是死记硬背那些轨道和角度。而且,它还提到了很多有趣的民间关于月亮的传说和科学解释的对比,这让我觉得天文学不仅仅是冰冷的科学事实,也充满了人文的色彩和人类对宇宙永恒的探索精神。读完那部分,每次抬头看月亮,都会有一种全新的感觉,仿佛和它有了更深的连接。这本书的优点在于,它始终抓住读者的兴趣点,让学习的过程充满乐趣,而不是枯燥的知识灌输。即使是我这样之前对天文学了解不深的人,也能在阅读中找到自己的节奏,并且感到非常有成就感。它不仅仅是让我认识了星空,更是激发了我对这个未知世界更深层次的求知欲。

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这本书的插图和图表设计得非常精美,而且极具启发性,极大地增强了我的阅读体验。我是一个比较视觉化的学习者,很多时候,文字的描述如果能配上形象的图示,就能事半功倍。这本书在这方面做得非常出色。比如,在解释行星的轨道运动时,书中不仅有详细的文字描述,还有精美的行星轨道图,能够清晰地展示行星的公转和自转。在介绍恒星的分类时,更是用了一张非常直观的“赫罗图”,将不同类型的恒星按照温度和亮度进行了划分,让我一下子就明白了它们之间的关系。我印象最深的是,书中有一张关于“宇宙大爆炸”的示意图,从一个小小的奇点开始,到宇宙的膨胀,再到星系的形成,整个过程都通过一连串精美的插画展现出来,让我感觉就像是看一部宇宙的“微电影”。这些插图不仅仅是用来美化版面,更是真正起到了辅助理解的作用,让我能够更直观、更深刻地把握那些抽象的科学概念。而且,书中还引用了一些非常著名的天文照片,比如哈勃望远镜拍摄的深场图像,让我看到了宇宙的壮丽和神秘。这本书的优点在于,它能够将科学知识与艺术化的视觉呈现相结合,让学习的过程变得更加生动有趣,也让我能够更有效地吸收和理解那些复杂的科学信息。

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这本书的结构设计非常合理,逻辑清晰,循序渐进,让我能够轻松地掌握学习的脉络。从最基础的宇宙构成,到复杂的星系演化,再到前沿的宇宙学理论,作者都能够将它们安排得井井有条,让我不会感到迷茫。我尤其喜欢书中关于“宇宙学原理”的讲解,作者首先介绍了“同质性”和“各向同性”这两个基本概念,然后在此基础上,逐步推导出宇宙的膨胀以及宇宙的年龄等结论。这种“由浅入深”的讲解方式,让我能够理解每一个结论背后的推理过程,而不是简单地接受一个现成的答案。而且,书中还为每个章节都设置了“本章总结”或者“关键概念回顾”,这对于我这样需要反复巩固的读者来说,是非常有帮助的。这些总结能够帮助我快速回忆起本章的重点内容,并且将它们融会贯通。我印象深刻的是,书中在介绍一些比较复杂的概念时,还会引用一些历史上的经典实验或者观测证据,这些证据都能够有力地支持科学理论,让我对这些理论有了更深的信任。这本书的优点在于,它不仅提供了丰富的知识,更重要的是,它能够以一种系统化的方式呈现这些知识,让我能够更好地理解和记忆,并且形成一个完整的宇宙知识体系。它不仅仅是一本关于宇宙的书,更是一本关于如何构建科学知识体系的范本。

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我得承认,这本书在我开始阅读之前,我对于天文学的理解非常有限,基本上只停留在“地球绕着太阳转”这个层面。但是,这本书彻底改变了我的认知,让我看到了一个更加宏大、更加奇妙的宇宙。它不仅仅是罗列事实,更是构建了一个完整的知识体系。比如,在讲到“恒星的生命周期”时,作者不仅仅介绍了恒星是如何诞生的,更是详细地讲解了它如何经历主序星阶段,然后变成红巨星,最后以超新星爆发或者变成白矮星、中子星、黑洞等不同的结局。这种“从生到死”的完整叙述,让我觉得每一颗星星都有着自己的故事,都有着自己的生命轨迹。我尤其喜欢书里关于“星系的碰撞和合并”的章节,作者用非常形象的语言描述了两个星系相互靠近、相互吸引,最终融合在一起的过程。那种宏大的宇宙尺度上的“舞蹈”,真的让我感到非常震撼。而且,它还解释了为什么有些星系是旋涡状的,有些是椭圆状的,这些形态差异都与它们形成和演化的历史有关。这本书的优点在于,它能够将零散的天文现象联系起来,构建一个有逻辑、有体系的宇宙图景,让我能够更清晰、更深刻地理解宇宙的运作方式。它不仅仅让我认识了宇宙的万千景象,更让我感受到了宇宙本身的生命力和规律。

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2009年7月。这个暑假迷天文,这本算是天文学的入门教材了,没全部看完,也没完全理解,但也有不少收获了。

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2009年7月。这个暑假迷天文,这本算是天文学的入门教材了,没全部看完,也没完全理解,但也有不少收获了。

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