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出版者:北京理工大学出版社

作者:张建国

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:2007-8

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787564011383

丛书系列:

图书标签:

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• 通信技术

《星际航行图谱：超光速引擎的理论与实践》 导言：超越光速的边界 本书深入探讨了人类文明在探索宇宙过程中所面临的最核心挑战之一——如何实现有效的超光速（Faster-Than-Light, FTL）位移。我们不再局限于爱因斯坦相对论所设定的速度极限，而是将目光投向了量子引力、时空几何学和高维物理学的交叉前沿。这不是一本关于现有技术的概述，而是对未来物理学可能性的激进探索。我们将系统地梳理并评估所有被提出或设想的FTL驱动机制，从理论基础到工程实现的巨大鸿沟，力求为下一代空间探索者提供一个坚实的理论框架。 第一部分：理论基石与经典局限 第一章：相对论的铁幕 本章首先回顾了狭义相对论中对光速不可超越性的严格论证，重点分析了质量、能量与速度的指数级关系如何构筑了传统火箭推进的物理屏障。我们将详细剖析“时间膨胀”和“洛伦兹收缩”效应，并讨论为什么在经典物理学框架下，任何物质粒子的加速过程都无法突破$c$的限制。随后，我们转向广义相对论，探讨时空本身的结构是否提供了绕开这一限制的可能性。我们不仅会审视米格尔·阿库别瑞（Alcubierre）提出的“曲速泡”（Warp Bubble）概念的原始数学模型，还会细致地考察其对负能量密度的严格要求，并分析引入负质量物质在当前理论体系中所引发的因果悖论。 第二章：量子场论与零点能的低语 如果宏观层面的加速受限，那么微观层面的量子涨落是否能提供突破口？本章聚焦于量子场论（QFT）与引力理论的结合点。我们研究了“卡西米尔效应”（Casimir Effect）在构建局域负能量密度方面的潜力与局限性，并评估了从真空中提取有效能量驱动引擎的可能性。我们还探讨了“量子真空重整化”在处理FTL理论时所暴露出的不完备性，特别是如何利用高维空间的额外自由度来“泄漏”能量或动量，以实现对惯性质量的暂时规避。 第二部分：超越时空结构的驱动模型 第三章：虫洞的几何学构造 虫洞（Wormholes）作为时空中的捷径，提供了一种“走捷径”而非“超速前进”的FTL方案。本章将详细解析爱因斯坦-罗森桥（Einstein-Rosen Bridge）的拓扑结构，并着重分析如何通过理论上的“张开”（Keeping the throat open）技术来维持其可穿越性。我们深入研究了维持虫洞口开放所需的“异物质”（Exotic Matter）的特性，包括其奇特的应力-能量张量，并对比了“洛弗勒-莫里斯虫洞”（Lorentzian-Morris Wormhole）与“环形超空间通道”在稳定性和旅行时间方面的差异。几何学上的精确度是实现稳定虫洞的关键，本章通过引入黎曼几何和微分拓扑学的工具，为构建可控时空隧道奠定理论基础。 第四章：扭曲场与时空剪切力 相较于纯粹的曲速驱动，扭曲场模型更强调对局部时空曲率的精确、动态控制。本章提出了一种基于“高阶引力修正项”的驱动框架，该框架试图利用超强电磁场或特定频率的引力波来诱导周围空间产生可控的“剪切形变”。我们详细分析了如何设计一个复杂的、动态调制的发生器阵列，以在飞船前方压缩空间、在后方膨胀空间，同时避免传统曲速驱动中不可避免的奇点问题。关键在于对张量场的非线性耦合效应的精确模拟和预测。 第三部分：工程实现与前沿挑战 第五章：奇异材料与能源需求 所有FTL驱动理论都指向一个共同的瓶颈：对极端物质状态的需求。本章专注于对“奇异材料”的物理特性建模。我们不再仅仅讨论负质量，而是扩展到对具有“负惯性”或“零能态”特性的超流体或玻色-爱因斯坦凝聚体的理论设想。此外，我们将量化实现稳定曲速场或虫洞所需的能量，并评估现有的聚变技术、反物质反应堆，乃至理论上的“零点能提取”方案，能否满足这种天文数字级的能源需求。本章还讨论了如何通过优化驱动场的形状和效率，将理论上的能量门槛降低到可企及的范围。 第六章：因果律的捍卫与信息保护 超光速旅行带来的最深层哲学和物理学挑战在于因果律。如果可以超光速移动，那么时间旅行的可能性便会浮现。本章系统梳理了当前物理学界对“时序保护猜想”（Chronology Protection Conjecture）的各种尝试性解释，并讨论了如何通过限制驱动场的性质（例如，限制曲速泡的“出口速度”或限制虫洞的“稳定时间”）来避免祖父悖论。我们还将探讨FTL通信的理论可行性，以及在进行超光速位移时，如何确保飞船和乘客在经历极端时空扭曲后，其内部信息结构和量子态的完整性不受破坏。 结论：迈向宇宙尺度的文明 本书的结论部分将总结目前最具前景的FTL理论路径，并展望下一阶段的实验物理学研究方向。我们强调，突破光速限制不仅仅是工程学的胜利，更是对宇宙基本规律理解的彻底革新。成功实现星际航行，将标志着人类文明从行星摇篮正式迈入银河尺度。 （注：全书侧重于高阶理论物理、广义相对论的应用、拓扑学在时空结构中的应用、以及对现有物理学边界的严谨数学推导和概念性分析，旨在为理论物理学家和高级航天工程师提供一个深入的、非应用层面的参考。）

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读完这本关于“电视技术”的书，我最大的感受是，它成功地搭建了一个从底层原理到应用实践的完整知识体系，特别是对于那些对信号处理和显示技术有深入兴趣的读者来说，简直就是一本宝库。书中关于数字视频压缩算法的部分，讲解得尤为精妙。作者没有满足于泛泛而谈MPEG的各个版本，而是深入剖析了帧内预测和帧间预测的核心差异，甚至还用图示对比了DCT（离散余弦变换）在去除空间冗余信息时的数学基础。我花了很大的篇幅去理解熵编码的那一章，虽然涉及到概率论和信息论的基础，但作者巧妙地运用了类比，比如将数据流比作“打包行李”，清晰地解释了霍夫曼编码和算术编码在效率上的权衡与取舍。更让我惊叹的是，书中对色彩科学的阐述，那部分关于人眼视觉暂留效应的生理基础，以及如何将三原色（RGB）的信号映射到人眼感知的亮度（Y）和色度（Cb/Cr）空间，那种严谨的科学论证，让我对我们日常观看的彩色图像背后的复杂计算有了全新的认识。这本书的深度远超出了教科书的范畴，它更像是一本资深工程师的经验总结，每一个技术点都有其深厚的理论支撑和实际应用背景。阅读过程中，我需要频繁地查阅一些基础的信号与系统知识，但这反而促成了我知识体系的查漏补缺，是一次非常高效的学习过程。

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从阅读体验的角度来看，这本书在辅助材料的运用上做得非常出色，大大弥补了纯文字描述的抽象性。书中包含了大量高清的电路原理图和PCB布局示意图，这些图纸的清晰度和标注的准确性令人称赞。尤其是在讲解数字逻辑电路部分时，作者使用了大量时序图（Timing Diagrams）来直观地展示数据如何在总线上传输，哪个信号先来，哪个信号后到，哪一步是等待，哪一步是处理，这些复杂的时序关系，通过图形化表达，瞬间就变得清晰明了，避免了大量的文字堆砌和读者理解的偏差。此外，作者还穿插了一些“技术人物访谈”的短章，这些穿插的内容虽然不是核心技术讲解，但却提供了宝贵的第一手资料，让读者对那些改变了行业面貌的设计师和工程师有了更立体的认识，增添了阅读的趣味性和人情味。我注意到，即便是提到一些已经淘汰的过时技术，作者也依然保持着高度的尊重和严谨的分析，这种对技术遗产的尊重，让这本书的整体基调显得非常成熟和权威。总而言之，这是一本将严谨的科学、工程实践和历史人文关怀完美融合在一起的优秀技术著作。

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这本书的装帧设计非常吸引人，封面那种深邃的蓝色调，配上一些电路板的线条图腾，一眼就能看出是技术类书籍，但又没有那种死板的理工科教材感。拿到手里，纸张的质感很扎实，油墨印刷清晰锐利，翻阅起来有一种沉甸甸的满足感。我本来是抱着随便看看的心态买的，因为我对“技术”这个词的理解还停留在早期的模拟时代，没想到它一上来就给我带来了很大的惊喜。它并没有一开始就堆砌复杂的公式或者晦涩的专业术语，而是用一种非常生活化的语言，把光是如何被捕捉、编码、传输和最终在屏幕上呈现的整个流程，像讲故事一样娓娓道来。比如，它详细介绍了几种早期显像管的工作原理，那种通过电子束轰击荧光粉层来形成图像的物理过程，描述得栩栩如生，让我仿佛能亲眼看到那些微小的粒子在高速运动。我尤其欣赏作者在阐述技术演进时所带有的历史厚重感，它不仅仅是在介绍“是什么”，更在探讨“为什么会变成这样”，那种对技术发展脉络的梳理，远超出了我对一本技术手册的期待。这本书的排版也非常人性化，关键概念都有加粗或用小框标注，即便是初次接触这个领域的人，也能比较轻松地跟上作者的思路，不会轻易迷失在技术细节的海洋里。整体感觉就是，它是一本从内到外都散发着专业气息，但阅读体验却非常流畅愉快的技术读物。

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这本书的叙事风格有一种奇特的魔力，它不像那种冷冰冰的技术手册，反而像是一位经验老到的行业前辈，带着你穿梭于过去几十年间的技术革命现场。开篇对19世纪末期扫描理论的追溯，简直就是一堂精彩的“科技考古课”。我完全被那些早期的发明家们，如何在材料和工程的极度匮乏下，凭借着大胆的想象力去构建一个全新的信息传播媒介的过程所震撼。书中生动地描绘了机械扫描电视与电子扫描电视竞争的历史片段，那种技术路线之争的戏剧性，读起来比小说还引人入胜。特别是对阴极射线管（CRT）从实验室走向大众家中的过程的描述，不仅涉及技术细节，还融入了当时社会对新奇事物的好奇与接受程度的社会学观察。书中提到，早期电视的普及也受到了内容制作能力和广播基础设施的限制，这让我意识到，任何一项“技术”的成功，都离不开配套的“生态系统”的成熟。这种宏观的视角，使得这本书的格局一下子打开了，不再局限于元件和电路图，而是将电视技术置于整个工业发展史和社会文化变迁的大背景下进行考察，读起来让人心潮澎湃，充满了对人类创造力的敬畏。

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坦白说，这本书的实用价值体现在它对故障诊断和维护流程的详尽描述上。虽然我不是专业的维修人员，但作为对设备内部运作好奇的用户，我从中获益良多。书中针对不同年代电视机的常见故障模式，系统性地分类和分析了故障点，比如电源部分的滤波电路失效、行输出变压器的过载保护机制，以及伴音功放电路的常见问题。作者提供了一套逻辑清晰的排查步骤，从简单的电压测量到示波器波形分析，每一步都附带了“如果出现A情况，检查B点；如果出现C情况，调整D参数”的指导。特别让我印象深刻的是，它对模拟信号与数字信号交接点——解码器模块的故障分析，这部分内容的处理尤为细腻。它详细解释了为什么同一个“雪花点”，在模拟信号干扰和数字信号丢包的情况下，其底层原因和解决思路是完全不同的。这种细致入微的实战经验分享，让原本感觉高不可攀的电子维修工作，变得条理分明、触手可及，极大地增强了读者的动手信心。它不仅仅是一本理论书，更像是一本放在工具箱里的技术手册，随时可以拿出来解决实际问题。

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