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出版者:7-122

作者:员冬梅

出品人:

页数:266

译者:

出版时间:2007-8

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787122005670

丛书系列:

图书标签:

• 生物学
• 普通生物学
• 生命科学
• 基础生物学
• 教科书
• 大学教材
• 细胞生物学
• 遗传学
• 进化论
• 生态学

好的，这是一本名为《星际航行与时空折叠》的图书简介，内容聚焦于先进的物理学理论、宇宙探索以及人类对超光速旅行的构想。 --- 星际航行与时空折叠：超越光速的物理学前沿 图书简介 在人类仰望星空、渴望触及遥远星辰的千年梦想中，我们从未停止对“速度”与“距离”的极限思考。从伽利略的落体实验到爱因斯坦的狭义相对论，物理学不断重塑我们对宇宙的认知。然而，当我们面对广袤的银河系，光速——宇宙公认的速度上限——却成为了阻碍星际旅行的最大壁垒。 《星际航行与时空折叠》是一部深入探索现代物理学、前沿工程学以及宇宙航行理论的专著。它摒弃了科幻小说中常见的“跃迁”概念，而是基于坚实的数学模型与理论物理框架，审视人类如何可能在未来数百年内实现真正意义上的深空探索。本书的焦点集中于“如何绕过”光速限制，而非“如何打破”光速限制。 --- 第一部分：相对论的疆界与时空几何学 本书的第一部分将带领读者重温狭义与广义相对论的核心思想，但重点将置于其对超远距离航行的深远影响。我们不会停留在教科书的层面，而是探讨这些理论在宏大尺度下所揭示的宇宙结构。 1.1 时间膨胀的悖论与实效性： 尽管时间膨胀（Time Dilation）是相对论的直接推论，对于宇航员而言，它在接近光速时带来的寿命延长效应是否具有实际的星际旅行价值？我们将分析极高速度下，不同参考系之间信息传递的延迟问题，以及如何利用这种效应来规划跨代际的星际任务。 1.2 引力场与时空弯曲： 广义相对论揭示了物质如何弯曲时空。本书将详细剖析黑洞、中子星等极端引力源周围的时空结构。更重要的是，我们将引入“时空度规”（Spacetime Metrics）的概念，这是理解所有曲速驱动理论的数学基础。理解引力如何“拉伸”和“压缩”时空，是实现空间操纵的第一步。 1.3 惯性系与非惯性系下的航行计算： 在没有传统推进器的约束下，航行者如何感知自身的运动？我们将探讨在极端加速或减速环境下，飞船内部的惯性力如何影响生命维持系统，并引入“固有加速率”（Proper Acceleration）作为宇航员实际感受到的唯一有效度量。 --- 第二部分：空间压缩的概念与驱动理论 星际旅行的本质挑战在于距离。光年尺度上的距离要求我们必须找到一种方法，使得有效路径的长度缩短。本书将详尽分析目前理论物理中最有前景的“空间压缩”方案，并评估其所需的能量与物质条件。 2.1 阿尔库比耶雷驱动（Alcubierre Drive）的数学模型： 作为曲速理论的奠基性工作，阿尔库比耶雷模型是本书的核心分析对象。我们将深入研究其数学形式，即如何在飞船前方“收缩”空间，在后方“膨胀”空间，从而实现有效的超光速运动，而飞船本身始终处于零加速度的“局部平坦空间”中。 2.2 负能量密度与奇异物质的需求： 阿尔库比耶雷驱动的致命弱点在于其对“负能量密度”物质的需求。本书将系统梳理当前量子场论中关于负能量的理论探讨，包括卡西米尔效应（Casimir Effect）的宏观放大可能性，以及对奇异物质（Exotic Matter）物理性质的推演。我们不会提供制造方法，而是严格评估其理论存在性和稳定性的边界。 2.3 虫洞的拓扑结构与可穿越性： 虫洞（Wormholes）代表了时空连接的另一种可能性。本书将探讨爱因斯坦-罗森桥的理论演化，特别是米格尔·阿库别瑞等人对“可穿越虫洞”（Traversable Wormholes）的研究。重点在于维持虫洞喉部（Throat）开放所需的负能量条件，以及如何避免虫洞在物质通过时发生灾难性的引力坍塌。 --- 第三部分：能量源、工程挑战与因果律问题 即使理论上可行，将这些物理概念转化为可操作的技术，仍面临着巨大的能量壁垒和不可预测的物理后果。 3.1 极端能源的需求估算： 计算星际航行所需的能量是极其重要的现实约束。本书将基于不同的驱动模型（如曲速泡或虫洞），计算穿越数十甚至数百光年所需的能量量级。这些计算将与人类目前掌握的最高效能源（如反物质湮灭、戴森球构想）进行对比，揭示差距。 3.2 辐射、冲击波与界面效应： 曲速驱动在工作时，飞船前方的空间被压缩。当飞船停止运动或改变方向时，这些被压缩的空间所捕获的粒子和能量（如宇宙微波背景辐射）将以极高的能量喷射而出。我们将分析这种“曲速冲击波”对目标星系的潜在影响，以及如何设计防护机制以保护航行器本身。 3.3 封闭类时曲线（CTCs）与时间悖论： 任何允许超光速运动的理论，在数学上往往与允许时间旅行（即封闭类时曲线）的理论相交织。本书将用严谨的物理逻辑，探讨如何设计“因果结构保护机制”，确保星际航行不会导致祖父悖论等逻辑上的自我矛盾，从而维护宇宙的物理一致性。 --- 结论：迈向深空时代的物理学路线图 《星际航行与时空折叠》总结了人类在探索超远距离航行领域中的所有理论努力。它不是一本关于“如何做”的指南，而是关于“我们知道什么，以及我们不知道什么”的深刻分析。本书的最终目标是为下一代理论物理学家和宇航工程师提供一个清晰的、基于当前科学边界的路线图，指出哪些问题是可以通过现有物理学框架解决的，而哪些则需要我们对量子引力等更深层理论进行根本性的突破。 适合读者： 理论物理学爱好者、空间科学研究人员、对前沿天体物理学感兴趣的工程师与学生。 ---

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这本书给我最大的触动在于它对生命多样性的那种近乎虔诚的赞美。作者并非只是罗列物种和分类，而是深入挖掘了每一种生命形式在进化长河中挣扎求存、适应环境的精彩“剧本”。我被那些极端环境下的生物所深深震撼，它们为了生存而演化出的那些不可思议的生理机制，简直是自然界最伟大的奇迹。阅读过程中，我感觉自己仿佛化身为一名野外探险家，跟随作者的脚步，走进了热带雨林、深海热泉、以及荒芜的沙漠，亲眼见证了生命顽强的韧性。它不仅仅是在传授知识，更是在培养一种对自然界的敬畏之心，提醒我们人类在宏大的生命网络中，不过是微小的一环。这种宏大叙事和微观观察的完美结合，让这本书的厚度远超其纸面上的页数。

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这本书的叙事节奏把握得真是太棒了，从头到尾都充满了引人入胜的细节。我特别喜欢作者在描述细胞结构和功能时所采用的类比手法，那些复杂的概念一下子就变得生动起来，仿佛我真的能“看到”线粒体在细胞内辛勤工作。翻开这本书，就像是进入了一个微观世界的探险，那些原本只存在于教科书上的抽象名词，通过作者的笔触，都拥有了鲜活的生命力。作者的文字功底深厚，语言精准而富有感染力，即便是涉及到一些高深的遗传学原理，也能用一种娓娓道来的方式，让人心甘情愿地沉浸其中，去探索生命的奥秘。读完某个章节后，我常常会合上书本，陷入沉思，思考这些生命现象背后更深层次的逻辑和联系，这不仅仅是一次知识的摄取，更是一次思维上的深度淬炼。它成功地将枯燥的科学知识转化成了一场引人入胜的故事会，让人在轻松愉快的阅读体验中，不知不觉地掌握了大量的科学知识。

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我必须说，这本书的图文排版简直是教科书级别的典范！每一个插图都经过了精心设计，色彩的运用大胆而和谐，线条的勾勒精确到位，完美地补充了文字内容，起到了画龙点睛的作用。特别是那些关于生态系统动态平衡的复杂图表，以往我总觉得难以理解，但在这本书里，它们被清晰地分解成了几个易于消化的部分，让原本扑朔迷离的关系变得一目了然。作者在选择配图时显然是下了大功夫的，它们绝不是那种敷衍了事的填充物，而是深入理解主题的关键媒介。每次当我读到某个知识点感到有些吃力时，只需要目光下滑到那张精美的图示上，瞬间豁然开朗。这种图文并茂的呈现方式，极大地降低了阅读的门槛，使得即便是初次接触这些领域的读者，也能感受到一种流畅的、无阻碍的学习体验。这种对细节的极致追求，体现了出版方和作者对读者体验的尊重。

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坦白讲，这本书的理论深度和广度让我有些吃惊，它完全不是那种走马观花的科普读物。作者对于实验设计和科学史的梳理非常严谨，不回避科学发展过程中那些充满争议和曲折的时刻。比如，在讲述孟德尔遗传定律的建立过程中，作者详细描述了实验的设置、对照组的选择以及数据分析的方法，这使得读者能够真正理解“科学方法”是如何运作的，而不是简单地接受结论。对于那些有一定背景知识的读者来说，这本书提供了极佳的深入钻研的机会，它能让你停下来，重新审视那些你以为已经掌握的知识点，发掘其背后的复杂逻辑和历史背景。它要求读者投入精力和思考，但所回报的知识的扎实程度，绝对是物超所值的。这本著作，无疑是为那些渴望真正理解科学内核的读者量身打造的。

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这本书的语言风格带着一种令人舒服的、老派的学者风范，沉稳、内敛，却又不失洞察人心的犀利。它没有使用当下流行的那些过于轻浮或夸张的表达方式来吸引眼球，而是依靠内容的坚实基础和逻辑的严密性来留住读者。在处理一些社会伦理问题时，作者表现出了极高的专业素养和中立立场，只是客观地呈现科学事实和相关的研究进展，将判断权留给了读者。这种尊重读者的处理方式，让我感到被信任，也促使我更加积极地参与到知识的建构中去。这本书更像是一位智者在你耳边低语，用清晰、有条理的思路，为你构建起一个关于生命世界的完整认知框架，让人读完之后，内心是充实而平静的，带着一种对世界更清晰的认识离开了书页。

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