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出版者:天下文化

作者:阿札羅夫

出品人:

页数:平裝

译者:葉偉文

出版时间:2007年09月21日

价格:0

装帧:305頁

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星海探秘：宇宙的广袤与奥秘 第一部分：从地球到宇宙的尺度 本书旨在带领读者进行一次宏大而深刻的星际之旅，从我们熟悉的地球出发，逐步揭示宇宙的浩瀚尺度与深邃本质。我们不再将目光局限于太阳系内的行星运行，而是将视野投向更遥远的星系、星团乃至超星系团。 第一章：测量的艺术——如何丈量星空 在开始探索宇宙之前，我们必须先掌握“距离”这个概念在宇宙尺度下的意义。本章将详细阐述人类是如何测量天文尺度的。我们将从基础的三角视差法开始，解释恒星距离的确定原理，如何利用光行差和年周视差来建立起近邻星系的距离标尺。随后，我们将深入探讨“标准烛光”的概念，例如造父变星和Ia型超新星，它们如何成为我们穿越数十亿光年测量宇宙膨胀率的关键工具。我们将探讨这些测量方法的局限性，以及现代天文学家如何结合红移测量和宇宙学模型来校准这些远距离的量尺。这一章的重点在于理解我们所谈论的“光年”和“秒差距”背后所蕴含的精确观测和理论推导。 第二章：太阳系的边界及其之外 尽管太阳系在宇宙中微不足道，但它是我们理解行星形成和恒星系统的起点。本章将细致描绘太阳系的结构，从水星的灼热表面到海王星冰冷的边缘。我们不会仅仅停留在八大行星的介绍上，而是会花大量篇幅探讨柯伊伯带、奥尔特云以及散射盘——这些太阳系边缘的冰封世界，它们是早期太阳系物质的“冷冻档案”。我们将讨论冥王星的重新分类及其意义，以及“海王星外天体”（TNOs）的研究如何帮助我们推断早期行星迁移的历史。最后，我们将触及银河系中太阳系的位置，为下一部分的星际旅行做铺垫。 第二部分：恒星的生与死：生命的周期 恒星是宇宙中最基本的发光实体，它们的诞生、演化和死亡构成了宇宙的动态画卷。本章聚焦于恒星生命周期的各个阶段，揭示它们如何通过核聚变创造出构成生命的元素。 第三章：星云中的摇篮——恒星的形成 恒星的诞生并非一个瞬间事件，而是一个跨越数百万年的引力坍缩过程。本章将剖析分子云的性质，它们如何因为引力不稳定性或超新星爆炸的激波而塌缩。我们将详细描述原恒星阶段，包括特雷斯曲线（H-R图上的前主序阶段）、原恒星喷流（Herbig-Haro天体）的形成机制，以及吸积盘如何向中心天体输送物质。讨论的焦点将放在质量对于恒星最终命运的决定性作用上——质量小的恒星和质量大的恒星，其形成路径有着本质的区别。 第四章：主序之后：红巨星与白矮星的命运 当恒星耗尽核心的氢燃料后，它们进入了生命中最引人注目的阶段。对于像太阳一样的低质量恒星，核心收缩将导致外层膨胀，形成红巨星。本章将深入探讨氦闪现象、碳氧核心的形成，以及最终行星状星云的壮丽景象。随后，我们将分析白矮星的物理特性——它们如何依靠电子简并压力来抵抗引力坍缩，以及它们冷却的漫长过程。我们还将探讨双星系统中白矮星的特殊命运，特别是白矮星吸积伴星物质可能导致的Ia型超新星爆发，这种爆发在宇宙学中的重要性无可替代。 第五章：巨星的终结——超新星与重元素工厂 质量远大于太阳的恒星，其生命以一场宇宙中最剧烈的爆炸——超新星——而告终。本章将区分II型（核心塌缩）和Ia型（热核）超新星的爆发机制。重点放在II型超新星内部，追踪铁核的形成、光致蜕变（Photodisintegration）和中微子驱动的反弹机制。更重要的是，我们将探讨这些爆炸如何将碳、氧、硅直至铁以外的所有重元素抛洒到星际空间，解释“我们都是星尘”这一说法的物理基础。随后，我们将简要概述中子星和黑洞的形成。 第三部分：星系的结构与演化 恒星聚集在一起构成了星系，星系则以复杂的网络结构填充着宇宙空间。本章将探索星系的分类、动态学以及它们相互作用的后果。 第六章：银河系的剖面图 我们的家园——银河系是一个典型的旋涡星系。本章将从不同波段的观测入手，勾勒出银河系的全貌。我们将描述银盘的旋臂结构、厚盘与薄盘的差异、中央的核球，以及一个占据了我们已知质量绝大部分的、看不见的成分——暗物质晕。通过详细分析球状星团和星系晕中的老恒星，我们可以回溯银河系的早期形成历史。本章也将介绍对银河系中心超大质量黑洞——人马座A——的观测证据。 第七章：星系大家族：形态与动态 哈勃的星系分类法（椭圆、螺旋和不规则星系）是理解星系形态演化的基石。本章将深入研究每种类型的内部动力学特征：椭圆星系中恒星的随机运动与螺旋星系中恒星的有序旋转之间的对比。我们将探讨星系团和星系群的引力束缚效应，以及星系间的引力潮汐作用如何导致星系并合与变形。特别关注星系并合事件对恒星形成历史和形态演化的深远影响。 第八章：宇宙网：星系的大尺度结构 从星系到宇宙网，我们的视角需要进一步放大。本章将介绍星系如何分布在巨大的宇宙纤维、空洞和星系团中，构成了我们今天所观察到的“宇宙网”。我们将讨论星系团内部的X射线气体以及它们对星系演化的影响（如“马菲效应”）。理解这种大尺度结构需要引入宇宙学背景，为下一部分对宇宙起源和命运的探讨做准备。 第四部分：宇宙的起源与未来 本书的最后部分将跨越时间的鸿沟，探讨宇宙的诞生、膨胀，以及它最终的归宿。 第九章：大爆炸的余晖与暴胀的时代 我们如何确定宇宙有一个开端？本章将详细阐述大爆炸理论的支柱性证据：宇宙微波背景辐射（CMB）。我们将解析CMB的各项异性（如COBE、WMAP和Planck卫星的发现），这些微小的温度波动是如何播下了后来星系形成的种子。此外，我们将探讨“暴胀理论”的必要性，解释它如何解决了标准大爆炸模型中的视界问题和磁单极子问题，并预测了今天的宇宙结构。 第十章：暗物质与暗能量：未知的驱动力 现代宇宙学面临两大谜团：暗物质和暗能量。本章将系统梳理我们对暗物质的观测证据，从星系旋转曲线到引力透镜效应，并讨论WIMPs、轴子等主要的理论候选者。随后，我们将转向暗能量——驱动宇宙加速膨胀的神秘力量。通过分析Ia型超新星观测得出的宇宙加速膨胀率，我们将探讨ΛCDM模型（冷暗物质与宇宙学常数模型）如何描述宇宙的最终命运，以及“第五种力”的可能性。 结语：未竟的探索 宇宙的探索永无止境。本书的终点，恰恰是下一轮观测和理论突破的起点。我们将总结当前天文学和宇宙学中尚未解决的关键问题，鼓励读者持续关注引力波天文学、系外行星的生命搜寻，以及下一代大型望远镜将带给我们的新发现。宇宙的广袤，等待着人类更深入的理解与丈量。

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我拿到这本《物理早自習》纯属偶然，当时是在书店闲逛，被它那个简约却又不失深度的封面设计吸引住了。阅读过程对我来说，简直是一场思想上的小型地震。这本书的深度远超我最初的预期，它没有停留在基础概念的简单复述上，而是深入挖掘了物理学发展史上的那些关键转折点和思想的交锋。作者对科学哲学层面的探讨尤为精彩，他不仅仅告诉你“是什么”，更会追问“为什么是这样”，以及“当时的人们是如何突破思维定势的”。例如，在讲解狭义相对论的建立时，作者花了很大篇幅去还原爱因斯坦是如何挑战了以太这个根深蒂固的观念，那种挑战权威的勇气和逻辑的严谨性，让人读来热血沸腾。这本书的行文风格非常老派且严谨，用词精准，逻辑链条清晰，几乎没有一句废话。对于希望系统性梳理自己物理认知体系的读者来说，它提供了极佳的框架。我建议读者最好是能沉下心来，最好是准备一个笔记本，随时标记那些让你产生共鸣或者需要深入思考的段落，因为这本书的信息密度非常大，需要细细品味才能体会到它的精髓。

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这本书的语言风格简直像一位艺术大师在雕琢一件作品，充满了韵律感和思辨的张力。我以前总觉得物理是冰冷的数学语言，但《物理早自習》却赋予了它人文的光辉。作者在描述那些物理定律时，经常会引用古希腊哲学家、文艺复兴时期的思想家，甚至文学作品中的片段来做类比，使得原本坚硬的知识点变得柔软而富有弹性。这让我想起达芬奇将艺术与科学融为一体的理念。比如在讨论电磁场理论时，作者将麦克斯韦方程组的美感，比作巴赫的赋格曲，那种和谐与统一的内在结构，通过文字被完美地传达了出来。这种跨学科的融合视角，极大地拓宽了我的视野，让我不再将物理视为一个孤立的学科。对于那些追求知识广度和深度，渴望在科学阅读中找到审美享受的读者，这本书无疑是一次难得的盛宴。

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坦白讲，这本书对我这个非物理专业出身的人来说，挑战性是存在的，但那种挑战带来的乐趣是纯粹的学习之乐。它没有为了迎合大众而过度简化内容，而是保持了科学的严肃性，同时又非常巧妙地设置了引导性的提问。每当我觉得快要跟不上的时候，作者总会适时地插入一段回顾或者总结，用一种非常谦逊的口吻引导读者重新审视前文。这本书更像是一本“物理思维训练手册”，而不是单纯的知识传递工具。它训练你的不是记忆力，而是逻辑推理和对不确定性的接受能力。尤其是在探讨混沌理论和复杂系统那部分，作者处理得极为高明，既没有故弄玄虚，也没有把话说死，而是展示了科学边界的迷人和不可预测性。读完后，我感觉自己的思维方式都变得更加开放和辩证了，不再执着于寻找唯一的标准答案，而是开始欣赏过程中的每一个可能性。这本《物理早自習》绝对是值得反复阅读和思考的佳作。

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说实话，我一开始对这种“时间限定”的书名持保留态度，《物理早自習》，听起来太功利了。但读了之后，我发现它最大的价值在于提供了一种全新的学习节奏感。这本书的章节划分非常精妙，每一章的长度似乎都计算过，正好适合利用碎片化的时间进行高质量的吸收。它不像教科书那样需要一整块时间来攻克，而是鼓励你每天早上起来，用半小时到一小时的时间，聚焦于一个特定的物理主题。这种“小步快跑”的策略极大地减轻了学习的心理负担。而且，书中的例题或者说思考题，虽然数量不多，但质量极高，它们往往不是让你套公式计算，而是让你站在更高的维度上去思考现象背后的物理原理。我特别喜欢它对实验的描述，细节到位，让人仿佛身临其境地参与了那些伟大的科学发现。读完一个单元，你会有一种“今天早上又解锁了一个世界真相”的满足感，这种正向反馈是坚持下去的最大动力。

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这本《物理早自習》的阅读体验真是令人眼前一亮。刚翻开的时候，我还以为会是一本枯燥的物理习题集，毕竟名字里带着“早自習”三个字，听起来就充满了应试的味道。没想到，作者的叙述方式非常贴近生活，读起来一点都不费劲。它不是那种冷冰冰的公式堆砌，而是像一个经验丰富的前辈在跟你娓娓道来，把那些抽象的物理概念用生动的例子串联起来。比如讲解力学的时候，他没有直接抛出牛顿定律，而是从我们日常生活中遇到的推箱子、抛物体这些场景入手，让你在不知不觉中就理解了力的本质。尤其是对于那些我一直觉得很模糊的量子力学初步概念，作者竟然能用很形象的比喻来阐述，虽然我不敢说完全吃透了那些深奥的理论，但至少能感受到背后的逻辑和美感。这本书的排版也很舒服，字里行间留出的空白恰到好处，读累了可以随时停下来消化一下。总的来说，它成功地将早晨那段容易犯困的时间，变成了一段充满启迪的探索之旅，让人对物理产生了久违的亲近感。我强烈推荐给那些曾经被物理劝退，但内心又对世界运行规律充满好奇的读者们。

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