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出版者:Thomson Learning

作者:Yochim

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:28.95

装帧:HRD

isbn号码:9780314023049

丛书系列:

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• 消化系统
• 人体消化
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• 营养吸收
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• 消化生理学
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• 解剖学

《行星动力学与天体构造》 内容提要： 本书深入探讨了行星的形成、演化及其内部结构与外部动力学过程。内容涵盖了从星云坍缩到行星分异的早期物理化学过程，分析了行星磁场、板块构造（在类地行星上的体现）以及火山活动等关键内部驱动力的起源与维持机制。同时，本书详细剖析了小行星、彗星等太阳系小天体对行星轨道、大气演化乃至生命起源所施加的引力、撞击和物质交换效应。侧重于运用先进的数值模拟和高精度观测数据，构建多尺度模型，以理解不同类型行星——从岩石行星到巨型气态行星——的结构、热力学状态及动态平衡。 --- 第一章：行星形成的初始条件与物质汇集 1.1 原行星盘的物理性质与化学分馏 本书开篇即追溯至恒星系统诞生的起点——分子云的引力塌缩。我们详细考察了原行星盘的结构，特别是温度梯度如何决定了冰线（或雪线）的位置。冰线以上的区域，硅酸盐和金属凝结成微米级的尘埃颗粒，这些颗粒通过布朗运动和范德华力初步聚集，形成了毫米到厘米级的“碰撞-粘附”团块。在冰线以内，水、甲烷、氨等挥发性物质以冰的形式存在，极大地增加了可用于构建固态核心的物质总量。我们运用现代恒星形成模型，计算了不同轨道半径处的物质密度分布和冷却速率，这些初始条件是后续行星规模和组成差异的决定性因素。 1.2 固态物质的增长：从微行星到星子 章节深入阐述了行星形成的“碎块聚集模型”（Pebble Accretion Model）与传统核心吸积模型（Core Accretion Model）的异同。重点分析了如何在原行星盘的柯尔文-霍尔姆（Kelvin-Helmholtz）不稳定性区域内，微行星能够快速增长，规避了“气阻力陷阱”（Streaming Instability）导致的物质损失。我们通过对比不同质量下的碰撞截面和增长时间尺度，重建了太阳系早期行星胚胎（Planetesimals）的形成轨迹。此外，对早期撞击物理学进行了专题讨论，包括动量转移效率和高温熔融过程对初期行星化学分异的影响。 1.3 巨行星的快速形成与盘动力学 巨行星（如木星和土星）的形成机制是本书的核心议题之一。我们详细论证了“气态吸积”阶段，即核心质量超过某一临界点（约10倍地球质量）后，氢和氦在数百万年内迅速吸积的过程。通过分析盘的寿命与核心增长速率的竞争关系，我们解释了为什么某些行星未能达到气态吸积的门槛，从而停滞在“迷你海王星”阶段。对于轨道迁移问题，本书利用基于密度波理论的萨弗罗诺夫（Safronov）轨道参数化方法，分析了行星与原行星盘的气体动力学相互作用，特别是对“尼斯模型”中后期重排机制的物理基础进行检验。 --- 第二章：行星内部结构、热演化与物质分异 2.1 行星的热力学状态与分异过程 本章聚焦于行星形成后内部热量的产生、传递与耗散。详细介绍了放射性元素（如 $^{26} ext{Al}$, $^{40} ext{K}$）在早期吸积中的贡献，以及引力收缩和铁镍核的沉降（Iron Catastrophic Differentiation）释放的引力势能。我们运用高压、高温下的物质状态方程（EOS）来模拟地核、地幔和地壳的相变边界，特别是对超临界流体和液态金属的电导率进行了精确计算，为理解行星磁场的发电机机制提供基础数据。 2.2 行星磁场的起源与维持 行星磁场被视为保护大气和生命免受恒星风侵蚀的关键因素。本章系统梳理了“发电机理论”（Dynamo Theory）。我们分析了不同行星（水星、地球、木星）发电机驱动机制的差异：地球依赖对流驱动的液态铁镍外核；木星和土星则依赖液态金属氢的对流和旋转。通过磁流体力学（MHD）模拟，我们量化了角动量损失、冷却速率以及内部热梯度对磁场强度的影响，并探讨了磁场“翻转”现象的物理成因。 2.3 构造活动的驱动力：板块运动与火山作用 对于类地行星而言，表面地质活动是其热演化的直接体现。本书详细比较了地球、火星和金星的构造模式。地球的板块构造（Plate Tectonics）被解释为地幔对流驱动的产物，涉及岩石圈的俯冲和拉张。我们运用粘滞性流变学模型，计算了不同温度和压力下岩石的蠕变速率，以确定行星维持“盖层”或“静止盖层”（Stagnant Lid）状态的临界厚度和粘度阈值。对火星和金星的火山平原进行分析，揭示了其早期或持续的岩浆活动如何重塑地表，以及是否存在潜在的、但尚未完全启动的板块循环机制。 --- 第三章：卫星系统动力学与潮汐作用 3.1 卫星的形成模式与多样性 卫星系统是行星系统的重要组成部分。本章对各类卫星的起源进行了分类讨论：地球的月球主要通过“大碰撞假说”（Giant Impact Hypothesis）形成；气态巨行星的内层卫星则通过原行星盘的就地吸积；而外层卫星（如木卫九）则被认为是捕获的星子或彗星。我们运用N体模拟，评估了捕获过程的能量耗散和轨道稳定性，特别是捕获后形成的混沌轨道如何通过与主行星的相互作用逐渐稳定化。 3.2 潮汐加热与内部海洋的维持 潮汐作用是理解冰卫星（如木卫二、土卫二）内部结构和能量平衡的关键。本章深入分析了洛希极限（Roche Limit）和潮汐能耗散机制。我们计算了行星与卫星之间通过椭圆轨道产生的周期性形变所释放的内部热量，即潮汐加热效应（Tidal Heating）。利用牛顿和拉普拉斯的潮汐理论，结合卫星内部粘滞系数，推导出维持地下液态海洋所需的最低轨道偏心率和能量耗散率。 3.3 卫星对行星系统的长期影响 卫星系统对主行星的倾角和自转速度产生了长期的影响。本书通过分析角动量守恒定律，量化了潮汐锁定和轨道扩张（如月球远离地球）的过程。对于巨行星，卫星轨道共振（如木卫三、四、五的拉普拉斯共振）对内部热量分配的影响，及其对行星大气层环流的间接作用也被纳入分析框架。 --- 第四章：太阳系小天体与行星的动态联系 4.1 小行星带的起源与稳定性分析 小行星带被视为未能成功吸积成行星的残余物。本章探讨了柯克伍德空隙（Kirkwood Gaps）的形成，这些空隙是由于小行星与主行星（主要是木星）之间的轨道共振导致的。我们运用了长期数值积分技术，分析了不同共振带内小行星的动量扩散和轨道混沌化过程，这直接影响了小行星群体的化学组成和迁移历史。 4.2 彗星与外层盘体的物质输运 彗星（来自柯伊伯带和奥尔特云）是研究太阳系早期物质和挥发物的宝贵载体。本章详细描述了巨行星的引力摄动如何将这些冰冻天体抛射到内部太阳系，以及这些抛射事件对行星大气层（特别是水的输入）的贡献。我们对比了“后期重轰炸期”（LHB）的模型，分析了在不同轨道迁移情景下，撞击率的时间演化曲线。 4.3 行星际介质与撞击物理学 最后，本书涵盖了行星表面被撞击的物理过程。从撞击体的动能转化为冲击波、热能和熔融物质的过程，我们详细分析了撞击坑的形成和尺寸频率分布。通过对比不同重力环境下的撞击模拟结果，解释了月球、水星与地球地质记录中撞击事件的差异，并讨论了撞击对行星地质年代学划分的意义。 --- 结论： 《行星动力学与天体构造》综合了行星科学、地球物理学、天体物理学和高压物理学的最新研究成果，旨在为读者提供一个全面且深入的框架，用以理解行星系统的形成、内部机制驱动的演化，以及其与周围环境的复杂互动。本书的重点在于将理论模型与最新的探测数据相结合，推动对太阳系及系外行星系统的定量理解。

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在阅读过程中，我数次被作者的叙事方式所吸引。他/她能够将人体消化系统的运作描绘得如同史诗般的旅程。从口腔咀嚼的第一口食物开始，到小肠吸收营养的繁忙景象，再到大肠处理废物的宁静收尾，整个过程被描绘得一波三折，充满了生命的活力。作者笔下的每一个器官，都像是拥有独立的性格和使命，它们协同合作，共同完成着维护生命的重要任务。我仿佛能感受到食物在消化道中穿行的细微触感，听到肠道蠕动的轻柔声响，甚至能想象到营养物质被吸收到血液中的激动人心的一刻。这种沉浸式的阅读体验，让我在不知不觉中就爱上了这个复杂的生命系统。

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我必须承认，这本书的趣味性远远超出了我的预期。作者并没有采用枯燥的教科书式语言，而是用一种非常吸引人的方式来讲述消化系统的故事。他/她似乎是一位非常有经验的老师，能够将最复杂的知识点讲得引人入胜。例如，在描述肠道蠕动的过程中，作者将其比作一场“精心编排的舞蹈”，每个肠道肌肉群都扮演着特定的角色，共同将食物向前推进。这种充满画面感的描述，让我仿佛置身于肠道之中，亲身感受着这场生命的舞蹈。

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这本书在逻辑结构的安排上也独具匠心。它并没有采取枯燥的章节式推进，而是将消化系统的各个部分串联起来，形成一个流畅的故事线。从食物的摄入开始，逐步深入到消化、吸收、代谢和排泄的每一个环节，每一部分的内容都紧密相连，相互呼应。我尤其喜欢作者在介绍某个器官的功能时，会回顾它之前在消化过程中的作用，或者预示它将在后续环节中扮演的角色。这种前后呼应的写作手法，让整个消化系统仿佛拥有了生命，读者能够清晰地看到食物是如何一步步地被转化和利用的，整个过程清晰明了，毫无遗漏。

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让我印象深刻的是，作者在书中穿插了许多与日常生活息息相关的案例和有趣的冷知识。比如，关于为什么有些人容易胀气，或者某些食物对消化系统的特别影响，这些都让我觉得这本书非常实用。当我读到关于益生菌在肠道健康中的作用时，我立刻联想到了自己平时购买的酸奶，对它们有了更深的理解。作者并没有将这些内容孤立出来，而是巧妙地将它们融入到对整个消化系统运作的解释中，让这些知识点更加生动和易于记忆。这使得我不仅在阅读中增长了见识，更能够在日常生活中运用这些知识。

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我特别欣赏这本书在细节上的处理，它不仅仅是罗列知识点，而是试图构建一个完整的图景。例如，在介绍胃酸的分泌机制时，作者不仅仅停留于“胃酸由胃壁细胞分泌”这一简单陈述，而是深入地探讨了其背后复杂的信号传导和调节过程，包括激素、神经等多种因素的协同作用。当我读到胃壁细胞如何根据身体的需求，精准地调整胃酸的产量，以应对不同种类的食物时，我仿佛看到了一个精密运行的生物化工厂。而且，作者还非常细心地解释了胃酸的pH值为何如此之低，以及它如何保护胃壁免受自我消化的伤害，这些细致的讲解让我对胃这一器官的“智慧”有了全新的认识。

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这本书的封面设计倒是挺吸引人的，封面上那些蜿蜒曲折的管道和各种各样的消化器官的插画，虽然带着一种科学的严谨，但同时也有一种神秘感，仿佛在邀请读者进入一个未知的世界。翻开书本，我首先被它精美的排版和清晰的字体所打动，阅读起来非常舒适，丝毫不会感到疲劳。更让我惊喜的是，作者在描述那些复杂的生物化学过程时，并没有使用过于晦涩难懂的专业术语，而是巧妙地运用了许多生动形象的比喻，让原本枯燥乏味的知识变得活泼有趣。比如，在讲解食物消化酶的作用时，作者将它们比作精密的“分解者”，一步一步地将庞大的食物分子拆解成身体能够吸收的微小营养物质，这种描述方式让我瞬间就理解了它们在整个消化过程中的关键角色。

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从这本书中，我收获的不仅仅是知识，更是一种对生命奥秘的敬畏。作者在描述每一个消化器官的功能时，都透露出对生命设计精妙之处的赞叹。我能够感受到他对人体这个复杂而和谐的整体的深切热爱。在读到关于肠道菌群对人体健康影响的章节时，我更加深刻地认识到，我们身体内部隐藏着一个多么庞大的“生态系统”，它们与我们共生共荣，共同维持着我们的健康。这种从宏观到微观的视角切换，让我对生命有了更深层次的理解。

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这本书最让我感到惊艳的是它对复杂生物机制的简化能力。对于一些涉及到复杂的生化反应或者细胞层面的过程，作者并没有回避，而是通过精妙的比喻和图示，将它们解释得浅显易懂。我尤其记得关于胰岛素调节血糖的章节，作者用了“钥匙和锁”的比喻，生动地说明了胰岛素如何帮助葡萄糖进入细胞，为身体提供能量。这种将抽象概念形象化的处理方式，对于我这样的非专业读者来说，无疑是一大福音。它让我能够真正理解那些隐藏在身体内部的精密调控。

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我非常欣赏作者在书中对于不同个体差异的强调。他/她并没有将消化系统描绘成一个千篇一律的机器，而是充分考虑到了每个人在消化吸收能力、对食物的反应等方面存在的差异。在关于食物过敏和不耐受的章节，作者详细分析了这些现象背后的原因，并提供了一些实用的建议。这让我觉得这本书更加贴近现实生活，能够帮助我更好地理解自己身体的运作规律，并做出更适合自己的健康选择。

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这本书的语言风格十分独特，它既有科学的严谨性，又不失人文的温度。作者在讲述那些冷冰冰的生理指标时，总会穿插一些感性的描述，让我们感受到生命的力量和美好。例如，在描述食物被分解为能量，滋养我们身体的每一个细胞时，作者的语言充满了对生命活力的赞颂。这种科学与人文的完美结合，让我在阅读过程中感受到一种知识与情感的双重满足，这是一本真正能够触动人心的书籍。

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