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出版者:Elsevier Science Health Science div

作者:Costanzo, Linda S., Ph.D.

出品人:

页数:490

译者:

出版时间:2006-4

价格:401.00元

装帧:Pap

isbn号码:9781416023203

丛书系列:

图书标签:

• 生理学
• 医学
• 生物学
• 生命科学
• 健康
• 人体
• 细胞
• 组织
• 器官
• 系统

《星辰的低语：宇宙学前沿探索》 一个关于我们从何而来，又将往何处的宏大叙事。 在人类对未知世界的永恒追问中，宇宙学无疑是最具魅力和挑战性的领域之一。它不仅仅是对浩瀚星空的观测与记录，更是对时间、空间、物质和能量最深刻的哲学与物理学思辨。本书《星辰的低语：宇宙学前沿探索》旨在带领读者，从最基础的宇宙学原理出发，逐步深入到当前科学界最激动人心、也最富争议的前沿研究课题，构建起一个关于我们所处宇宙的完整认知框架。 第一部分：宇宙的基石——经典与现代宇宙学回顾 本部分将为读者打下坚实的理论基础。我们将从人类早期的宇宙模型，如地心说和日心说讲起，简要回顾牛顿引力理论如何奠定了经典宇宙学的框架。随后，重点将转移到二十世纪的革命性突破——爱因斯坦的广义相对论。广义相对论不仅仅是关于引力的描述，更是对时空结构本质的重新定义，它为现代宇宙学提供了无可替代的数学工具。 我们将详细解析弗里德曼方程的推导过程及其物理意义，这是描述均匀、各向同性宇宙膨胀的基础。随后，我们将系统梳理大爆炸理论（Big Bang Theory）的四大支柱证据： 1. 宇宙的膨胀（哈勃定律）： 详述观测是如何揭示星系普遍的退行速度，以及由此推导出的宇宙年龄。 2. 宇宙微波背景辐射（CMB）： 深入探讨CMB的起源、其作为“婴儿宇宙快照”的重要性，以及COBE、WMAP和Planck等卫星任务对CMB各向异性的精细测量。 3. 轻元素丰度： 分析大爆炸核合成（BBN）如何成功预测了宇宙中氢、氦、锂的初始比例，这是检验早期宇宙高能物理模型的关键。 4. 大尺度结构的形成： 探讨引力如何在物质密度的微小涨落基础上，最终形成了我们今天观测到的星系、星系团和纤维状结构。 第二部分：暗物质与暗能量——宇宙的隐形主角 现代宇宙学最引人注目的发现，莫过于确定了构成宇宙的绝大部分物质和能量并非我们日常所见的普通物质（重子物质）。本部分将聚焦于宇宙中这两大“谜团”。 暗物质的证据链： 我们将系统审视证明暗物质存在的关键观测证据，包括星系旋转曲线的异常、星系团的维里里定理应用、引力透镜效应（强透镜与弱透镜）的精确测量，以及对星系团碰撞（如子弹星系团）的直接观测。随后，我们将分类探讨当前主流的候选者，例如WIMPs（弱相互作用重粒子）、轴子（Axions），以及对这些理论粒子进行直接和间接探测的实验方法和最新进展。 暗能量的崛起与宇宙的终局： 1998年对Ia型超新星观测的“意外”发现，揭示了宇宙膨胀正在加速。我们将详细解释如何通过超新星作为“标准烛光”来测量距离和红移，从而推导出暗能量的存在。本部分将深入探讨描述暗能量的宇宙学常数（Λ）模型，以及替代方案，如标量场理论（Quintessence）。最后，我们将基于当前的宇宙学参数（$Omega_m approx 0.3, Omega_Lambda approx 0.7$），推演宇宙在未来可能的几种命运——热寂（Heat Death）、大撕裂（Big Rip）或新的收缩阶段。 第三部分：暴胀理论与量子引力——极早期宇宙的奥秘 要真正理解我们宇宙的“开端”，必须深入到大爆炸发生后的瞬间。本部分将探索宇宙学理论的最前沿。 暴胀（Inflation）模型： 我们将探讨标准大爆炸模型面临的视界问题、平坦性问题和磁单极子问题。暴胀理论，由阿兰·古斯等人提出，通过一个极短暂的指数膨胀期，优雅地解决了这些难题。我们将分析暴胀机制的运作原理，并重点讨论暴胀遗留下的原初引力波的信号——张量扰动。寻找原初引力波的B模式偏振，是当前宇宙学实验的圣杯之一。 弦理论与圈量子引力（LQG）： 当我们试图将广义相对论与量子力学结合时，我们面临着引力在普朗克尺度下失效的问题。本部分将简要介绍两种主要的量子引力候选理论。弦理论如何引入额外维度，并可能提供统一所有基本力的蓝图；圈量子引力如何尝试对时空本身进行“量子化”，避免奇点。 多重宇宙的猜想： 暴胀理论的某些版本以及弦理论的景观（Landscape）概念，自然地导向了多重宇宙（Multiverse）的假说。我们将探讨“永恒暴胀”和“膜世界（Brane World）”等概念，讨论这些理论的物理动机、它们可能带来的可观测预测（或不可预测性），以及科学界对这类“不可证伪”理论的批判与展望。 第四部分：宇宙学前沿观测与未来展望 本书的最后一部分将聚焦于正在进行和计划中的重大观测项目，这些项目正以前所未有的精度绘制宇宙的“族谱”。 下一代大型巡天项目： 介绍如薇拉·鲁宾天文台（Vera C. Rubin Observatory）的深场巡天、欧几里得空间望远镜（Euclid）和詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）在探查早期星系形成、暗能量演化中的关键作用。 引力波天文学的宇宙学应用： 除了电磁波，引力波已成为探测宇宙的全新窗口。我们将探讨如何利用双中子星并合产生的引力波（标准汽笛）来独立测量哈勃常数，以及未来LISA等空间引力波探测器如何帮助我们探测极早期宇宙的信号。 系外行星与宜居性： 尽管不是纯粹的宇宙学，但对系外行星的探索，特别是寻找具有生命迹象的生物标记，是人类认知自身在宇宙中地位的终极延伸。本部分将探讨如何通过詹姆斯·韦伯望远镜分析系外行星大气光谱，以及这如何反过来影响我们对宇宙中生命普遍性的估计。 《星辰的低语》旨在以严谨而富有感染力的笔触，展现现代宇宙学作为一门充满活力和未解之谜的学科的魅力。它不仅仅是一本知识的汇编，更是一次邀请——邀请读者与我们一同，站在人类知识的边缘，聆听来自宇宙深处那古老而清晰的低语。

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我一直对人类大脑的运作机制非常着迷，而这本书的神经科学部分简直是为我量身定做的！它以非常清晰易懂的方式，深入浅出地剖析了大脑的结构和功能，从最基本的神经元连接，到负责记忆、学习、情感和决策的复杂网络，都进行了详尽的阐述。我尤其对书中关于“可塑性”的讲解印象深刻，它告诉我，我们的大脑并非一成不变，而是可以通过不断的学习和经历来重塑和优化。这对我来说是一个巨大的鼓舞，意味着即使年纪渐长，我们依然有能力发展新的技能，改变旧的习惯，甚至修复受损的大脑功能。书中还探讨了睡眠在记忆巩固和大脑修复中的关键作用，以及不同脑区在执行特定任务时的协同工作方式。读完这部分，我感觉自己对“思考”和“意识”有了更深层次的理解，不再仅仅是把它看作是头脑里的一个模糊概念，而是看到了背后那庞大而精密的生物电化学活动。这本书让我对自己的大脑充满了好奇，也激发了我想要进一步探索认知科学的兴趣。

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我一直对人类的情感世界充满好奇，而这本书的内分泌和神经化学部分，则为我揭开了情绪产生的科学面纱。它详细介绍了各种激素，如血清素、多巴胺、皮质醇等，它们是如何在我们体内合成、分泌，并影响我们的情绪、行为和认知。我这才明白，那些让我们感到快乐、兴奋、焦虑或悲伤的感受，并非是虚无缥缈的，而是由特定的化学物质在体内传递和作用的结果。书中还探讨了大脑中神经递质的平衡对心理健康的重要性，以及当这些平衡被打破时，可能会出现哪些情绪障碍。让我印象深刻的是，书中关于“奖励机制”的解释，解释了为什么我们会产生成瘾行为，以及如何通过理解这些机制来更好地管理自己的欲望。这本书不仅让我对自己的情绪有了更科学的认识，也让我对其他人的行为和情绪有了更多的理解和同情。它让我们明白，很多时候，我们的情绪反应都有其生理学上的根源，并非完全是“个人选择”或“意志力”的问题。

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这本书简直颠覆了我对“健康”的认知！以往我总以为身体健康就是少生病、精神好，最多再注意一下饮食和运动。但读了这本书，我才意识到，原来人体就像一个精密复杂的宇宙，每一个器官、每一套系统，甚至细胞层面的运作都蕴藏着无尽的奥秘。比如，我从未想过消化系统不仅仅是把食物分解吸收，它居然还与我们的情绪、免疫力息息相关，甚至影响着我们大脑的决策！书里详细讲解了激素如何像信使一样调控身体的方方面面，从睡眠到食欲，从情绪波动到生长发育，无一不受到它们的影响。尤其是关于神经系统的部分，那种电流在神经元之间传递的信号，构成了一个思维和行为的网络，真的让人惊叹于生命的神奇。我过去总是把很多身体的不适归咎于“运气不好”或者“压力大”，现在才知道，很多时候是因为我们对身体的信号不够敏感，没有真正理解它在“说话”。这本书让我学会了倾听身体，理解那些细微的疼痛、疲惫或者异常，都可能是它在发出警告或者呼唤。它不仅仅是知识的灌输，更是一种全新的生活视角，让我对自己的身体充满了敬畏和好奇。

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这本书不仅仅是枯燥的理论堆砌，更像是一本关于“如何活得更好”的实用指南。我过去一直以为，健康饮食和规律运动就足够了，但这本书让我明白，我们身体的每一个功能都是相互关联、相互影响的。比如，它详细解释了为什么我们会在压力大的时候更容易生病，因为长期的应激反应会抑制免疫系统，使身体更容易受到病原体的侵袭。它还深入探讨了睡眠不足对我们身体造成的负面影响，不仅仅是精神不济，还会影响内分泌、新陈代谢，甚至增加患上慢性疾病的风险。书中还给出了很多关于如何通过调整生活方式来优化身体功能的建议，比如如何通过调整饮食来改善消化问题，如何通过运动来增强心血管功能，以及如何通过管理压力来维持心理健康。我最喜欢的是它将复杂的生理学知识转化为可操作的建议，让读者能够轻松地将理论应用到日常生活中。读完这本书，我感觉自己对如何照顾好自己的身体有了更全面的认识，不再是零散的知识点，而是一个系统的、可执行的方案。

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我对生命的起源和演变过程一直充满敬畏，而这本书的细胞和分子生物学章节，则让我看到了生命最微小的构成单位所蕴含的巨大力量。它详细介绍了细胞的结构和功能，DNA的复制和遗传，以及蛋白质的合成和运作，这些都是生命延续和进化的基石。我这才明白，我们身体的每一个细胞，都像一个微型的工厂，在不停地进行着复杂的化学反应，维持着生命的运转。书中还探讨了细胞如何进行分化和增殖，以及基因突变在进化中的作用。我尤其对书中关于“能量代谢”的讲解印象深刻，它让我明白了我们身体如何从食物中获取能量，并通过一系列复杂的生化反应来维持生命活动。读完这部分，我感觉自己对生命有了更深层次的理解，不再仅仅是宏观的器官和系统，而是看到了它们背后那微观而精密的运作机制。这本书让我对生命充满了敬畏，也让我更加珍惜我们所拥有的健康和生命。

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