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出版者:Natl Learning Corp

作者:Rudman, Jack

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2005-10

价格:$ 62.09

装帧:Pap

isbn号码:9780837366678

丛书系列:

图书标签:

• 地球物理学
• 地球物理勘探
• 地球物理方法
• 地球物理测量
• 地球物理数据处理
• 地球物理反演
• 地球物理应用
• 地球物理仪器
• 地球物理模型
• 地球物理学基础

好的，这是一份关于一本名为《通用地球物理学》（General Geophysics）的图书的详细简介，此书的重点不在于介绍地球物理学的各个分支或具体技术，而是着眼于地质过程的宏观理解、地球系统科学的跨学科整合，以及对地球动力学和结构模型的哲学性思考。 --- 《大地深处的低语：地球系统动力学与结构解析》 一本超越传统地球物理测量方法的深度思考之作 本书定位： 本书并非传统的地球物理教材，它避开了对地震波速反演、重力梯度张量计算或电磁场数值模拟等具体技术细节的详尽阐述。相反，《大地深处的低语》旨在为具备基础地球科学背景的研究者、政策制定者及高阶学生提供一个宏观、综合且具有批判性的视角，审视我们如何认知和构建地球的内部模型。 第一部分：地质形变的哲学与尺度问题 本部分聚焦于地球系统中的“变化”与“稳定性”之间的辩证关系，探讨地球物理观测数据在不同时间尺度和空间尺度下面临的根本性局限。 第一章：观测的局限与地质记忆的编码 我们如何从瞬时或准瞬时的物理测量（如形变速率、热流密度）推断出数百万年尺度的构造历史？本章深入剖析了地质记录的非线性、缺失性和噪音叠加性。我们将考察“地质记忆”——那些深深嵌入岩石圈和地幔结构中的应力历史——是如何被现代地球物理方法选择性地“读取”的。重点讨论了如何在缺乏直接证据的情况下，建立跨越数个数量级的形变机制的合理性假设。 第二章：热力学驱动力与非平衡态地球 地球不是一个处于热平衡的静态球体，而是一个巨大的、非平衡态的热力学引擎。本章不详述岩石流变学中的粘滞系数计算，而是侧重于宏观热驱动力在塑造地球表面和深部结构中的作用。我们将分析地幔对流的混沌特性、地核-地幔边界的能量交换机制，以及这些能量流动如何控制了板块构造的“开关”与“熄火”周期。书中特别探讨了“熵增”原理在地质过程中的表现形式，以及如何用热力学势来定义构造事件的不可逆性。 第三章：构造的“涌现”现象与自组织临界性 板块构造的起源和演化是否可以被视为一种“自组织临界现象”（Self-Organized Criticality, SOC）？本章借鉴复杂系统科学的理论框架，挑战了以单一驱动力解释所有构造事件的传统观点。我们探讨了在应力积累、断层破裂和岩石圈减薄过程中，局部相互作用如何汇集成全球尺度的构造格局。这部分内容旨在激发读者思考，我们所绘制的“断层图”是否只是一个在特定临界点附近随机波动的投影。 第二部分：地球结构的跨尺度建模与不确定性 本部分着重于对地球结构进行抽象和数学描述时所涉及的简化假设，以及不同尺度的物理模型如何耦合。 第四章：从颗粒到行星：尺度效应与模型简化 在建立地球内部模型时，我们必须在计算可行性与物理真实性之间做出妥协。本章剖析了将微观尺度的晶体塑性、宏观尺度的连续介质力学以及行星尺度的重力场耦合在一起所面临的数学难题。探讨了“有效介质理论”在描述复杂岩石圈结构时的优势与缺陷。我们特别关注了那些在模型中经常被忽略但可能具有关键作用的结构——例如，高压下水合物的相变、亚波长尺度的孔隙结构对波传播的影响等。 第五章：重力、磁场与结构定义的模糊边界 重力场和磁场是地球深部物质分布的直接体现，但它们提供的分辨率往往是有限的。本章批判性地审视了如何从这些场数据中“反演”出物质密度和磁性结构。书中指出，由于地球内部介质的强非均质性以及数据采集的稀疏性，任何地球物理解释都是一个“非唯一解”的问题。因此，我们必须引入地质学约束和热动力学先验知识来约束解空间。详细分析了当前地球磁场反演方法中对地核流体动力学假设的依赖性。 第六章：地震波速的“速度”与“结构”悖论 地震学是地球内部研究的基石，但本章将探讨“地震波速”这一核心参数所蕴含的内在矛盾。波速的变化是温度、压力、矿物相变还是非弹性形变（如部分熔融或流变弱层）的结果？本书认为，单独依靠波速各向异性来确定地幔的“流变方向”往往过于武断。本章提出了基于多物理场耦合的“结构可信度矩阵”，用于量化任何特定地震学图像在解释深度结构时的可靠程度。 第三部分：地球物理学的未来走向与认识论挑战 最后一部分探讨了未来地球科学的研究方向，强调跨学科协作的重要性，并对当前研究范式的局限性提出质疑。 第七章：深部生物圈与地球化学的耦合 地球深部的生命活动和地球化学循环对物理过程的影响常被低估。本章将地球物理学扩展到“行星生命支持系统”的语境下。探讨了深部流体运移、热液活动以及可能的地下微生物代谢如何改变岩石的物理性质（如孔隙度、渗透率、甚至局部热导率），从而间接影响板块运动的驱动力。这要求地球物理学家必须学会“阅读”同位素地球化学的信号。 第八章：对“标准模型”的再审视 地球物理学在过去几十年中建立了一个相对稳定的“标准地球模型”。然而，新的观测挑战，如地幔柱的精细结构、地核物质的超高压行为，以及板块边界的亚层细节，都在不断地对这个模型施加压力。本章进行了一次“认识论的考古挖掘”，审视了哪些基本假设（如均匀各向同性、热力学平衡、线性弹性）已经过时。它呼吁建立一个更具弹性和不确定性表达能力的“动态地球框架”。 第九章：数据驱动的洞察与计算伦理 随着机器学习和大数据在地球科学中的应用日益广泛，本章关注的焦点是如何确保计算模型不会陷入“数据拟合的陷阱”。即，一个完美拟合观测数据的模型，是否必然代表了真实的物理过程？本书强调，地球物理学的核心价值依然在于建立可证伪的物理机制，而非仅仅优化拟合误差。我们探讨了如何设计“物理约束优化”算法，确保人工智能的产出能够融入已知的地球动力学原理。 总结： 《大地深处的低语》旨在拓宽读者对地球内部知识体系的边界。它不是关于如何操作仪器或运行软件的指南，而是关于如何思考地球的宏大机制、如何质疑我们对数据的解释，以及如何整合跨越时间与尺度的知识，以期更全面地描绘我们脚下这个充满活力的行星的真实面貌。本书适合致力于地球动力学、行星科学以及复杂系统研究的专业人士和资深学生。

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我购买这本书的初衷是想了解现代地球物理勘探技术在实际工程项目中的应用案例。我特别期待看到一些关于桥梁地基检测、大型水坝的渗漏监测，或者城市地下管线探测的实战经验分享。然而，这本书的内容似乎更偏向于对经典理论模型的数学构建和参数敏感性分析。例如，它花了大篇幅去讨论不同数值模拟方法的收敛性和计算效率，这当然很重要，但对于一名希望将理论应用于解决实际工程问题的工程师来说，这些内容略显“高屋建瓴”。我更想看到的是，某个特定的工程问题是如何被建模、如何选择最合适的地球物理方法，以及在实际操作中遇到了哪些“陷阱”和如何规避。书中提供的案例，如果存在的话，也大多是教科书式的理想化情景，缺少了真实世界中那些复杂的噪声、非均匀介质和人为干扰。这种理论与实践之间的显著鸿沟，使得这本书在“应用科学”这个维度上，表现得相对单薄，未能充分满足我对“如何做”的探求。

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这本书的印刷质量和排版布局，坦白地说，有些令人失望。纸张的质地偏薄，墨水的饱和度在一些复杂的图表中显得不够清晰，尤其是那些需要精细分辨的等值线图，颜色过渡模糊，这在需要辨析不同岩性界面时造成了不小的困扰。更让我费解的是，部分图表的图例和正文的描述存在脱节现象。有几处我试图去对照文字描述中的特定参数与图例中的标记，却发现两者在符号系统上并不统一，这极大地打断了阅读的流畅性。在阅读涉及电磁法勘探的那部分时，我特别留意了电阻率剖面的展示，但那些图例的解释力度非常薄弱，几乎没有提供任何关于如何将这些二维图像与实际地质环境联系起来的案例分析。这使得我感觉自己像是在看一组没有背景故事的抽象画作，虽然知道它们是科学的产物，却无法真正“读懂”它们在说什么。对于一本严肃的科学著作而言，清晰的视觉呈现是建立信任感的重要一环，而这本书在这方面似乎有所欠缺，需要读者付出额外的精力去“解码”那些本应直观呈现的信息。

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这本书的学术视野似乎停滞在了上个世纪末期。我注意到，在探讨前沿技术和新兴方法论时，内容显得相对保守和陈旧。比如，在讨论非常规地震成像技术时，我对书中对全波形反演（FWI）的介绍感到有些过时，它侧重于早期迭代方法的局限性，但对近年来基于计算能力飞速提升而实现的深度学习辅助反演、或高精度采集技术的最新进展着墨甚少。同样，在地球物理数据处理方面，对大数据流处理、GPU加速计算以及现代反演框架的讨论也比较简略，更像是一种蜻蜓点水式的提及。这让我不禁思考，这本书是否进行了及时的修订，以跟上地球物理学飞速发展的步伐。在一个技术迭代如此之快的领域，一本缺乏对最新工具和方法论深入探讨的教材，其时效性会大打折扣。我希望看到的，是能够引领我进入未来研究方向的指南，而不是一本精确描述过去成就的编年史。

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这本书的封面设计着实引人注目，那种深沉的蓝色调，配上一些抽象的、仿佛地壳剖面的线条，立刻就营造出一种专业而神秘的氛围。我最初拿起它，是希望能在繁忙的工作之余，找到一本能系统梳理地球物理学基础知识的读物。然而，当我翻开前几页，特别是关于地震波传播理论的章节时，我发现作者的叙述方式，虽然力求严谨，但对于初学者来说，似乎有些过于跳跃了。公式推导的过程常常省略了关键的中间步骤，这使得我不得不频繁地查阅其他辅助教材来填补理解上的空白。例如，在讨论地壳深部结构时，涉及到的反演算法，书中只给出了最终的数学模型，却没有深入剖析其背后的迭代过程和误差分析。这让我感觉，这本书更像是一本面向已经有一定基础的研究人员的参考手册，而非一本真正意义上的“入门”或“通论”。它似乎更侧重于展示理论的终极形式，而不是引导读者一步步构建起对这些复杂现象的直观认识。我期望的更多是一种教学的耐心和引导，而这本书提供的更多是知识的结晶，等待读者自己去“解密”。总体而言，它在深度上毋庸置疑，但广度和易懂性上，对我这个寻求全面理解的读者来说，稍显不足。

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这本书在组织结构和章节逻辑上，存在着明显的跳跃性，缺乏一个连贯的、从宏观到微观的叙事线索。例如，在介绍重力勘探时，作者在开篇就抛出了复杂的位势理论和梯度张量的计算，但对于重力异常的物理成因、实际测量流程（如潮汐校正、正常重力场的计算）的介绍却显得草草了事。读者必须自行在不同的章节之间来回翻阅，将不同部分的知识点强行拼凑起来，才能形成一个完整的认识框架。这种分散式的知识呈现方式，极大地考验了读者的主动检索和整合能力。我更倾向于一种“主题式”或“流程式”的编排，即在一个主要的勘探方法介绍中，完整地涵盖从理论基础、数据采集、数据处理到最终解释的每一个环节。这本书更像是将各个独立的知识点堆砌在一个书架上，虽然内容齐全，但缺乏一本优秀教材应有的“导游”作用，使得初学者在构建知识体系时感到迷茫和无序。

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