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出版者:Facts on File

作者:Gates, Alexander E./ Ritchie, David

出品人:

页数:368

译者:

出版时间:2007-4

价格:$ 24.80

装帧:Pap

isbn号码:9780816071203

丛书系列:

图书标签:

• 地震
• 火山
• 地质学
• 地球科学
• 自然灾害
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• 地震学
• 地球物理学
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探索宇宙的奥秘：《行星动力学与恒星演化》 一本深入剖析宇宙宏大叙事的权威著作 本书《行星动力学与恒星演化》并非一本关注地球内部剧烈活动的科普读物，而是一部聚焦于宇宙尺度上物质运动与能量转化的前沿学术专著。它带领读者跨越太阳系的边界，深入探索行星的形成机制、轨道共振的精妙平衡，以及恒星从诞生到消亡的完整生命周期。全书结构严谨，内容涵盖了现代天体物理学、行星科学和宇宙学等多个交叉学科的最新研究成果，是相关领域研究人员、高年级本科生及研究生不可或缺的参考书。 --- 第一部分：行星的起源与动力学（Planetary Dynamics and Formation） 本部分着重于理解太阳系乃至系外行星系统的构建过程。我们摒弃了对单一地质事件的描述，转而探讨形成这些系统的普适性物理定律。 第一章：原行星盘的物理基础 (The Physics of Protoplanetary Disks) 本章从星际分子云的引力坍缩开始，详细阐述了角动量守恒如何塑造出原行星盘的结构。重点分析了气体和尘埃的垂直结构、温度梯度以及盘内物质的扩散和迁移速率。我们利用最新的数值模拟结果，对比了光滑盘模型与磁场驱动的湍流盘模型的优劣，并讨论了雪线（Ice Line）在早期行星物质分馏中的关键作用。 第二章：微行星聚集与行星胚胎的生长 (Accretion from Planetesimals to Planetary Embryos) 行星形成的早期阶段——微行星的碰撞与并合是本章的核心。我们深入探讨了粘滞力（Streaming Instability）、欧姆效应（Ohms Effect）在初始聚集中的贡献。随后，分析了行星胚胎（Embryos）在引力摄动下的轨道演化，包括轨道混沌（Orbital Chaos）和大规模的碰撞消融事件，这些事件决定了最终行星的质量和轨道偏心率。 第三章：巨行星的迁移与太阳系结构重塑 (Migration of Giant Planets and Solar System Reshaping) 本章聚焦于“尼斯模型”（Nice Model）及其后续发展。通过详细分析行星与残余物质盘之间的角动量交换机制——如巴特内夫-林（Type I/II）迁移——我们重建了太阳系早期行星轨道的巨大位移。这部分内容解释了柯伊伯带天体（KBOs）的分布异常，以及可能发生的行星轨道共振锁定与破坏过程，展示了动力学如何深刻影响了系统的最终形态。 第四章：系外行星系统的多样性 (Diversity in Exoplanetary Systems) 利用开普勒（Kepler）和TESS任务的数据，本章对不同类型的系外行星系统进行了分类和统计分析。重点探讨了“热木星”（Hot Jupiters）的形成与内迁机制，以及“超级地球”（Super-Earths）在不同质量范围内的内部结构模型。此外，我们还讨论了多星系统（Multi-star Systems）中行星轨道的稳定性判据。 --- 第二部分：恒星的生命史诗（Stellar Life Cycles and Evolution） 本部分将视线投向宇宙中更巨大的结构——恒星，从其诞生之初的核聚变点燃，到最终的壮烈谢幕，遵循严格的物理学原理进行推演。 第五章：恒星的诞生：从云核到前主序星 (Birth of Stars: From Cloud Cores to Pre-Main Sequence) 本章描述了分子云核心的失稳坍缩过程。详细分析了湍流在阻碍或促进引力坍缩中的双重作用。我们深入研究了中心天体的吸积率、喷流（Jets）和双极流出（Bipolar Outflows）的形成及其对周围环境的反作用（Feedback Mechanisms）。前主序星阶段的赫罗图演化路径和对流混合过程是本章的理论重点。 第六章：主序星的稳态与内部结构 (Main Sequence Equilibrium and Internal Structure) 主序星占据了恒星生命的大部分时间，本章致力于解析其内部的结构平衡。通过对流体力学、辐射传输方程和宏观结构方程的求解，我们建立了精确的恒星结构模型。重点讨论了能量产生机制（如质子-质子链和CNO循环），并解释了质量对恒星光度、半径和寿命的幂律依赖关系。 第七章：红巨星分支与氦闪 (The Red Giant Branch and Helium Flash) 当核心氢燃料耗尽，恒星进入后主序阶段。本章详尽分析了壳层燃烧（Shell Burning）如何导致恒星包层的膨胀与冷却，形成红巨星。对于低质量恒星，我们详细阐述了电子简并压（Electron Degeneracy Pressure）在氦核中的积累，以及随后的热不稳定“氦闪”过程对恒星结构的影响。 第八章：大质量恒星的终结：超新星与致密天体 (The Finale of Massive Stars: Supernovae and Compact Objects) 对于质量远超太阳的恒星，其演化以灾难性的方式结束。本章细致地描述了从硅燃烧到铁核形成的快速过程。我们将聚焦于II型超新星的爆发机制，特别是核心坍缩（Core Collapse）过程中中微子加热（Neutrino Heating）对冲击波反弹的决定性作用。最后，分析了坍缩遗迹的物理性质——中子星的内部状态方程（Equation of State, EOS）以及黑洞的事件视界。 --- 第九部分：宇宙学背景与广义相对论联系（Cosmological Context and General Relativity） 本部分将前述的恒星与行星动力学置于更广阔的宇宙学框架下，探讨宏观引力理论在这些现象中的体现。 本章简要回顾了爱因斯坦广义相对论在描述强引力场（如黑洞周围）下的物质运动所必需的修正。讨论了行星轨道（特别是水星近日点进动）对牛顿引力的微小偏离，以及如何利用这些观测来检验引力理论的有效性。此外，本章还会提及宇宙微波背景（CMB）的初始不均匀性如何影响了第一代恒星和早期星系的形成，从而为本书提供的所有动力学模型的宏观起源提供了一个完整的逻辑闭环。 --- 读者对象： 本书面向具有扎实的经典物理学和微积分基础的读者。它要求读者熟悉热力学、流体力学以及基础的量子力学概念。通过阅读本书，您将获得一套完整的、基于物理定律的宇宙演化模型，而非对特定地质现象的孤立描述。 本书特点： 理论深度： 每一个结论都有严格的数学推导和物理模型支撑。 前沿性： 包含了对最新系外行星发现和高精度恒星演化模型的整合分析。 结构宏大： 将微观的物质聚集过程与宏观的恒星命运紧密联系起来，构建了一幅连贯的宇宙演化图景。

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这本书的实用价值和可检索性方面表现得尤为突出，这对于一本“百科全书”而言是核心竞争力。我尝试着去查找一些非常具体的小众概念，比如“枕状熔岩的形成条件”或者“特定地震带的余震模型”，所有的信息都能在极短的时间内被定位，这归功于它详尽且逻辑清晰的索引系统。索引部分的设计简直是教科书级别的，它不仅涵盖了主条目，还细化到了次级概念和关键人物名称，甚至将一些重要的地理位置也列入了交叉索引，确保了查阅的广度和深度。此外，书中的专业术语词汇表也做得非常贴心，很多复杂的术语在首次出现时就用括号注明了简洁的解释，这极大地降低了反复查阅词典的频率。这种以读者体验为导向的设计思维贯穿始终，让这本书不仅仅适合于系统学习，更成为了我案头随时可以信赖的、能够快速提供精准答案的参考工具。如果说阅读它是一次旅程，那么这个详尽的索引系统就是一张完美的导航图，确保你在任何时候都能准确抵达知识的彼岸。

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初翻阅这本书的目录时，我最大的感受是其组织结构的宏大与精妙，它没有采取简单的时间顺序或地理区域划分，而是构建了一个多维度的知识网络。比如，它将“板块构造理论的演变”与“特定火山链的生命周期”并置对比，这种跨学科的编排方式，极大地促进了读者对地质现象背后驱动力的理解。我特别注意到其中关于古地震记录重建的部分，作者们似乎投入了巨大的精力去梳理不同文明中关于“天灾”的记载，并将这些模糊的叙事与现代地质证据进行严谨的交叉验证，这种跨越历史学和地球科学的努力，使得这本书的深度远远超越了一般的科普读物。阅读过程中，我发现作者们在阐述复杂机制时，极其擅长使用类比和隐喻，使得那些原本晦涩难懂的岩浆房压力平衡、地幔对流等概念，变得生动起来，仿佛能看到地下深处那看不见的“机器”是如何运转的。这种兼顾专业性和普及性的叙事策略，让一个非专业背景的读者也能迅速跟上节奏，而不是在密集的专业术语中迷失方向。

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这本书在提供硬核知识的同时，其叙事的气氛渲染能力也十分出色，读起来完全没有传统百科全书那种枯燥乏味的感觉。它懂得如何在严谨的科学描述中穿插引人入胜的“田野故事”。例如，在描述某次灾难性喷发时，作者不仅给出了岩浆成分和喷发柱高度的精确数据，还穿插了当时幸存者留下的日记片段，那种对自然伟力下人类渺小的深刻体会，让冰冷的数字瞬间有了温度和重量。我特别喜欢它对“地质时间”的尺度感的把握。当讨论到数百万年的构造运动时，作者会刻意在篇幅中段插入一些关于“人类历史在地球时间尺度下的瞬间”的描述性文字，这种对时间尺度的拉伸与压缩，极大地拓展了读者的认知边界，让人在合上书本后，看待脚下的土地都会多一份敬畏。这种叙事技巧的运用，使得即便是最复杂的地球动力学过程，也变得富有画面感和戏剧张力，成功地将科学的冷静与自然的激情完美结合。

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这本书的装帧设计着实令人眼前一亮，那硬壳封面的触感带着一种沉甸甸的历史感，仿佛握住了地球深处的秘密。封面图案的处理更是高明，不是那种俗套的爆炸火焰或地震波纹，而是用了一种抽象的、近乎艺术化的手法来描绘地质运动的宏大叙事。我尤其欣赏封底的文字排版，字体选择非常考究，既有学术的严谨，又不失可读性，让人在翻开扉页之前，就已经对这本书的内在品质有了极高的期待。拿到手后，我立刻感受到它在纸张选择上的用心，那种略带纹理的米黄色纸张，不仅保护了视力，也极大地提升了阅读的愉悦度，这对于一本动辄需要查阅上百页的工具书来说，是至关重要的细节体验。内页的插图和图表质量也令人称赞，色彩还原度极高，即便是那些复杂的岩浆活动剖面图，也清晰得仿佛触手可及，标注的专业术语清晰易懂，没有丝毫的含糊不清。总而言之，从物理层面来看，这本书的制作工艺完全达到了收藏级别的水准，它不仅仅是一本知识载体，更像是一件精心雕琢的艺术品，让人忍不住想把它摆在书架最显眼的位置，时不时地去抚摸和欣赏。

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这本书的学术严谨性达到了令人肃然起敬的程度。我随手翻开关于“俯冲带地震触发机制”的章节，里面的公式推导和模型引用都详尽到令人发指的地步，每一个结论的得出都有坚实的数学和物理基础作为支撑。最让我印象深刻的是，它对不同科学流派之间存在的争论点也进行了坦诚的梳理，而不是简单地采纳一家之言。例如，对于某些深源地震的成因，书中不仅列举了主流观点，还细致地分析了尚未被完全解决的“黑箱”问题，这体现了作者团队极强的批判性思维和对科学前沿的把握。查阅尾部的参考文献部分，更是让人感到震撼，那份厚厚的列表几乎涵盖了过去五十年间所有该领域的里程碑式论文，这不仅仅是一本书，它更像是一份高度浓缩的、经过同行审阅的学科发展史纲要。我能清晰地感觉到，这本书的撰写者们绝不是简单的知识搬运工，他们是真正浸润在第一线研究中的资深学者，其文字中蕴含的洞察力是无可替代的。

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