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出版者:MIT Press

作者:Thomas Fischer Weiss

出品人:

页数:590

译者:

出版时间:1996-5-3

价格:GBP 49.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780262231848

丛书系列:

图书标签:

物理
教科书
生物物理学
细胞生物学
生物力学
膜生物物理学
离子通道
生物电
计算生物物理学
生物材料
纳米生物技术
生物医学工程

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具体描述

Cellular Biophysics is a quantitatively oriented basic physiology text for senior undergraduate and graduate students in bioengineering, biophysics, physiology, and neuroscience programs. It will also serve as a major reference work for biophysicists.Developed from the author's notes for a course that he has taught at MIT for many years, these books provide a clear and logical explanation of the foundations of cell biophysics, teaching transport and the electrical properties of cells from a combined biological, physical, and engineering viewpoint.Each volume contains introductory chapters that motivate the material and present it in a broad historical context. Important experimental results and methods are described. Theories are derived almost always from first principles so that students develop an understanding of not only the predictions of the theory but also its limitations. Theoretical results are compared carefully with experimental findings and new results appear throughout. There are many time-tested exercises and problems as well as extensive lists of references.The volume on the electrical properties of cells covers both electrically inexcitable cells as well as electrically excitable cells such as neurons and muscle cells. Included are chapters on lumped-parameter and distributed-parameter models of cells, linear electric properties of cells, the Hodgkin-Huxley model of the giant axon of the squid, saltatory conduction in myelinated nerve fibers, and voltage-gated ion channels.

聚焦宏观宇宙的恢弘史诗：《宇宙的织锦：从奇点到暗能量的演化》书籍概述：《宇宙的织锦：从奇点到暗能量的演化》是一部雄心勃勃、内容详实的巨著，它带领读者踏上了一场穿越时空、探索宇宙从诞生之初到其最终命运的宏大旅程。本书不仅仅是对天体物理学知识的罗列，更是一部将尖端理论物理、观测宇宙学与深邃哲学思考融为一体的史诗级叙事。它旨在揭示宇宙结构形成的底层逻辑，探究支配我们所见万物的基本力，并审视人类在无限时空中所处的独特位置。全书结构严谨，逻辑清晰，辅以大量精妙的图示和历史性的观测数据，确保即便是初涉宇宙学的读者也能把握其精髓，同时为专业研究人员提供了一个深入反思现有模型的平台。第一部分：原初的火花——宇宙的创生与早期物理本书的第一部分，我们回溯到一切的开端——奇点。这里，我们不再满足于简单的“大爆炸”模型描述，而是深入剖析了普朗克时期（Planck Epoch）的量子引力效应的假想。作者详细阐述了暴胀理论（Inflation Theory）的必要性、其数学框架及其如何解决了早期宇宙中的视界问题和磁单极子问题。我们将追随暴胀期结束后宇宙的急剧膨胀，进入夸克-胶子等离子体的时代。本部分详尽讨论了基本粒子物理学在极端高温高压下的表现，包括希格斯机制如何赋予粒子质量，以及早期宇宙中物质-反物质不对称性的起源。我们仔细考察了核合成（Big Bang Nucleosynthesis, BBN）的精确预测与观测到的轻元素（氢、氦、锂）丰度之间的完美吻合，这被视为标准宇宙学模型最坚实的基石之一。随后的章节聚焦于“复合”（Recombination）时期，即宇宙变得透明的那一刻。这里，对宇宙微波背景辐射（Cosmic Microwave Background, CMB）的深入分析占据了核心地位。我们不仅解读了CMB的偶极异向性和温度波动图谱，还详细解析了由声子振荡产生的物质波纹（声学峰）如何编码了宇宙的几何形状和物质密度参数。对于这些观测数据的解释，作者采用了极为审慎的态度，探讨了当前对CMB极化（E模式和B模式）测量的最新进展及其对原初引力波的探寻意义。第二部分：结构的编织——从不均匀性到星系的诞生在光线得以自由传播之后，宇宙进入了漫长的“黑暗时代”。本部分的核心在于理解微小的量子涨落如何演化为我们今天观测到的宏大结构——星系、星系团乃至超星系团。我们详细考察了冷暗物质（Cold Dark Matter, CDM）模型在结构形成中的关键作用。作者通过对流体力学模拟和N体模拟（N-body simulation）的分析，展示了暗物质晕（Dark Matter Halos）如何作为引力骨架，吸引普通重子物质的聚集。对“早期恒星”（Population III Stars）的形成和死亡的建模是本部分的亮点，这些初代恒星的超新星爆发被认为是重元素在宇宙中首次播撒的机制。本书对星系演化的描述是多层次的。我们不仅探讨了星系并合、恒星形成率（Star Formation Rate）的时间演变，还深入研究了活动星系核（Active Galactic Nuclei, AGN）和超大质量黑洞（Supermassive Black Holes）在星系反馈机制（Feedback）中的双向影响。从矮星系到旋涡星系再到椭圆星系的分类和动力学，作者提供了一个统一的、基于物理过程的演化图景。此外，对星系团内介质（Intracluster Medium, ICM）的X射线观测，也被用来推断暗物质的分布和热力学状态。第三部分：时空的新疆界——暗能量与宇宙的终局本书的后半部分将视角转向了支配当代宇宙动力学的最神秘力量——暗能量。在阐述了哈勃常数、宇宙膨胀率的历史测量（特别是对Ia型超新星的观测）之后，作者严肃地讨论了暗能量的本质。我们详尽对比了宇宙学常数（Λ, Lambda）模型与动态暗能量模型（如 क्विंटessence）之间的差异，并分析了它们在限制参数空间上的能力。通过对重子声学振荡（Baryon Acoustic Oscillations, BAO）的精确测量，本书展示了我们如何利用宇宙历史上的“标准尺子”来解构暗能量随时间的演化。在探讨宇宙终局时，作者以一种兼具科学严谨性与想象力的笔触，描绘了数种可能的未来：如果暗能量保持不变，宇宙将走向“大冻结”（Big Freeze）或“热寂”（Heat Death）；如果暗能量的负压更强，则可能是“大撕裂”（Big Rip）的降临。本书并未武断地给出结论，而是引导读者思考，观测证据的微小偏移可能如何彻底颠覆我们对宇宙终极命运的预测。第四部分：未解之谜与前沿探索最后一章是留给科学界前沿挑战的。作者回顾了标准模型之外的迫切问题，包括中微子质量的精确测定及其在宇宙学中的影响、引力波天文学如何为我们提供了完全不同的“听觉”窗口来探测早期宇宙和致密天体事件。对暗物质粒子性质的搜寻，无论是直接探测、间接探测还是在粒子加速器中的产生，都被系统地总结和评估。本书强调了理论物理学与观测进步之间的辩证关系，即观测的突破往往需要理论框架的根本性革新。总结：《宇宙的织锦》是一部关于宇宙学深层结构与演化历史的百科全书式著作。它以严谨的物理学为骨架，以人类的求知欲为经线，编织出一部关于时间、空间、物质和能量的宏伟叙事，深刻地阐释了我们所居住的这个广袤无垠的宇宙的过去、现在与未来。本书适合所有对宇宙的起源、结构和最终命运抱有强烈好奇心的读者。