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出版者:

作者:李国彰 编

出品人:

页数:229

译者:

出版时间:2008-6

价格:29.80元

装帧:

isbn号码:9787030217431

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

《天体物理学前沿探索：从引力波到暗能量的宇宙画卷》 内容简介 本书旨在为对宇宙学和高能物理领域抱有浓厚兴趣的读者，提供一份全面、深入且极具前瞻性的导览。我们不满足于对既有知识的简单罗列，而是着力于展现当代天体物理学研究中最激动人心、最具挑战性的前沿课题，描绘一幅跨越尺度、连接微观与宏观的宇宙演化壮丽画卷。 第一部分：时空的涟漪——引力波天文学的黎明 引力波的直接探测，无疑是21世纪物理学最伟大的实验成就之一。本部分将详尽解析引力波的理论基础——爱因斯坦广义相对论的精髓，并深入探讨引力波的产生机制及其在宇宙学研究中的革命性潜力。 我们将细致剖析 LIGO、Virgo 以及未来的 LISA 等探测器的设计原理、技术挑战与数据分析方法。重点讨论从双黑洞并合（BBH）、中子星并合（NS-NS）到黑洞与中子星并合（NSBH）等不同源事件的频谱特征。特别是对由中子星并合产生的千新星（Kilonova）事件的电磁对应体（EM counterpart）的观测分析，将展示我们如何首次同时利用引力波和电磁波进行多信使天文学，以精确测量哈勃常数，并探寻宇宙中重元素（如金和铂）的起源。 此外，本书还将展望对超大质量黑洞（SMBH）并合产生的低频引力波的搜寻工作，以及未来对早期宇宙背景引力波的探测，这将是直接检验宇宙暴胀模型、揭示宇宙诞生瞬间物理图景的关键窗口。 第二部分：宇宙的隐形骨架——暗物质与暗能量的谜团 宇宙中超过九成的物质和能量形式至今仍是未知的谜团。本部分将聚焦于两大核心议题：暗物质的本质与暗能量的驱动力。 暗物质： 我们将梳理迄今为止的间接证据，包括星系旋转曲线异常、星系团尺度的动力学效应以及宇宙微波背景（CMB）中的声子峰分析。接着，本书将详细介绍对暗物质粒子模型（如WIMPs、轴子等）的理论构建与实验检验。从地面上的直接探测实验（如LUX-ZEPLIN, XENONnT）如何努力捕捉暗物质粒子与普通物质的微弱碰撞，到太空中的间接探测（如费米-伽马射线空间望远镜）如何搜寻暗物质湮灭或衰变产生的特征信号，我们将全面评估当前实验的灵敏度边界，并探讨未来更高精度探测的必要性与方向。 暗能量： 暗能量是驱动宇宙加速膨胀的神秘力量。本书将从标准的Lambda-CDM模型出发，阐述当前主要的观测证据，如Ia型超新星光度曲线的精确测量、大尺度结构（LSS）的演化，以及重子声学振荡（BAO）数据的限制。我们将深入探讨替代暗能量模型的理论框架，如修正引力理论（Modified Gravity, f(R)引力等），并评估未来任务，如欧几里得空间望远镜（Euclid）、罗斯-戴维斯（DESI）和罗马空间望远镜（Roman Space Telescope）将如何通过高精度星系红移巡天，帮助我们区分真空能与动态暗能量，或揭示暗能量是否会随着时间演化。 第三部分：极端环境下的高能天体物理 宇宙中存在着能量密度极高的极端天体，它们是检验物理学定律极限的天然实验室。 活动星系核（AGN）与喷流： 本部分将深入解析超大质量黑洞吸积盘的物理过程，包括辐射机制、磁场重联驱动的喷流加速与准相对论性外流。通过对伽马射线暴（GRB）、耀变体（Blazar）的观测数据分析，我们将讨论超高能宇宙射线的可能起源，并评估费米子加速模型与磁场加速模型的优劣。特别是对快速射电暴（FRB）这一新兴领域的最新进展进行梳理，探讨其可能的产生机制，如磁星（Magnetar）的活动性。 中子星的内部结构与磁场： 中子星，特别是磁星，代表着宇宙中已知密度最高的物质状态。我们将结合核物理和强相互作用理论，探讨中子星的物质状态方程（EoS），以及其对引力波信号的调制效应。对于磁星，我们将关注其极高磁场如何影响辐射谱线和内部的磁致转动（BPT）现象。 第四部分：宇宙的早期回响与未来展望 时间回溯至宇宙诞生的第一个瞬间，本书将探讨如何通过理论模型和观测数据来重构早期宇宙的历史。 宇宙微波背景（CMB）的精细结构： 在介绍CMB的基本原理之后，我们将重点分析其偏振模式——特别是E模和B模偏振。B模偏振被视为寻找原初引力波的“圣杯”，因为它直接记录了暴胀时期时空量子涨落的印记。本书将详细介绍普朗克（Planck）卫星的成果，并展望未来下一代地基和太空实验在提高B模灵敏度方面的挑战与机遇。 原初黑洞与第一代恒星： 我们还将探讨是否存在由早期宇宙密度涨落直接形成的“原初黑洞”（PBH），它们可能是暗物质的候选者之一。同时，对宇宙“黑暗时代”结束标志——第一代恒星（Population III stars）的形成、演化及其对再电离时代的贡献，将作为理解宇宙结构形成的关键环节进行深入探讨。 本书的最终目标，是引导读者超越教科书的边界，直面当代天体物理学中最尖锐的问题：宇宙的终极命运是什么？我们所理解的物理定律在极端环境下是否依然成立？本书提供的不仅是知识，更是一种探索未知、构建宏伟宇宙图景的思维方式。

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这本书的结构安排堪称一绝，它没有采用传统生理学教材那种自上而下、按系统划分的僵硬模式，而是更侧重于功能的整合与逻辑的递进。我特别赞赏作者在讲解血液循环系统时，那种将压力梯度、容量血管和阻力血管的概念巧妙地融合在一起的处理方式。它不仅仅是告诉我们心脏如何泵血，更是深入剖析了流体力学原理是如何在微小的毛细血管中实现物质交换的最优化。读到心肺复苏那章时，作者的文字充满了紧迫感和专业性，对于如何通过人工干预维持生理平衡的描述，细致到每一次按压的力度和频率都似乎能通过文字传达出来，这种沉浸式的学习体验是其他书籍难以比拟的。此外，书中对“稳态”这一核心概念的反复强调和多角度阐释，贯穿始终，使得整本书的知识点不是零散的知识点堆砌，而是一个有机统一的生命体模型。这本书的厚度足以让人望而生畏，但一旦翻开，你会发现，每一页都凝聚着作者对生命现象的深刻洞察和精心提炼，物超所值。

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这本关于身体奥秘的著作，简直是打开了一扇通往生命内部构造的奇妙之门。从最基础的细胞活动到复杂的器官系统协同运作，作者以极其细腻的笔触，将那些原本晦涩难懂的生理过程，描绘得栩栩如生，仿佛我正置身于一个微观的生命实验室中。我尤其欣赏它在阐述神经冲动传导那一部分时的清晰逻辑，那种层层递进、环环相扣的叙述方式，让我这个初学者也能轻松跟上思路，理解电信号如何在错综复杂的网络中精准传递，控制着我们的每一个念头和动作。书中对能量代谢的讲解也颇具洞察力，它不仅仅罗列了ATP的生成路径，更深入地探讨了不同营养物质在人体这座“化工厂”中是如何被高效利用和转化的，这让我对日常饮食的选择都有了更科学的认识。而且，插图和图表的质量非常高，那些精美的结构图，极大地辅助了文字的理解，使得那些三维空间的运作机制变得一目了然。读完这部分内容，我感觉自己对“活着”这件事有了更深层次的敬畏和理解，它不再是理所当然的状态，而是一场场精密、永不停歇的化学与物理的宏大交响乐。

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老实说，我一开始对这种偏学术类的书籍抱有很高的戒心，生怕自己会被那些专业术语淹没，但这本书的叙述风格非常平易近人，充满了叙事感，读起来竟然有一种探索连载小说的感觉。最让我印象深刻的是它在描述内分泌系统调节机制时所采用的“反馈回路”的类比，作者将激素比作信息传递的“信使”，精准地控制着人体的内环境稳定，那种精密的平衡艺术，简直比任何科幻小说里的设定都要震撼。它并没有满足于教科书式的描述，而是穿插了大量的临床案例和历史发现，比如某个经典实验是如何确立了某种激素的作用机制，这让知识的获取过程充满了历史的厚重感和趣味性。阅读体验上，排版和字体选择都非常人性化，长篇阅读也不会感到眼睛疲劳。这本书的价值不仅仅在于知识的传授，更在于它教会了我们如何用一种动态的、相互关联的视角去看待人体，而不是孤立地看待某个器官或系统。它成功地架起了理论与实际应用之间的桥梁，让人读罢，有一种“原来如此”的豁然开朗之感，强烈推荐给所有对生命科学抱有好奇心的人，绝对不会让你失望。

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我一直以为自己对人体机能有基本的了解，但这本书对我过去的一些认知进行了彻底的重塑。特别是关于感觉和运动系统的章节，作者没有停留在简单的神经通路图上，而是深入探讨了大脑皮层如何处理和解释来自感官世界的信号，那种将物理刺激转化为主观体验的过程，充满了哲学思辨的魅力。阅读到视觉形成的那部分时，那种对光感受器如何将波长、强度等信息编码成电信号的解释，简直是天才般的描述，让我对眼睛这个“精密仪器”充满了敬畏。这本书的语言风格充满了严谨的学术精神，但同时又保持着一种对未知世界探索的激情，没有那种干巴巴的公式堆砌，而是将公式视为描述自然规律的语言，而非学习的障碍。它更像是与一位经验丰富、学识渊博的导师进行一对一的交流，他总能在你即将感到困惑时，用最恰当的比喻或图示为你指点迷津。对于想深入理解人类行为和反应背后的生物学基础的人来说，这本书是不可多得的宝藏。

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这本书最让我惊喜的一点是它对整体观的把握，即便是在讨论肾脏排泄或消化吸收这种看似局部的生理功能时，作者也总能将它们置于整个机体稳态维持的大背景下去考察。关于肾单位的运作机制，书中对重吸收和分泌过程的描述，细致到了钠-钾泵等离子通道的精确位置和功能，这对于理解水盐平衡的调节至关重要。令人赞叹的是，作者巧妙地将病理生理学的知识点穿插其中，简要对比了功能失常时的后果，这极大地增强了学习的动机——我们学习正常运作的原理，是为了更好地理解异常发生的原因。书中对体温调节那一章的论述尤为精彩，它将神经、循环、代谢等多个系统紧密地联系起来，展示了一个多层级、高效率的反馈控制系统是如何应对环境变化的。这本书的深度和广度都达到了一个非常高的水准，它既能满足对知识有深度要求的读者，也能让初学者在扎实的基础知识上建立起对生命系统运作的宏观认知，是值得反复研读的经典之作。

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