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出版者:Springer New York

作者:Rajeshwar, Krishnan; McConnell, Robert; Licht, Stuart

出品人:

页数:340

译者:

出版时间:2009-11-23

价格:USD 119.00

装帧:Paperback

isbn号码:9781441924964

丛书系列:

图书标签:

• Solar energy
• Hydrogen production
• Photocatalysis
• Electrocatalysis
• Photoelectrochemical
• Renewable energy
• Energy conversion
• Materials science
• Nanomaterials
• Sustainable energy

好的，这是一本名为《宇宙之心的低语：探索黑洞与量子引力的前沿》的图书简介： 《宇宙之心的低语：探索黑洞与量子引力的前沿》 导言：超越视界，追问存在的根源 自古以来，人类仰望星空，对那些吞噬光明的“黑暗之星”——黑洞——怀揣着敬畏与好奇。它们是时空结构中最极端的体现，是引力作用下物质坍缩的终极形态。然而，在这些神秘天体的核心深处，隐藏着一个更宏大、更具挑战性的谜团：如何将支配宏观宇宙的爱因斯坦广义相对论与描述微观世界的量子力学和谐统一？ 《宇宙之心的低语：探索黑洞与量子引力的前沿》是一部深入现代理论物理学最前沿的著作。它不仅为我们勾勒出黑洞的壮丽图景，更带领读者穿越霍金辐射的迷雾，直抵量子引力理论试图描绘的宇宙基石。本书旨在以严谨的科学态度和清晰的逻辑结构，阐释当前物理学界试图解答的几大核心问题：黑洞的熵从何而来？信息悖论的真相如何？时空本身是否由更基本的、量化的结构构成？ 本书的叙事并非停留在理论模型的表面介绍，而是深入挖掘了支撑这些理论的数学框架和哲学意义。我们将考察经典引力学的巅峰之作——广义相对论，理解其在描述黑洞形成、视界动力学及奇点结构上的强大力量。随后，我们将面对理论的崩溃点：奇点处的无限密度和曲率，这正是需要量子力学介入的信号。 第一部分：视界与奇点的挽歌——广义相对论的极限 本书的开篇，是对黑洞经典图像的细致构建。我们从史瓦西解出发，逐步引入克尔解和莱维西维塔坐标系，详尽讨论了事件视界（Event Horizon）的物理意义——一个不可逆转的单向膜。我们将深入剖析视界附近时空扭曲的程度，以及物质落入黑洞时所经历的极端潮汐力。 然而，经典描述的终结之处，正是量子探索的起点。我们必须正视奇点问题。在奇点处，经典物理定律完全失效，空间和时间的概念失去了意义。这迫使我们寻求一种超越经典的时空描述。本书将系统回顾彭罗斯-霍金奇点定理，证明在广义相对论的框架内，奇点的出现是不可避免的。 第二部分：霍金的遗产与信息之谜 真正的转折点出现在二十世纪七十年代，史蒂芬·霍金将量子场论应用于黑洞背景之上，揭示了黑洞并非完全“黑”的——它们会发出热辐射，即霍金辐射。 本章将详细推导霍金辐射的半经典机制，解释黑洞如何以纯热谱的形式蒸发，并最终消失。这是一个颠覆性的发现，因为它将黑洞这一纯粹的引力客体，与热力学和统计力学紧密联系起来，暗示了黑洞必然具有熵。 随后，我们将聚焦于物理学界最为悬而未决的难题之一：黑洞信息悖论。如果黑洞蒸发殆尽，那么落入黑洞的物质携带的量子信息去了哪里？根据量子力学的基本原则（幺正性），信息不应丢失。本书将全面梳理当前解决信息悖论的几条主要路径，包括火墙（Firewall）假说、软毛（Soft Hair）理论，以及信息如何编码在视界上的尝试。 第三部分：弦论与圈量子引力——通往量子引力的两条大道 要真正理解奇点内部和视界深处的物理，我们必须拥抱量子引力。本书将花费大量篇幅，介绍当前最具影响力的两种候选理论。 弦论（String Theory） 视角：我们将探讨将基本粒子视为一维振动的弦的模型，以及它如何自然地包含了引力子（引力场的量子）。重点分析M理论如何通过对偶性（Duality）连接不同的弦理论，并探讨AdS/CFT对应（全息原理）在解决黑洞热力学和信息问题上的巨大潜力。我们将讨论弦论如何通过计算D-膜上的微观态，首次给出了对贝肯斯坦-霍金熵的精确微观解释。 圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG） 视角：LQG采取了不同的路径，它致力于将广义相对论本身进行量子化，而不预设额外的维度或超对称性。我们将介绍“自旋网络”（Spin Networks）和“自旋泡沫”（Spin Foams）的概念，展示时空本身如何被量子化为离散的、不可再分的“原子”。在LQG的框架下，奇点被成功“平滑”——它不再是无限曲率的点，而是量子涨落下的、高密度但有限的区域。 第四部分：前沿探索与未竟的旅程 最后，本书将展望量子引力研究的前沿领域。我们将讨论如何利用引力波天文学（如LIGO/Virgo/KAGRA的观测）来检验广义相对论的强场预测，并探讨未来观测如何可能揭示量子效应的蛛丝马迹。此外，我们还将触及新兴的领域，例如引力在量子计算中的潜在作用，以及对“时间”这一基本概念在量子引力背景下的重新定义。 《宇宙之心的低语》不仅仅是一本教科书，它是一次思维的探险，邀请读者跟随科学家的脚步，直面人类知识的边界。它将揭示，我们对黑洞的每一次深入凝视，都是对宇宙最深层实在结构的一次叩问。理解黑洞，就是理解时空、信息与物质的终极交汇点。 适合人群： 本书适合具有高等数学基础，对现代物理学有浓厚兴趣的本科生、研究生、研究人员，以及所有渴望理解宇宙终极奥秘的严肃读者。它在保持严谨性的同时，力求用生动的语言解释复杂的概念，是进入黑洞物理学和量子引力领域的一把关键钥匙。

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这本书为我提供了一个全新的视角来理解能源的未来。作者以一种清晰而富有洞察力的方式，阐述了太阳能制氢技术的核心原理和发展方向。我尤其喜欢他对不同光电化学反应机理的详细解释，以及对半导体材料选择的深入分析。这些内容都展示了作者在这一领域的深厚造诣。

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这本书为我打开了了解清洁能源新世界的大门。作者以一种易于理解的方式，深入阐述了太阳能制氢的原理和技术。我特别喜欢他对不同光催化剂的选择和优化，以及对反应条件的控制的探讨。

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我是在一个偶然的机会下接触到这本书的，当时我正在寻找关于可持续能源解决方案的信息，希望能找到一些真正能够改变世界的突破性技术。这本书无疑给了我巨大的启发。作者在书中构建了一个详尽的框架，详细阐述了如何利用太阳能这一取之不尽用之不竭的资源来生产清洁的氢气。他不仅介绍了目前主流的几种太阳能制氢技术，例如光电催化和光热催化，还对一些新兴的、更具颠覆性的技术进行了深入的探讨，例如仿生光合作用。让我印象深刻的是，作者在解释这些复杂的技术原理时，采用了大量生动的比喻和图表，使得非专业读者也能相对容易地理解其中的精髓。

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这本书就像一本教科书，又像是一部科幻小说，它既有严谨的科学理论，又有对未来能源系统的大胆设想。作者在书中深入浅出地介绍了太阳能制氢的各种技术路线，并对每种技术的优劣势进行了详细的分析。我尤其欣赏他对不同材料的催化性能、光谱吸收特性以及长期稳定性的深入探讨。这些细节的呈现，让我对这个领域有了更全面、更深入的认识。

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我一直对可持续能源解决方案的进展感到非常好奇，而这本书恰好满足了我的求知欲。作者以一种引人入胜的方式，深入浅出地介绍了利用太阳能制造氢气的各种方法。他不仅仅停留在理论层面，还详细分析了每种技术的实际应用前景以及可能面临的挑战。我特别欣赏他对不同光催化剂的性能分析，以及对电解槽设计优化的探讨。这些内容都让我对这个领域有了更深层次的理解。

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这本书的封面设计就散发着一种未来主义的科技感，让人一眼就能感受到其主题与能源革新息息相关。当我翻开它时，首先吸引我的是作者严谨的学术态度和对前沿研究的深刻洞察。书中的每一个概念都似乎经过了精心的打磨，从基础的物理化学原理，到复杂的光催化反应机制，再到宏观的系统工程设计，作者都娓娓道来，条理清晰。我特别欣赏的是，他并没有回避技术上的挑战和瓶颈，反而以一种坦诚的态度，列举了目前在实现高效、经济的太阳能制氢过程中所遇到的各种难题，例如催化剂的稳定性、成本问题、以及大规模生产的可行性等。这种不回避问题的写作方式，让我觉得作者是一个真正懂行的实践者，而不是一个只懂纸上谈兵的理论家。

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我一直对如何解决全球能源危机感到忧虑，这本书为我带来了新的希望。作者以一种严谨而又不失生动的笔触，描绘了太阳能制氢技术的广阔前景。他详细分析了各种技术路线的优劣，并对未来的发展趋势进行了预测。

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作为一名对环境科学抱有浓厚兴趣的学生，我一直关注着各种清洁能源的研发进展。这本书的出现，仿佛为我打开了一扇通往绿色能源未来的大门。作者的叙述方式非常吸引人，他并没有枯燥地罗列数据和公式，而是将科学原理与实际应用紧密结合，让我看到了太阳能制氢技术在实际生活中巨大的潜力。他详细地分析了不同技术路线的优缺点，并对未来的发展趋势做出了预测，这让我对这个领域有了更深层次的理解。我尤其欣赏的是，作者在书中多次强调了技术创新和成本控制对于大规模推广的重要性，这让我看到了技术落地到现实的可能。

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我购买这本书是抱着一种探索未知的好奇心，希望能了解一种能够真正解决我们能源危机的方案。这本书的开篇就立刻抓住了我的注意力，作者以一种充满激情又极具逻辑性的语言，描绘了太阳能制氢的宏伟蓝图。他不仅详细介绍了各种制氢技术的科学原理，还深入剖析了影响技术效率和经济性的关键因素。我特别喜欢他对不同催化剂材料的比较分析，以及对反应条件优化的探讨。这些内容都显示了作者深厚的专业知识和严谨的研究态度。

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作为一个对前沿科技充满热情的读者，我一直在寻找能够真正带来变革的书籍。这本书无疑是其中之一。作者以一种系统性的方式，深入探讨了如何利用太阳能高效地生产氢气。他详细介绍了各种催化剂材料的性能，以及反应器设计的关键要素。

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