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出版者:机械工业出版社

作者:Mata-Toledo

出品人:

页数:300

译者:薛静锋

出版时间:2002-8

价格:29.0

装帧:平装

isbn号码:9787111108498

丛书系列:

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探索广袤的自然科学领域：从微观粒子到宇宙星辰 本书旨在为读者提供一个全面而深入的自然科学导览，内容涵盖物理学、化学、生物学以及天文学等核心学科的最新进展与基础理论。我们期望通过严谨的逻辑结构和生动的阐述方式，激发读者对未知世界的探索热情，并理解自然界运行的基本规律。 第一部分：物理世界的基石——从经典到前沿 本部分聚焦于物质、能量以及它们之间相互作用的基本原理。我们将从宏观的经典物理学出发，逐步深入到微观的量子世界，最后展望现代物理学的尖端领域。 第一章：力学基础与热力学定律 本章首先回顾牛顿运动定律在经典力学中的核心地位，详细分析了动量、角动量守恒等概念在复杂系统分析中的应用。我们不会停留在理论公式的堆砌，而是通过大量工程学和天体运动的实例，展示力学原理在实际问题解决中的强大威力。 随后，我们将进入热力学领域。对热力学第一、第二、第三定律的深入剖析，将帮助读者理解能量转换的极限和熵增的必然性。重点将放在统计力学对宏观热力学现象的微观解释上，例如气体分子动理论如何导出压力和温度的关系，以及玻尔兹曼熵公式的深远意义。 第二章：电磁学与光学：光与物质的交织 电磁现象是自然界最普遍的相互作用之一。本章系统阐述了库仑定律、高斯定律、安培定律以及法拉第电磁感应定律，并最终导向麦克斯韦方程组的统一性。我们精心设计了多个三维空间电磁场分析的案例，帮助读者掌握矢量分析在电磁场理论中的应用。 光学部分则涵盖了几何光学与波动光学的基本原理。从反射、折射到干涉、衍射，我们探讨了光作为电磁波的本质特性。此外，本章还将介绍现代光学技术，如激光的产生原理及其在材料科学、通信领域中的应用，强调光与物质相互作用的量子特性。 第三章：相对论与量子力学：时空观与物质观的革命 本部分是现代物理学的核心。狭义相对论部分，重点解析了洛伦兹变换对时间、长度和质量概念的颠覆性影响，并深入探讨了质能关系 $E=mc^2$ 在核物理中的体现。广义相对论则以爱因斯坦的引力场方程为核心，阐释了引力如何被理解为时空弯曲的几何效应，并引入黑洞、引力波等前沿概念的讨论。 量子力学章节，从黑体辐射和光电效应引入量子化的概念，详细讲解薛定谔方程及其在描述微观粒子行为中的核心作用。对波函数、不确定性原理、量子叠加态以及量子纠缠现象的讲解，旨在帮助读者建立起与日常经验截然不同的微观世界图景。我们还将探讨量子场论的初步思想，为理解粒子物理打下基础。 第二部分：物质的构造与演化——化学的精妙世界 化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化的科学。本部分将从原子结构出发，层层递进，解析分子层面的规律和宏观化学反应的原理。 第四章：原子结构与周期律 本章深入探讨了原子内部的结构，从卢瑟福的原子模型到玻尔的能级概念，再到现代量子力学对电子轨道的精确描述（如s、p、d、f轨道）。通过电子排布规则，我们系统梳理了元素周期表的构建逻辑，解释了不同族、周期元素的性质规律性差异，如电负性、离子半径的变化趋势。 第五章：化学键与分子结构 化学键的形成是物质世界的基石。本章详细分析了离子键、共价键的本质，并引入了杂化轨道理论、价层电子对互斥理论（VSEPR）来预测分子的空间构型。分子间作用力（范德华力、氢键）的讨论，则解释了物质宏观性质（如沸点、溶解度）的微观决定因素。 第六章：化学反应动力学与平衡原理 反应速率的快慢由动力学决定。本章探讨了反应活化能、反应级数以及温度对速率的影响，并引入了碰撞理论和过渡态理论对速率常数的解释。随后，转向化学平衡，重点解析勒夏特列原理的应用，并从热力学角度阐述了吉布斯自由能 $Delta G$ 在判断反应自发性中的关键作用。酸碱平衡部分，则会涉及缓冲溶液的配制与滴定曲线的分析。 第三部分：生命的奥秘——生物学的宏大叙事 本部分将引领读者进入生命的复杂系统，从分子层面解析生命活动的机制，并探讨生物多样性的演化历程。 第七章：分子生物学的核心机制 本章聚焦于构成生命信息载体的核心分子。对DNA和RNA的结构、复制、转录和翻译过程的详细描述，构成了现代生物学的核心。我们将解析基因表达调控的复杂网络，包括原核生物的操纵子模型和真核生物的转录因子调控。蛋白质的结构（一级到四级结构）与功能的关系，是本章的另一重点。 第八章：细胞与新陈代谢 细胞是生命活动的基本单位。本章对原核细胞和真核细胞的结构进行对比分析，深入探讨线粒体和叶绿体在能量代谢中的关键作用。代谢部分，我们将系统阐述细胞呼吸（糖酵解、克雷布斯循环、氧化磷酸化）和光合作用的生化途径，揭示生命体如何高效地捕获、转化和储存能量。 第九章：遗传、变异与进化论 遗传学原理是理解生命延续性的关键。从孟德尔的杂交实验到现代分子遗传学，本章梳理了基因的传递规律。变异的来源，如基因突变和染色体畸变，是进化的原材料。进化论部分，重点阐述达尔文自然选择学说的核心观点，并结合现代种群遗传学和分子系统学证据，构建一个完整的生命演化图景。 第四部分：时空之外的视野——天文学与宇宙学概览 最后一部分，我们将视野投向地球之外，探索宇宙的尺度、结构和起源。 第十章：恒星的诞生、演化与死亡 本章从星际介质的物理性质出发，解释了恒星是如何在引力坍缩下点燃核聚变的。我们将详细介绍恒星的主序演化路径，并区分不同质量恒星的终结命运：白矮星、中子星，乃至黑洞。对超新星爆发的物理机制及其在重元素合成中的作用，将作为本章的高潮。 第十一章：星系结构与宇宙学原理 本章探讨了太阳系之外的结构：从恒星团到星系，再到星系团和超星系团。银河系的结构和动力学分析将作为基础案例。宇宙学部分，我们将引入宇宙膨胀的观测证据（如哈勃定律），并深入探讨大爆炸模型的标准图景，包括宇宙微波背景辐射（CMB）的意义，以及暗物质和暗能量在塑造宇宙命运中的作用。 通过这四个宏大的板块，本书力求为读者构建一个连贯、深入且富有启发性的自然科学知识体系，帮助读者从最微小的夸克到最宏大的宇宙结构，理解我们所处世界的运作规律。

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我对这本书内容的组织逻辑性给予高度评价。它显然不是简单地把零散的知识点堆砌在一起，而是构建了一个非常清晰、循序渐进的学习路径。从最基础的二进制、逻辑门开始，作者非常耐心地引导读者理解计算机的底层运作原理，然后逐步深入到硬件架构、操作系统基础，最后才过渡到程序设计和网络基础。这种由浅入深、环环相扣的结构，对于自学者来说简直是救星。我记得我在学习某个特定概念时，如果前面的知识点没理解透，后面往往会感到吃力，但这本书巧妙地在关键转折点设置了“回顾与衔接”的小节，帮助巩固前述知识，并自然地引出新内容。作者似乎非常理解初学者的思维定势和知识盲区，总能在恰当的时候提供深入浅出的类比和解释。这种精心设计的学习曲线，让原本可能枯燥的理论学习过程，变得富有探索的乐趣，极大地增强了读完一个章节后的成就感。

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我个人在使用这本书的过程中，发现它在强调理论的同时，也十分注重知识的实用性和前瞻性。作者并没有沉溺于过时的技术细节，而是巧妙地将一些经典的、不变的计算原理与当前主流的技术趋势相结合。例如，在讲解数据表示时，虽然会涉及基础的补码运算，但也会简要提及现代处理器中浮点数运算的标准和挑战。在网络部分，对于TCP/IP协议栈的介绍，也是站在现代互联网应用的角度去阐述其设计哲学。这种与时俱进的内容组织方式，使得这本书不仅仅是一份历史性的文献，更是一份面向未来的学习指南。它帮助读者建立起一个动态的知识体系，理解为什么今天的技术是这样设计的，以及未来可能会如何演变。这种视角，对于培养一个合格的计算机科学学习者来说，是至关重要的，它鼓励我们不仅要学习“是什么”，更要思考“为什么”和“将是什么”。

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这本书的语言风格非常具有亲和力，完全不像那种高高在上的学术著作。作者的叙述语气非常平实、接地气，仿佛是一位经验丰富的导师在耳边细细讲解。他避免了大量晦涩难懂的专业术语堆砌，即便是引入新的专业词汇时，也会立刻用通俗易懂的语言进行解释和举例说明，确保读者不会因为陌生的词汇而望而却步。特别是在阐述一些抽象的概念时，作者常常会引用生活中的实际案例来佐证，比如用自来水管道系统比喻数据流，或者用交通管理来类比操作系统的进程调度，这种巧妙的比喻极大地降低了理解门槛。更重要的是，作者在行文中不时流露出对计算机科学的热爱与敬畏，这种情感的传递是冰冷的文字无法替代的，它能有效激发读者探索这门学科深层奥秘的渴望。这种将“教”与“引”完美结合的叙事方式，使得学习过程不再是单向的知识灌输，而更像是一场互动的启发之旅。

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这本书的排版和装帧设计真的让我眼前一亮。封面采用了经典的深蓝色调，配上简洁的白色字体，给人一种沉稳、专业的学术气息。内页的纸张质量也相当不错，不是那种廉价的泛黄纸张，而是摸起来略带纹理、印刷清晰的哑光纸，长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。尤其值得称赞的是，书中对于图表的处理非常到位。那些复杂的计算机系统结构图、算法流程图，都被清晰地绘制出来，线条干净利落，配色也恰到好处地突出了重点信息。即便是初次接触这些概念的读者，也能通过这些视觉辅助材料迅速抓住核心逻辑。书本的装订也非常牢固，厚实的胶装让人放心，即使经常翻阅和在书页上做笔记，也不担心书会散架。对于我这种喜欢在书上留下阅读痕迹的读者来说，这种扎实的制作工艺简直是福音。此外，书中的字体选择也体现了编者的用心，主要内容的宋体字号适中，注释和参考信息的细体字也清晰可辨，整体阅读体验流畅舒适，让人愿意沉下心来仔细研读每一个章节。这种对细节的关注，无疑提升了这本书作为一本学习资料的整体价值。

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对于一本理论学习资料而言，其内容的广度与深度往往是衡量其价值的关键指标。这本书在这方面做得尤为出色。它的内容覆盖面非常全面，从计算机历史的简要回顾，到现代计算模型的核心要素，几乎涵盖了所有“导论”级别应有的知识模块，没有出现明显的知识断层。更令人惊喜的是，在广度的基础上，它依然保持了相当的深度。例如，在讨论冯·诺依曼结构时，不仅仅是停留在“存储程序”的层面，还会深入探讨指令周期、数据通路等核心机制的初步概念。这种在基础框架下对核心概念的适度挖掘，使得读者在掌握宏观图景的同时，也能窥见细节的精妙之处。它成功地在“科普”与“专业”之间找到了一个绝佳的平衡点，既不会让新人感到信息过载，也不会让有一定基础的读者觉得内容过于浅薄，为后续更深入的专业学习打下了坚实而全面的基础。

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