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出版者:化学工业出版社

作者:姜禾

出品人:

页数:494

译者:

出版时间:2004-1

价格:36.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502549077

丛书系列:

图书标签:

• 1
• 变电站
• 值班
• 电力系统
• 运行维护
• 安全规程
• 电气设备
• 高压电网
• 电力调度
• 事故处理
• 技术手册

《星际航行与量子纠缠：探索宇宙深空的奥秘》 第一章：宇宙的尺度与旅行的挑战 本书旨在为对深空探索充满热情的读者构建一个宏大而精密的宇宙图景，并深入剖析当前人类技术水平下面临的巨大星际航行挑战。 我们首先从宇宙学的基本概念入手，详细描绘可观测宇宙的巨大尺度，从我们熟悉的太阳系边界，到柯伊伯带，再到奥尔特云，直至遥远的星系团。理解这些尺度，是理解星际旅行难度的前提。光速作为宇宙中最快的速度限制，在恒星际距离面前显得无比缓慢。 本书随后聚焦于推进技术的前沿研究。传统的化学火箭虽然是目前唯一成熟的深空推进方式，但其固有的低比冲和对大量燃料的需求，使其在星际尺度上几乎毫无实用性。我们详细分析了数种被寄予厚望的替代方案： 1. 核热推进（NTP）与核电推进（NEP）： 探讨其相比化学燃料提升的效率，以及在辐射防护和燃料处理方面必须克服的工程难题。 2. 聚变推进： 模拟基于仿星器或托卡马克反应堆的先进概念，讨论如何将等离子体的高能输出转化为可控的推力，并分析实现持续、高效率聚变反应堆所需突破的基础物理学和材料科学瓶颈。 3. 反物质推进的理论基础： 尽管目前仍处于理论阶段，本书仍详尽阐述了正负物质湮灭所蕴含的巨大能量潜力。重点分析了如何高效生产、储存和定向喷射反物质，特别是对磁场约束技术的深入剖析。 4. 先进的“软”推进概念： 包括激光帆（Light Sails）和磁帆（Magsails）。我们不仅仅停留在概念层面，而是深入计算了驱动光帆达到相对论速度所需激光阵列的规模、能量需求，以及材料在极高能量密度下的稳定性问题。 第二章：时间、空间与相对论效应 星际旅行绝不仅仅是速度的提升，它深刻地触及了爱因斯坦的狭义与广义相对论。本章旨在揭示在接近光速的旅行中，时间、空间和质量将如何发生扭曲。 狭义相对论部分，我们将通过一系列精确的数学模型，解释时间膨胀（Time Dilation）效应。对于执行星际任务的宇航员而言，时间流逝速度的减缓是双刃剑——它能让他们在相对较短的个人时间内抵达遥远的目标，但当他们返回时，地球文明可能已经历了数个世纪。本书将通过“双生子悖论”的严谨分析，阐明其物理学基础，并讨论这种效应在实际任务规划中的应用与伦理考量。 广义相对论则引出了对时空结构操控的猜想。我们仔细审视了“曲速驱动”（Warp Drive）的物理学基础，特别是米格尔·阿库别瑞（Alcubierre）提出的度规。本书将详细拆解该度规对负能量密度的要求，并评估当前量子场论对负能量存在的限制，以及是否存在其他绕过能量密度限制的几何学解法。此外，对虫洞（Wormholes）的探讨也占有重要篇幅，分析其作为潜在捷径的稳定性、开口的维持机制，以及穿越过程中潮汐力的风险。 第三章：生命维持与深空辐射的防御 人类的生理结构是在地球引力场和磁场保护下演化而成的，离开地球，生存本身就成为一个巨大的工程挑战。 1. 闭环生态支持系统（CELSS）： 本章详细介绍了实现长期自给自足的生命支持系统的必要性。我们不再满足于简单的氧气和水循环，而是深入探讨了如何建立一个完全仿生的微生态系统，整合藻类生物反应器、水培农业和废物回收处理技术，以最小化对外部补给的依赖。对植物生长所需光谱的精确调控，以及病原体在封闭系统中的快速传播风险管理，是重点分析对象。 2. 辐射环境与防护： 深空环境充斥着两种主要的致命辐射：银河宇宙射线（GCR）和太阳粒子事件（SPE）。GCR由高能质子和重离子构成，其穿透力极强，对DNA的损害是累积且不可逆的。本书详细对比了不同屏蔽材料的效能——例如，传统的水或聚乙烯材料，与基于电磁场偏转辐射的“主动屏蔽”技术。我们评估了建立有效磁性“磁气圈”所需能量与技术成熟度。 3. 人为引力与骨骼退化： 长期失重对宇航员的心血管系统、骨密度和肌肉组织造成不可逆的损害。本书探讨了两种解决方案：一是通过旋转船体产生离心力模拟引力（旋转栖息地设计），并计算了能避免“科里奥利效应”不适的最佳旋转半径和角速度；二是研究人工合成激素和基因编辑技术，以增强人体对低引力环境的适应性。 第四章：通讯、导航与异星文明的接触 在数十、数百光年的距离上，传统的无线电通讯已不可行。 1. 超远距离通讯的物理极限： 分析了激光通信的优势与劣势。激光束的带宽高，但在大气层外传播时，受限于衍射极限，光束发散和接收面积的限制，使得信息率随着距离的平方快速衰减。本书推算了实现跨越数光年的稳定双向信息传输所需的超高功率发射器和巨型接收望远镜阵列的规格。 2. 量子通讯的前瞻性应用： 尽管量子纠缠（Quantum Entanglement）本身不能用于超光速传递信息，但它在确保通信安全（量子密钥分发，QKD）方面具有革命性意义。本书区分了“纠缠现象”与“超光速信息传递”的误解，并探讨了如何利用纠缠态来构建安全密钥，以应对深空潜在的窃听风险。 3. 导航与自主决策系统： 离开了近地导航卫星，星际飞船必须依靠自身的星光导航系统（Celestial Navigation）和脉冲星计时器（Pulsar Timing）。我们探讨了如何利用已知脉冲星信号的极高周期稳定性，对飞船的位置进行精确三角定位。更重要的是，鉴于地球指令的延迟，飞船的飞行控制系统必须具备高度的自主性和人工智能，能够独立处理突发事件，进行燃料最优分配和轨迹修正，这是对现有AI鲁棒性和可解释性提出的终极考验。 结语：人类的未来坐标 《星际航行与量子纠缠》不仅是一本科普读物，更是一份对人类探索精神的深刻致敬。它清晰地描绘了我们飞向群星的漫长道路——这条道路充满了技术障碍、物理定律的限制，以及对我们自身生存极限的拷问。最终，本书引导读者思考：当技术允许我们真正成为跨星际物种时，人类文明的形态将发生何种根本性的转变。

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这本书的逻辑组织结构简直是一门艺术。它遵循了一条非常清晰的学习路径，从最基础的电网结构和继电保护原理开始，逐步深入到具体的设备操作规程，最后上升到事故应急处理和运行记录分析。这种层层递进的编排方式，对于一个像我这样资历尚浅的年轻人来说，简直是最好的向导。我特别欣赏它在章节之间的过渡处理，衔接得自然流畅，知识点之间的关联性被明确地指引出来，让你明白为什么学完A之后必须紧接着学B，而不是孤立的知识点集合。更赞的是，每当涉及到一个新的复杂概念时，作者总会用一个简洁的类比或者一个历史上的经典案例来辅助说明，极大地降低了理解门槛。我感觉自己不是在被动地接受信息，而是在一个经验丰富的师傅的带领下，系统性地构建自己的知识体系框架，这种学习的效率和深度是碎片化学习完全无法比拟的。

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我对书中关于高压设备运行维护的章节印象尤为深刻。它没有采用那种干巴巴的理论堆砌方式，而是大量融入了大量的“实战案例分析”。比如，它详细剖析了某次特大雷击事故后，如何迅速准确地判断保护装置的动作逻辑，以及后续的隔离和恢复步骤。作者的笔触非常老道，字里行间透露出丰富的现场经验，他不像有些教科书那样只会告诉你“应该怎么做”，而是会告诉你“在那种特定情境下，其他方法为什么行不通，只有这个最稳妥”。其中关于SF6断路器巡检周期和微水测量的部分，图文并茂，将复杂的物理化学原理与实际操作的微妙之处结合得恰到好处，让人茅塞顿开。我甚至可以想象出作者当初在现场摸爬滚打时的那种细致入微的观察力，这些知识点不是坐在空调房里能写出来的，它们是经过无数次停电检修和带电作业沉淀下来的真知灼见。读完这部分，我感觉自己对那些冰冷的设备又多了一层理解和敬畏。

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关于安全管理和标准化操作流程的描述，这本书的处理角度非常独特，它似乎更侧重于“心理建设”而非单纯的“规章制度背诵”。在介绍操作票拟制和执行时，作者花了很大篇幅来讨论如何对抗“习惯性违章”和“盲目自信”这两种职业病。他用了非常犀利的语言提醒我们，每一次看似例行公事的拉闸合闸背后，都可能隐藏着致命的风险，强调了“复诵确认”不仅仅是走过场，而是对生命的尊重。此外，对于“两票三制”的阐述，不再是枯燥的条文罗列，而是深入挖掘了每一项制度背后的安全逻辑和历史教训。读完后，我深切地体会到，安全规程不是束缚创造力的枷锁，而是确保我们能安全回家、让设备稳定运行的基石。这种深入骨髓的安全文化渗透，比任何形式的政治学习都来得更实在、更有力量。

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这本书的装帧设计非常有意思，封面采用了深邃的藏蓝色调，搭配着简洁有力的白色字体，散发出一种专业而沉稳的气息。初拿到手时，我本能地就被这种低调的质感所吸引。内页的纸张选择也相当考究，触感平滑细腻，即便是长时间翻阅，眼睛也不会感到疲劳，这对于一本需要反复研读的技术手册来说，简直是太贴心了。我注意到书中对于一些关键电路图和设备结构图的印刷质量极高，线条清晰锐利，即便是最微小的细节也能看得一清二楚，这在实际工作中简直是救命稻草，省去了我们自己描摹或反复放大复印的麻烦。装订工艺也很牢固，我甚至敢把它平铺在工作台上，任凭我来回翻动查找资料，丝毫不用担心书页会松动脱落。总的来说，从物理层面上讲，这本书给人的感觉就是一本精心制作、可以信赖的工具书，而不是那种廉价的、读过一次就想扔掉的快消品。这种对细节的打磨，也侧面反映了编纂者对内容的尊重和对读者群体的体恤。

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这本书对于现代变电站自动化技术的发展趋势探讨得相当有前瞻性。我注意到其中专门辟出了一章，详细介绍了基于IEC 61850标准的站控系统集成和网络安全防护策略。这对于我们这些正在经历传统调度向一体化、智能化转型的从业者来说，无疑是雪中送炭。作者不仅描述了新技术的架构，更深入分析了在实际部署过程中可能遇到的互操作性难题和数据一致性校验的挑战。比如，他对如何利用时间同步技术（如PTP）来确保保护动作的精准性进行了深入的技术剖析，这在传统时钟同步技术中是很难找到的深度讲解。阅读这些前沿内容时，我明显感觉到作者的知识储备已经超越了传统值班员的范畴，更像是系统集成专家在传授经验，这使得整本书的价值维度大大提升，不再局限于日常的巡检和操作，而是拓展到了对未来电网架构的理解层面，让人对自己的职业发展有了更清晰的规划。

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