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出版者:北京理工大学出版社

作者:沈以淡

出品人:

页数:442

译者:

出版时间:2003-8

价格:26.0

装帧:平装

isbn号码:9787564000790

丛书系列:

图书标签:

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浩瀚星辰间的引航者：一部关于宇宙探索与未来科技的宏伟画卷 本书并非聚焦于枯燥的定义与公式的堆砌，它是一部献给所有对未知宇宙心怀敬畏、对未来科技充满渴望的探索者的指南。我们深知，数学是理解世界的基石，但真正的乐趣在于将这些基石搭建成通往星辰大海的阶梯。因此，本书将带您进行一场跨越时空的深度旅行，从我们脚下的地球，飞跃至遥远的星系，并深入探讨人类文明在信息爆炸时代所面临的科技前沿。 第一部分：追溯起源——宇宙的宏大叙事 我们首先将时间拨回到宇宙诞生的那一刻。这里没有晦涩难懂的微积分推导，只有对宇宙基本原理的生动阐述。 星尘的低语：从原子到星系 本书的第一章将带领读者回顾宇宙的演化史，从夸克与轻子的基本相互作用，到早期宇宙的暴胀理论。我们将以诗意的笔触描绘恒星的诞生与死亡——那些在巨大引力作用下点燃核聚变的熔炉，以及它们在超新星爆发中将构成生命的元素抛洒向宇宙空间的壮丽场景。我们会探讨黑洞的本质，不是通过复杂的场方程，而是通过它们对时空结构产生的深刻影响，以及我们如何通过引力波探测技术“聆听”到宇宙深处的碰撞声响。 行星的家谱：宜居带的追寻 我们将把目光聚焦于太阳系内外。关于行星的形成，我们将侧重于系外行星的发现历程，从最初的凌星法到多普勒频移法，每一种方法都代表着人类观测能力的飞跃。书中会详细介绍“宜居带”的概念，但这并非简单的温度区间划分，而是对复杂环境因素的综合考量——大气成分、磁场保护、液态水存在的可能性，以及更深层次的“行星地质学”对生命维持的关键作用。我们会深入剖析那些令人着迷的系外行星案例，例如“超级地球”和“迷你海王星”，它们挑战着我们对行星分类的传统认知。 时间与空间的新疆界：相对论的哲学意蕴 相对论是理解宇宙的钥匙，但我们不会沉溺于光锥图的描绘。本书将侧重于爱因斯坦理论带来的哲学冲击：时间膨胀如何影响宇航员的寿命，质量与能量的等价性如何驱动恒星的燃烧，以及引力如何弯曲我们对“直线”的理解。我们还将讨论时间旅行的可能性，不是作为科幻的素材，而是基于现有物理学框架下，那些理论上存在但实践上遥不可及的奇特路径。 第二部分：深入腹地——生命、信息与计算的交汇 当我们理解了宏观宇宙的运行法则后，本书将转向微观世界和人类自身文明的构造——信息与智能。 生命的蓝图：DNA的编织与进化的逻辑 生命的起源与演化是宇宙中最复杂、最迷人的现象之一。本部分将以非生物化学的视角来审视遗传信息的存储与复制。我们将探讨信息的熵增与负熵（负熵流）在生命体维持自身结构中的关键作用。进化论在这里不再是简单的达尔文“自然选择”的论述，而是对复杂系统在随机突变和环境约束下，如何涌现出适应性策略的深刻洞察。我们将研究复杂生物系统的涌现性，探讨意识的产生是否可以被视为一种极端复杂的信息处理模式。 量子幽灵的低语：计算的前沿革命 量子力学是通往未来计算的必经之路。我们不会深入量子场论，而是关注量子比特（qubit）如何利用叠加态和纠缠态实现传统计算机无法企及的运算能力。本书会详细介绍量子霸权（Quantum Supremacy）的意义，以及Shor算法和Grover算法的应用前景——它们对现代密码学构成了根本性的挑战。更重要的是，我们将探讨构建稳定、可扩展的量子计算机所面临的工程难题，例如退相干的抑制，以及不同物理平台（超导电路、离子阱、拓扑量子计算）的优劣对比。 信息永不磨灭：从香农到深度学习 信息论是理解现代科技的底层语言。我们将从香农的信道容量理论出发，探讨信息传输的物理极限。随后，我们将转向人工智能的“大脑”——深度学习网络。我们不会提供编程代码，而是剖析神经网络的结构，例如卷积层和循环层在处理空间数据和序列数据上的“直觉”。我们将讨论“黑箱问题”：为什么这些网络能做出准确预测，但其内部决策过程难以被人类完全理解？这不仅是技术问题，更是关于知识获取和智能本质的哲学探讨。 第三部分：文明的远航——科技与伦理的未来图景 最后，本书将展望人类文明的未来方向，探讨我们在跨越技术奇点时可能面临的挑战与机遇。 星际航行的梦想与现实：曲率引擎的理论模型 星际旅行是人类终极的梦想之一。在这一部分，我们将审视那些突破传统火箭推进方式的理论设想。例如，如何通过操纵时空结构来实现超光速旅行（如阿库别瑞引擎的理论框架），以及这种理论对负能量密度的要求。我们还将分析戴森球等宏大工程的可行性，将它们视为文明发展等级的标志——衡量一个文明能够捕获和利用多少恒星能量的标准。 仿生与融合：人机共生的边界 生物技术与信息技术的融合正在模糊生命的定义。我们将探讨脑机接口（BCI）的最新进展，它如何帮助残疾人恢复运动能力，以及未来如何实现人脑与外部计算资源的直接连接。但我们更关注由此引发的伦理困境：增强人类的界限在哪里？如果记忆和知识可以被数字化和共享，个体的独特性将如何维系？ 科技的避险指南：生存风险与可持续发展 最深刻的探讨是关于生存风险。本书将严肃分析那些可能导致人类文明崩溃的威胁，包括失控的人工智能、失控的生物工程、气候临界点以及小行星撞击。我们提出的不是绝望，而是基于科学评估的风险管理策略。我们强调，只有对复杂系统的非线性反馈机制有深刻理解，才能设计出具有韧性的、可持续的未来。 总结： 本书是一部广阔的思维地图，它不提供即时的解题工具，而是致力于激发读者对宇宙、生命和未来的深层思考。它以一种叙事和思辨的方式，连接了最古老的物理学原理与最前沿的科技想象，引导读者成为一个更具全局观的思考者，一个能够理解我们所处时代伟大变革的参与者。

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这本书的装帧设计简直是教科书级别的典范，简洁而不失内涵，封面选用了那种带着细腻纹理的哑光纸，拿在手里触感非常舒服，既有分量感又不笨重。打开之后，内页的排版更是让人眼前一亮，字体选择非常考究，黑白分明，间距适中，即使是长时间阅读那些复杂的公式和定义，眼睛也不会感到疲劳。尤其值得称赞的是，编者在处理那些横跨多页的复杂数学图表时，处理得非常巧妙，既保证了图形的清晰度，又避免了内容被不自然地截断，这对于需要对照参考的读者来说，简直是福音。装订的工艺也十分扎实，书脊的粘合度看起来非常可靠，不用担心频繁翻阅会导致散页。从工具书的角度来看，这种对细节的极致追求，直接提升了使用的体验，让人感觉这不是一本冰冷的参考资料，而更像是一位细心周到的老朋友，时刻准备着提供清晰、可靠的帮助。这种对物理形态的重视，体现了出版方对知识本身的尊重，让人愿意花时间去深入研读。

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我必须要强调一下这本书在术语的精确性和全面性上的表现，这完全达到了专业级的标准。我习惯于在阅读一些前沿论文时，遇到一些我不太熟悉的细分领域术语，而每次将这些晦涩的词汇输入到这本书中时，几乎都能得到令人满意的解答。它不仅仅给出了一个简单的定义，更重要的是，它通常还会提供至少两种不同视角的解释——一种是高度形式化的定义，另一种则是更偏向于直觉理解的白话描述。更绝妙的是，对于那些具有多种译名或概念演变的术语，本书会清晰地标注出历史沿革和当前主流用法，有效地避免了因不同教材和文献带来的混淆。对于任何一个需要进行严谨学术写作的人来说，拥有这样一本能够确保术语“零误差”的工具书，简直是事半功倍，它保障了我们输出的每一个数学表达都是规范和可靠的。

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这本书最让我感到欣慰的一点，是它对于现代数学分支的覆盖深度，这显示了编者团队的与时俱进。许多传统的数学词典往往在微积分和经典代数领域做得不错，但在面对如计算几何、离散数学，乃至一些新兴的拓扑数据分析中的基础概念时，就显得捉襟见肘了。然而，翻阅本书时，我惊喜地发现，即便是那些近二三十年才逐渐成熟和普及的数学分支，其核心术语也得到了详尽且准确的收录。例如，对于那些涉及图论的术语，它不仅给出了标准的定义，还常常配有简化的图形示意图，这对于需要跨学科应用的读者，如计算机科学家或工程师来说，无疑提供了极大的便利。这种对知识前沿的关注，确保了这本书在未来几年内依然能够保持其权威性和实用价值，而不是很快就被新的研究成果所淘汰。

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这本书在内容组织上的逻辑性，可以说是近年来我接触到的数学类书籍中最为清晰流畅的范例之一。它并非简单地罗列概念，而是构建了一个严密的知识网络。初学者可能会惊喜地发现，即便是最抽象的代数拓扑概念，也能通过层层递进的解释，找到其与初等微积分之间的联系。作者似乎深谙“知其所以然”的重要性，对于每一个核心定理的引入，都附带着简短但有力的背景介绍，解释了这一概念产生的历史动因和它在数学体系中所占据的位置。这种叙事手法极大地降低了阅读门槛，让人在学习新知的同时，也能对整个数学领域的宏观结构有所把握。不同分支之间的过渡处理得非常圆融，比如从线性代数到泛函分析的章节衔接，不是突兀的跳跃，而是遵循了数学思想的自然延伸，让人感觉知识点之间的连接是浑然天成的，这种精心的“导览”体验，远超了一般词典的机械检索功能。

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从实用性角度来看，这本书的索引系统和交叉引用机制是其最大的亮点之一，它极大地提升了查阅效率。很多工具书的索引往往只停留在基础的字母排序，但本书的索引设计显然是经过了深入的数学学科知识结构考量的。比如，当你查找一个特定函数时，索引不仅会引导你到其定义页面，还会同步指向所有使用该函数进行推导或例证的关键定理页面，甚至还附带了相关概念的简短注解链接。这种多维度、智能化的链接，使得读者在解决一个具体问题时，可以沿着知识链条快速回溯或前瞻，极大地拓宽了参考的广度。这让它不再是一个静态的参考本，而是一个动态的知识探索平台，真正实现了“触类旁通”的功能，让我能用更少的时间，发掘出更多潜在的数学关联。

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刚来理工的时候在南门书店买了一本，刚刚在自己的书架上注意到了，这么多年了也没有翻过，一本工具书。

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