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出版者:人民教育出版社

作者:课程教材研究所

出品人:

页数:115

译者:

出版时间:2001-12

价格:8.20元

装帧:平装

isbn号码:9787107148972

丛书系列:义务教育课程标准实验教科书（初中）

图书标签:

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《星际航行指南：穿越虫洞与未知星域的实用手册》 内容简介： 本书并非一本探讨物质结构与元素周期律的教科书，而是献给所有心怀宇宙梦想的探险家、星际旅行者以及对宏大时空尺度充满好奇的求知者的终极指南。我们生活在一个被无垠星海包围的宇宙中，而星际旅行，这个曾经只存在于科幻小说中的概念，正逐步成为现实。然而，从一个恒星系抵达另一个恒星系，所需跨越的距离远超任何地球上的地理概念所能描述，传统的化学反应和物理定律在超光速航行面前显得力不从心。 《星际航行指南》深入剖析了进行远距离星际旅行所需掌握的核心技术与理论基础，完全避开了微观层面的物质构成与化学键合等细节，转而聚焦于宏观的宇宙学、先进推进技术、时空操控以及星际生存策略。 第一部分：超光速引擎的理论与实践 传统的化学燃料驱动引擎早已被束之高阁。本书详尽介绍了当前主流的三种超光速推进技术：曲率驱动（Warp Drive）、虫洞（Wormhole）生成与稳定技术，以及反物质湮灭辅助的零点能采集引擎。 1. 曲率场生成： 我们详细阐述了阿尔库维耶雷（Alcubierre）度规在实际应用中遇到的能量奇点和负能量密度问题。书中包含数个详尽的数学模型，演示了如何通过精确控制高维空间几何结构，以“卷曲”时空本身的方式实现有效超光速，而非物体本身的速度突破光速限制。重点讨论了“翘曲泡”的维持机制，以及如何避免在急剧减速时产生的灾难性辐射冲击波。 2. 虫洞的构建与导航： 虫洞，作为宇宙中最便捷的捷径，其创建需要极端的时空几何操控能力。本章揭示了如何利用极端引力场和奇异物质（Exotic Matter）的特性来暂时打开并维持一个可穿越的爱因斯坦-罗森桥。此外，书中还包含了“虫洞漂移”的风险评估，即在穿越过程中，目的地虫洞的出口可能会因宇宙背景波动而发生位移，以及相应的实时修正算法。 3. 零点能的采集与利用： 稳定的能量来源是星际旅行的命脉。本书探讨了如何从量子真空中提取可利用的能量，解释了卡西米尔效应（Casimir Effect）在超大尺度能源采集中的应用，以及如何将这些能量转化为驱动曲率场的强大动力。 第二部分：星际导航与时空几何学 在数光年尺度上进行导航，传统的地图和指南针毫无用处。星际导航依赖于对宇宙背景辐射的精确测量和对引力透镜效应的实时计算。 1. 脉冲星计时与宇宙网定位： 脉冲星作为宇宙中最精确的天然时钟，是星际定位系统的核心。本书介绍了一套名为“三脉冲三角定位法”的导航算法，它能实时修正飞船在曲率场中可能产生的微小时空偏差，确保航线准确无误。 2. 引力透镜的校准： 大质量天体，如星系团或黑洞，会扭曲光线路径。优秀的领航员必须能够读取这些扭曲，不仅用以识别遥远天体，更重要的是，利用这些已知的引力场畸变来优化航道，规避高风险的引力陷阱。 3. 相对论效应与时间膨胀管理： 即使是曲率驱动，也无法完全消除时间膨胀的影响。本书提供了详细的“时间差管理矩阵”，帮助船员计算往返航行中，地球时间与飞船时间之间的累积差异，以便更好地规划任务周期和与母星的通讯延迟。 第三部分：未知星域的生存与接触协议 远征未知星域，最大的挑战并非技术故障，而是未知环境和潜在的智慧生命。 1. 高能辐射防护： 穿越星际介质和接近高活性恒星时，飞船会受到伽马射线暴、宇宙射线和高能粒子流的轰击。书中详述了多层复合装甲技术，特别是基于超导材料和主动磁场偏转器的防护系统，用以偏转致命辐射。 2. 极端环境下的生命支持： 飞船必须能应对从真空到高压、从极寒到灼热的各种环境。我们重点讨论了闭环生态系统（Closed-Loop Life Support Systems）的维护，如何实现水、氧气和基础营养物质的完美循环，以及如何应对突发的微生物污染和气压失衡。 3. 第一次接触伦理与沟通策略： 面对可能存在的地外文明，本书提供了详细的行为准则。这套协议基于“最小干预原则”，强调先进行被动观测和信号分析，而非主动广播。内容包括对非线性语言结构的破解尝试，以及在不暴露自身技术水平的前提下，建立初步信任的试探性交流框架。 本书总结了数个世纪以来星际探索的经验教训，旨在为下一代宇航员提供一个全面、务实且充满前瞻性的操作蓝图，确保人类的足迹能够安全、有效地拓展到银河系的每一个角落。它是一本关于空间、时间、能量和生命在宇宙尺度下相互作用的实战手册。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，那种深沉的墨绿色搭配着烫金的标题，透着一股沉静而厚重的学术气息。初翻开来，首先映入眼帘的是那些复杂的公式和严谨的图表，看得我这个门外汉心里直犯怵，心想这怕是要挑战我的智商极限了。然而，作者的叙事方式却有着一种奇特的魔力，他没有一股脑地抛出那些晦涩难懂的定义，而是像一位经验丰富的导游，带着我们缓缓步入这个由分子和原子构筑的微观世界。开篇对于物质构成的哲学思考，就极大地拓展了我的视野，让我意识到这不仅仅是一门关于实验操作的学科，更是一种观察和理解世界底层逻辑的方式。特别是关于早期化学家们如何从炼金术的迷雾中摸索出科学路径的描述，充满了戏剧张力和人文关怀，让我对那些历史上的科学巨匠充满了敬意。阅读过程中，我常常需要停下来，对着书中的插图反复揣摩，那些精妙的分子结构模型，配上旁边的文字注解，仿佛真的能‘看见’那些看不见的相互作用。这种沉浸式的体验，使得原本枯燥的理论学习过程变得生动有趣，让人忍不住想要一探究竟，去深究每一个化学键背后的奥秘。

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语言风格上，这本书展现出了一种罕见的、既严谨又不失文学性的气质。它没有采用那种冷冰冰的、纯粹的学术腔调，而是夹杂着一种对科学之美的深沉赞美。有些段落读起来，简直就像是在欣赏一首节奏精准的散文诗，尤其是在描述原子间那种精妙的电磁引力与排斥力时，作者的遣词造句充满了画面感和张力。这使得阅读过程成为一种愉悦的智力冒险。我发现，当情绪被文字点燃时，记忆的效率也大大提升了。这本书的配图也值得称赞，它们绝非简单的插图，而是经过精心设计的示意图，每一个箭头、每一个颜色区分，都蕴含着特定的信息，并且排版布局极佳，有效地减轻了长时间阅读带来的视觉疲劳。这种对阅读美学的追求，使得这本书超越了教科书的范畴，更像是一部值得收藏的学术经典。

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从内容深度来看，这本书的覆盖面广度与精细度达到了一个惊人的平衡。它不仅仅满足于介绍基础的元素周期律和基本的无机反应，更深入地探讨了有机化学中那些错综复杂的合成路线和反应机理。我尤其被其中关于现代材料科学应用的章节所吸引，比如对高分子聚合物的结构调控如何影响其宏观性能的论述，充满了前沿的科技感。作者并没有将化学知识点孤立地陈列，而是不断地将它们融入到实际生活和工业生产的场景中去。例如，在介绍催化剂的工作原理时，他细致地剖析了不同类型催化剂的表面结构与效率差异，这让我对日常生活中那些看似寻常的化学过程（如汽车尾气净化）产生了全新的认识。这本书的价值在于，它不仅教会了我们“是什么”，更重要的是，它启发了我们思考“为什么会这样”以及“如何才能做得更好”，这对于培养真正的科研思维至关重要。

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与其他同类书籍相比，这本书在处理争议性或尚未完全解决的化学前沿问题时，表现出了极大的诚实与开放性。作者没有试图掩盖科学知识的局限性，而是坦然地指出当前理论模型的不足之处，并引导读者去思考未来可能的发展方向。例如，在讨论量子化学的计算极限时，他直言不讳地展示了现有计算能力在处理大分子体系时的困境，这反而激起了我作为读者更强烈的求知欲，让我意识到科学探索的永无止境。这种不回避难题的态度，培养了一种健康的怀疑精神和批判性思维，这是任何优秀学术著作都应具备的品质。它教会我的不仅仅是知识，更是一种面对未知时的谦逊与探索的热情，仿佛在说：我们已经走了很远，但更精彩的部分还在前方等待着我们去发现。

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这本书的行文逻辑清晰得令人赞叹，如同一个技艺高超的建筑师精心绘制的蓝图，每一步的推导都建立在前面积累的基础之上，几乎找不到任何跳跃性的思维断层。我特别欣赏作者在引入新概念时所采用的类比手法。比如，当他解释反应速率和活化能的概念时，他引入了一个关于“翻越山丘”的生动比喻，将抽象的能量屏障具象化，极大地降低了理解的难度。对于那些在课堂上感到吃力的概念，比如热力学第二定律的熵增原理，这本书提供了更为细腻和多维度的解读视角，不再是简单地抛出公式，而是深入探讨了它在宇宙尺度上的必然性。我甚至感觉作者在和读者进行一场高质量的对话，他预判了我们可能产生的疑问，并提前在随后的段落中进行了解答和澄清。这种对读者体验的深度关注，使得阅读体验极为流畅，很少有“卡壳”的感觉。读完一个章节，往往能有一种豁然开朗的成就感，这种感觉在其他理工科教材中是很少见的。

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金属材料包括纯金属和合金。把两种或两种以上的金属熔合在一起，或者把金属和非金属熔合在一起，就可以制得具有金属特征的合金。由于合金的很多性能一般比组成它们的纯金属更好，因此，在实际中大量使用的金属材料是合金。

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