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出版者:Dover Publications

作者:Linus Pauling

出品人:

页数:992

译者:

出版时间:1988-4-1

价格:USD 22.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780486656229

丛书系列:

图书标签:

• 化学
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• 鲍林
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《宇宙的织锦：从量子跃迁到星系演化》 图书简介 本书并非聚焦于实验室中的酸碱滴定或分子结构的精确测量，而是带领读者进行一场宏大而深刻的宇宙之旅。我们暂且将那些熟悉的元素周期表、化学键理论束之高阁，转而深入探索驱动着整个时空结构运行的终极法则。 第一部分：时空结构与基本力 我们从最基础的构建块——时空本身——开始。爱因斯坦的广义相对论描绘了一个由物质和能量弯曲的四维流形。本书将细致剖析引力如何作为时空几何的体现，而非一种传统意义上的“力”。我们将考察黑洞的形成机制，它们如何是时空曲率的极端表现，以及事件视界的物理学意义。 随后，我们将进入量子场论的领域，理解构成宇宙的四大基本相互作用：强核力、弱核力、电磁力以及引力。尽管本书不涉及分子轨道理论，但我们必须理解，这些基本力的统一性尝试（如电弱统一理论）才是构建一切复杂性的基石。我们将深入探讨规范场论的数学结构，解释为什么夸克被禁闭在质子和中子内部，以及弱核力如何在放射性衰变中扮演关键角色。标准模型是描述这些相互作用的最成功框架，本书将阐述其粒子谱（包括希格斯玻色子）如何赋予基本粒子质量，这是构建化学世界的先决条件，尽管我们在此阶段尚未提及任何化学反应。 第二部分：宇宙的起源与早期演化 我们将时间倒回至宇宙的开端——大爆炸。本书将详细阐述暴胀理论，解释宇宙在极早期瞬间的指数级膨胀如何解决了视界问题和磁单极子问题，为我们今天所观测到的近乎平坦的宇宙奠定了基础。 随后，我们将穿越普朗克时期、夸克-胶子等离子体时期，直至物质-反物质湮灭的纪元。在这个阶段，温度和能量密度高到足以使得任何分子结构（甚至原子核）都不可能存在。我们关注的是粒子物理的纯粹形态：基本粒子如何从能量中产生，以及早期宇宙的物质-能量密度如何决定了后来的结构形成。我们将探讨宇宙微波背景辐射（CMB）的物理意义，将其视为早期宇宙状态的“快照”，并分析其各向异性——这些微小的温度涨落是如何播下未来星系团和空洞的“种子”。 第三部分：结构形成与宇宙网 物质是如何从早期均匀的状态演化为我们今天看到的浩瀚的星系和星系团的？本书的核心讨论转向了冷暗物质（CDM）的主导作用。虽然我们不讨论有机化学中的氢键，但我们必须理解，引力坍缩才是宇宙大规模结构的驱动力。 我们将详细考察引力不稳定性和线性增长理论，解释密度扰动如何随着时间演化。暗物质晕的形成是第一步，它们提供了引力的“骨架”，使普通物质得以聚集。本书将模拟星系形成的层次过程——从小规模的矮星系并合到形成巨大的椭圆星系，以及星系团的形成，它们构成了我们所说的“宇宙网”。我们将使用N体模拟的概念来解释这些结构的动态演化，探讨星系碰撞、恒星形成率的反馈机制，以及星系内部的气体动力学如何影响其演化路径，这些都是在讨论原子内部电子排布之前必须理解的宇宙尺度背景。 第四部分：恒星的生命周期与元素播撒（非化学合成） 本书的重点在于恒星作为宇宙炼金炉的角色，但我们关注的是核物理而非化学反应。恒星的诞生源于巨分子云在引力作用下的坍缩，核心温度和压力达到点燃核聚变的临界点。我们将详细分析主序星的结构和能量平衡，即辐射压与引力之间的精妙平衡。 我们将重点描述恒星演化的终极阶段：质量决定命运。对于太阳质量以下的恒星，它们最终演化为白矮星，依靠电子简并压力维持稳定。而对于大质量恒星，我们将深入探讨超新星爆发的物理机制——特别是II型超新星，这不仅仅是恒星的死亡，更是宇宙化学（更准确地说是核素）循环的关键环节。本书将解析铁核的形成，以及随后发生的快速中子俘获过程（r-过程），正是这个过程，将金、铀等重元素抛洒到星际介质中，为下一代恒星和行星系统的形成提供了原材料，尽管这些原材料的后续结合方式将由化学决定，但其存在的根源在于此处的极端物理过程。 第五部分：暗能量与宇宙的终极命运 在考察了物质和辐射的演化之后，我们将聚焦于占据宇宙绝大部分能量密度的神秘成分——暗能量。本书将介绍宇宙学常数（Λ）模型，即暗能量作为真空本身的能量密度，它产生了一种排斥性的引力，正在驱动宇宙加速膨胀。 我们将分析不同宇宙学模型的区别，例如“第五元素”理论，并探讨未来可能出现的几种宇宙终极命运：大撕裂（Big Rip）、热寂（Heat Death）或大挤压（Big Crunch），这些命运都直接取决于暗能量的性质和演化。理解这些宏观尺度的物理学，能帮助我们认识到，我们所熟悉的一切——包括构成物质的化学键——都处于一个不断演化、最终走向未知的巨大背景之中。 结语：从宏观到微观的桥梁 本书旨在提供一个从宇宙诞生伊始直到其终极命运的连续、统一的物理学叙事。它着眼于四种基本力如何塑造时空，如何驱动结构形成，以及核反应如何创造元素。它构建了一个宏伟的舞台，在这个舞台上，物理定律设定了一切边界条件，为后续所有复杂现象——包括但不限于物质的化学性质——的出现提供了必要的前提。读者将获得一个关于“万物之理”的广阔视角，而非局限于某一特定尺度的相互作用规则。

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总的来说，这本书给我的感受就像是走进了一座结构宏伟但组织严密的知识殿堂。它不是那种轻快的读物，你不能指望在咖啡馆里随便翻翻就能领悟其精髓；它要求你坐下来，准备好纸笔，甚至可能需要查阅额外的数学或物理知识点来辅助理解。但正因为这种“高门槛”，它筛选出了真正有志于掌握化学基础的读者。我对书中最后一章关于化学在现代工业和社会中的应用的讨论印象深刻。它没有陷入空泛的赞美，而是具体分析了催化剂技术、高分子材料的合成限制以及绿色化学的原则，这些内容让我意识到，化学并非只是试管里的反应，而是驱动现代文明运转的核心技术之一。这本书的价值在于，它不只是教你“是什么”，更重要的是教你“为什么是这样”，以及“如何用科学的思维去解决问题”。在我看来，它成功地扮演了一个严谨的引路人角色，为我打开了通往更深层次化学世界的大门，是大学化学学习中不可或缺的基石。

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这本书的行文风格，坦率地说，初读起来会觉得略显“学术腔调”，它不像某些畅销的科普读物那样追求故事性和趣味性到牺牲严谨性，它更像一位一丝不苟的导师，要求读者必须跟上它的节奏。我记得我在攻克溶液电解质平衡那一章时，感受尤为深刻。作者在引入平衡常数 $K_c$ 和 $K_p$ 的推导时，每一步都写得极其详尽，几乎没有省略任何数学步骤，这对于我这种数学基础不算顶尖的学生来说，简直是救星。我不需要像看其他教材那样，每隔几行就要停下来自己默默推导一遍来确认逻辑链条的完整性。它提前帮你把所有“拐角”都铺平了。当然，这种严谨也带来了一个小小的挑战：阅读速度会相对较慢。它强迫你去思考，而不是快速翻阅。书中穿插的“深度聚焦”（Deep Dive）小栏目，内容非常硬核，涉及了一些更高级的量子力学概念的初步解释，虽然我当时理解得不是很透彻，但足以让我意识到这不仅仅是一本应试的教科书，它志在建立一个扎实的化学世界观。每章末尾的习题量非常庞大，从基础概念的辨析到需要复杂计算的应用题都有覆盖，尤其是一些需要整合多个章节知识点的综合题，做完一套下来，成就感是实打实的，感觉自己真的“学会”了某些东西，而不是仅仅“记住了”定义。

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我用了这本书备战整个学期的化学课程，我可以肯定地说，它最大的特点在于其内容的“平衡性”和“全面性”。很多化学教材在侧重有机或无机时，会削弱另一部分的深度，但《普通化学》在这方面做得相当出色。它没有试图把有机化学讲成一门独立学科，但它对化学键、官能团以及基础反应机理的介绍，为后续学习打下了坚实的基础。比如，它在介绍芳香性时，用到了轨道杂化的概念，并将其与简单的脂肪族化合物做了对比，这种横向的知识连接能力，极大地提高了学习效率。更让我赞赏的是，它在叙述科学史实时展现出的那种“求真务实”的精神。它不会回避早期理论的局限性，比如对离子化合物成键的早期不完善解释，然后自然过渡到更精确的电负性概念。这种对知识迭代过程的忠实记录，让我对科学知识本身产生了更深层次的敬畏感，明白我们所学的“真理”也只是当前认知水平下的最优解。对于那些想要深入理解化学全貌的读者来说，这种全面性是至关重要的。

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这本书的封面设计，说实话，第一眼吸引我的是那种沉稳的深蓝色调，配上银色的字体，给人一种专业又有些“老派”的感觉。我当时正在为大学的化学入门课程做准备，手里拿着这本厚厚的《普通化学》，心里充满了期待与一丝丝忐忑。拿到手时，感觉分量十足，这预示着内容量必然相当可观。翻开扉页，首先映入眼帘的是清晰的目录结构，章节划分得非常细致，从物质的基本概念到热力学、平衡、反应速率，再到对有机化学和无机化学的初步涉猎，脉络清晰得让人踏实。我特别欣赏它在基础概念引入时的那种循序渐进的教学方式。例如，在讲解原子结构时，它不仅仅是简单地罗列电子排布规则，而是花了相当的篇幅去回顾早期模型的演变，像是道尔顿、卢瑟福再到玻尔，这种历史性的叙述，让抽象的理论变得有血有肉，仿佛能看到科学是如何一步步被构建起来的。对于一个初学者来说，这种深厚的背景支撑，远比直接抛出公式要有效得多。而且，书中的插图和图表设计也极为用心，那些复杂的分子结构模型，用三维视角展示得淋漓尽致，即使用平面印刷，也能感受到立体感，极大地帮助了空间想象力的构建。

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这本书在处理实验部分的设计上，表现出一种对实践的尊重和对安全规范的重视。它没有将实验操作仅仅作为理论知识的附属品，而是通过大量的“实验案例分析”来佐证理论的可靠性。例如，在讲述酸碱滴定时，它不仅给出了理论滴定曲线的绘制方法，还详细分析了不同指示剂变色范围的微小差异，并解释了为什么在实际操作中，即便是微小的误差也会导致最终结果的偏差。我个人非常喜欢它对“误差分析”这一模块的重视。书中明确区分了系统误差和随机误差，并指导读者如何通过重复测量和统计方法来评估结果的可靠性。这在我的大学实验课上帮了我大忙，因为很多同学只关注如何得出“正确”的数值，而这本书却教育我们更重要的是理解我们得出的数值“有多可靠”。此外，书中还配备了一个在线资源链接，里面有许多动态模拟图，用来展示气体分子在不同温度和压力下的运动状态，这比任何静态图表都要生动得多，对于理解宏观性质与微观粒子运动之间的联系，起到了不可替代的作用。

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鲍林是化学键理论的创始人.两次诺贝尔奖获得者,当然也是维生素C包治百病论的鼓吹着.虽然维生素方面的理论应该说不是很科学,但是他在化学上的贡献是毋庸置疑的. 他的这本书作为学习化学的第一本书可能不适合,但是确实反应了他对化学的独特理解.任何一位对化学感兴趣的人都值得一读本书.

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鲍林是化学键理论的创始人.两次诺贝尔奖获得者,当然也是维生素C包治百病论的鼓吹着.虽然维生素方面的理论应该说不是很科学,但是他在化学上的贡献是毋庸置疑的. 他的这本书作为学习化学的第一本书可能不适合,但是确实反应了他对化学的独特理解.任何一位对化学感兴趣的人都值得一读本书.

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鲍林是化学键理论的创始人.两次诺贝尔奖获得者,当然也是维生素C包治百病论的鼓吹着.虽然维生素方面的理论应该说不是很科学,但是他在化学上的贡献是毋庸置疑的. 他的这本书作为学习化学的第一本书可能不适合,但是确实反应了他对化学的独特理解.任何一位对化学感兴趣的人都值得一读本书.