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页数:102

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出版时间:2012-9

价格:40.00元

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isbn号码:9787118082647

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探索宏伟的宇宙：星系、恒星与行星的奥秘 本书将带您踏上一场深入宇宙心脏的壮丽旅程，揭示构成我们宇宙的宏伟结构——星系、恒星以及行星。我们将从最宏观的视角出发，审视星系的诞生、演化与多样性，进而深入探索恒星的生命周期，了解它们如何发光发热，以及最终的归宿。随后，我们将聚焦于行星的形成与多样性，特别是那些可能孕育生命的系外行星，并探讨人类在探索这些遥远世界时的技术成就与未来展望。 第一章：宇宙的宏伟乐章——星系的组成与演化 浩瀚的宇宙并非虚无，而是由无数星系组成的壮丽画卷。星系，这些由数十亿乃至数万亿颗恒星、气体、尘埃和暗物质组成的巨大系统，是宇宙中最基本也是最引人注目的结构单元。本章将首先介绍星系的分类，从螺旋星系那迷人的旋臂，到椭圆星系那平滑而古老的光晕，再到不规则星系那错综复杂的形态，我们将深入理解不同星系的外观特征及其形成的物理机制。 我们将探讨星系的诞生。宇宙大爆炸伊始，物质高度均匀分布。然而，微小的量子涨落逐渐被引力放大，形成了密度较高的区域。这些区域吸引了更多的物质，最终塌缩形成了第一代恒星和星系。气体和尘埃的聚集是星系形成的关键，它们不仅是恒星的“原材料”，也通过引力作用推动着星系的聚集与成长。 星系的演化是一个漫长而复杂的过程。本章将重点阐述星系碰撞与合并的作用。当两个星系相遇时，引力作用会扰乱它们的结构，引发剧烈的恒星形成活动，甚至改变它们的形态。例如，两个螺旋星系合并后，往往会形成一个椭圆星系。星系内部的恒星形成率也随着时间推移而变化，早期的宇宙充满了炽热的年轻恒星，而随着气体消耗，恒星形成速率逐渐降低。 暗物质在星系结构和演化中的作用是另一个核心议题。尽管我们无法直接观测到暗物质，但它通过引力效应极大地影响着星系的旋转速度和星系团的形成。本章将介绍支持暗物质存在的观测证据，并讨论它在星系形成和稳定中所扮演的关键角色。 此外，我们将审视活动星系核，即那些在其中心拥有超大质量黑洞并吞噬周围物质的星系。这些黑洞的活动会产生极其明亮的喷流和辐射，对整个星系的演化产生深远影响。类星体、塞弗特星系等都是活动星系核的代表，它们为我们提供了研究早期宇宙和黑洞动力学的重要窗口。 最后，本章将提及我们所处的银河系。作为一颗巨大的螺旋星系，银河系拥有数十亿颗恒星，包括我们的太阳。我们将简要介绍银河系的结构，包括盘面、核球和晕，以及其中包含的各种天体，为后续章节深入探讨恒星和行星奠定基础。 第二章：宇宙的火焰——恒星的生命之旅 恒星，这些在夜空中闪耀的“宇宙灯塔”，是宇宙中最基本的光源和能量来源。它们不仅塑造了宇宙的化学组成，也为行星系统的存在提供了必要条件。本章将全面解析恒星从诞生到死亡的整个生命周期，理解它们内部的物理过程以及我们如何观测和研究它们。 恒星的诞生始于巨大的分子云。在引力的作用下，分子云中的气体和尘埃开始塌缩，形成一个致密的原始星团。随着物质不断聚集，中心的温度和压力急剧升高，当达到一定阈值时，核聚变反应便会启动，一颗新的恒星就此诞生。核聚变是恒星发光的根本原因，它将轻元素（如氢）转化为重元素（如氦），释放出巨大的能量。 恒星的生命进程主要取决于其初始质量。质量越大的恒星，其内部的核聚变速率越快，生命周期也越短，但它们能达到的温度和亮度也越高。本章将详细介绍不同质量恒星的演化路径。 主序星阶段是恒星生命中最漫长、最稳定的时期。在这个阶段，恒星主要通过氢聚变产生能量，维持自身的平衡。我们将深入探讨主序星内部的能量传输机制，如辐射和对流，以及它们如何决定恒星的表面温度和颜色。 当主序星核心的氢燃料耗尽时，恒星将开始经历剧烈的变化。对于质量较小的恒星（如太阳），它们会膨胀成红巨星，核聚变反应转移到外层区域。随着核心的进一步收缩，最终会形成白矮星，这是一种密度极高、温度逐渐降低的致密天体。 对于质量较大的恒星，它们的演化则更为 dramatic。它们会经历超巨星阶段，并可能在核心形成铁元素。由于铁的核聚变不再释放能量，而是消耗能量，恒星的核心会迅速塌缩，引发一次壮丽的超新星爆发。超新星爆发不仅将恒星的外层物质抛射到宇宙空间，形成了重元素，还可能产生中子星或黑洞等极端致密天体。 本章还将介绍不同类型的恒星对象，如脉冲星、红巨星、蓝巨星等，以及它们各自独特的物理性质和观测特征。我们还将探讨恒星的死亡对周围环境的影响，例如超新星遗迹的形成，以及它们如何为下一代恒星和行星的形成提供物质基础。 最后，我们将讨论我们如何通过光谱分析、光度测量等天文观测手段来研究恒星的性质，包括它们的化学成分、温度、大小和年龄，以及这些研究如何帮助我们理解宇宙的化学演化和恒星的形成规律。 第三章：孕育生命的摇篮——行星的形成与多样性 在恒星的光芒笼罩之下，行星系统如同繁星中的点缀，它们的多样性和潜在的生命迹象一直是人类探索的焦点。本章将聚焦于行星的形成过程、行星系统的结构以及我们对系外行星的发现与研究。 行星的形成，通常被认为发生在恒星诞生后不久。在恒星周围残留的原始星盘中，气体和尘埃颗粒通过碰撞和引力作用逐渐聚集。较小的尘埃颗粒首先粘附在一起，形成厘米级的物体，然后是米级，甚至公里级的小行星。这些小天体在星盘中不断碰撞、吸积，逐渐成长为行星胚胎，最终形成行星。 根据形成位置和物质成分的不同，行星主要分为两类：类地行星和巨行星。类地行星（如地球、火星）主要由岩石和金属构成，体积较小，密度较高，拥有固态表面。巨行星（如木星、土星）则主要由氢和氦组成，体积庞大，密度较低，通常没有固态表面，但可能拥有岩石核心。本章将详细解析这两种行星的形成机制，以及行星盘中的各种过程，如“雪线”的形成，如何影响行星的组成。 行星系统的结构并非千篇一律。恒星周围可能存在着从内到外的岩石行星带和外围的巨行星带，也可能存在着复杂的共振轨道和倾斜的行星盘。行星的形成和演化还会受到其他行星的引力摄动，以及与小天体的碰撞等事件的影响，这些因素共同塑造了行星系统的多样性。 近年来，随着系外行星探测技术的飞速发展，我们已经发现了数千颗围绕其他恒星运行的行星。本章将介绍主流的系外行星探测方法，如凌日法、视向速度法、直接成像法等，以及它们各自的优势和局限性。我们将重点介绍通过这些方法发现的各种类型系外行星，包括“热木星”（离母星极近的巨行星）、“超级地球”（比地球大的类地行星）、“迷你海王星”等，以及它们奇特的存在方式。 对系外行星的研究不仅仅是发现它们的数量，更重要的是探索它们是否存在生命的可能性。本章将讨论寻找宜居行星的标准，例如恒星的类型、行星的轨道（位于宜居带内）、行星的质量和大小、以及是否存在液态水等。我们将介绍利用光谱分析探测系外行星大气成分的技术，例如寻找氧气、甲烷等潜在的生物标记物。 此外，本章还将简要介绍太阳系的形成与演化，作为我们研究系外行星的参照系。我们将回顾地球的形成过程，以及太阳系中其他行星的独特之处。最后，我们将展望未来系外行星探测的机遇与挑战，例如下一代望远镜的部署，以及我们如何进一步深入了解这些遥远世界，寻找宇宙中其他生命的迹象。 通过对星系、恒星和行星的全面探索，本书旨在为读者构建一幅关于宇宙宏伟结构和生命孕育条件的完整画卷，激发对未知宇宙的无限好奇与探索热情。

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这本书的内容深度毋庸置疑，尤其是在提及某些高级优化技术和鲁棒性设计的部分，简直是干货满满，密度极高。我不得不承认，有些推导过程需要反复阅读，甚至需要借助于其他高等数学参考书才能完全跟上作者的思路，但这恰恰体现了这本书面向专业人士的定位。我特别欣赏作者在阐述算法复杂性和计算效率权衡时所采取的辩证视角，他没有盲目推崇单一最优解，而是根据不同的硬件约束和实时性要求，提供了多套解决方案的对比分析，这种实事求是的态度在理论教材中是难能可贵的。唯一的“抱怨”可能在于，某些章节的数学符号定义过于密集，如果能在首次出现时增加一个简明的符号表或脚注提示，对于保持阅读的连贯性会有所帮助，毕竟在长篇幅的论述中，时不时地停下来回顾符号的含义，确实会打断思维的流畅性。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，那种略带磨砂质感的封面，拿在手里沉甸甸的，一看就知道是下了真功夫的。我最欣赏的是它在章节排版上的用心，字体选择既保证了阅读的舒适度，又在关键公式和图表处做了特别的强调处理，这对于我们这些需要反复研读技术细节的读者来说，简直是福音。特别是那些复杂的算法流程图，线条清晰、逻辑分明，即便是初次接触这些概念的人，也能通过图示快速建立起宏观的理解框架。不过，有一点让我略感遗憾，就是随书附带的光盘或者在线资源链接中，代码示例的完整性和即时可用性有待加强，毕竟理论知识需要通过实践来固化，如果能提供更多经过充分测试、可以直接运行的Demo项目，那这本书的实用价值无疑会再上一个台阶。总体而言，从物理呈现和基础结构上看，这是一部非常值得收藏和细品的专业著作。

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这本书的语言风格非常独特，它不像某些翻译著作那样生硬晦涩，而是带有明显的、清晰的逻辑线条感，即便是处理那些极其抽象的概念，作者也能找到非常贴切的比喻或者简洁的逻辑锚点来辅助理解。我感觉作者在写作时，仿佛是面对面地在跟一位经验丰富的同行交流，不矫揉造作，直击要害。例如，在讨论某些边缘情况的处理策略时，作者的描述既全面又带着一种老道的经验总结，这种“过来人”的视角，比单纯的公式堆砌要有价值得多。不过，美中不足的是，或许是篇幅的限制，某些被提及的前沿技术只是点到为止，留下了太多值得深入探讨的“留白”，这让我这个渴望一站式解决所有疑惑的读者来说，既兴奋又有些许的失落，感觉还需要再去翻阅大量的期刊论文来填补这些空白。

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我花了相当一段时间才真正静下心来研读这本书的绪论部分，作者在开篇就展现出了一种深厚的学术功底和对领域前沿的敏锐洞察力。他没有急于抛出那些晦涩难懂的数学模型，而是先为我们勾勒出了整个计算机视觉领域在信息获取和理解上的宏伟蓝图，将理论置于实际应用场景的脉络之中进行阐述，这种叙事方式极大地激发了我的求知欲。他对于历史脉络的梳理也做得非常到位，让我们清楚地知道哪些是经典的基石，哪些是近期的突破点，这对于构建一个扎实的知识体系至关重要。读到一些关于传感器融合和多模态数据处理的章节时，我甚至有一种被引领着走入一个崭新研究方向的激动感，作者的论述严谨而不失启发性，文字间流淌着对技术美学的追求，着实令人佩服。

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从学习效率的角度来看，这本书的章节结构划分体现了极高的组织性。每一章的开头都有明确的知识点导向，结尾则设置了恰到好处的总结回顾，这使得知识点的吸收和巩固过程非常自然流畅。我尤其赞赏其对“局限性”和“未来方向”的讨论，这部分内容往往是很多教材容易忽略的，但恰恰是引导读者进行批判性思考和自主创新的关键所在。这本书的价值不仅在于传授已有的知识，更在于教我们如何去提出更好的问题。尽管我希望看到的某些经典案例分析能有更详细的步骤拆解，但不可否认的是，它提供了一个极其坚实、可靠的知识底座，让我在接下来的研究工作中，可以更有信心地去探索那些尚未被完全攻克的难题。这是一部能让人心安、愿意反复翻阅的工具书。

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