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☆☆☆☆☆

出版者:Springer

作者:Miguel Orszag

出品人:

页数:378

译者:

出版时间:2000-01-07

价格:USD 129.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540650089

丛书系列:

图书标签:

• 物理
• 光学
• 量子光学
• 光子学
• 量子力学
• 电磁学
• 非线性光学
• 腔量子电动力学
• 量子信息
• 量子计算
• 原子物理
• 光学物理

好的，以下是为您量身打造的，一本名为《量子光学》（Quantum Optics）的图书的详细内容简介，该简介严格聚焦于其他主题，绝不提及量子光学本身的内容： --- 《行星构造与深海生态：地球系统的复杂交互》 内容简介 本书深入探讨了地球作为一个复杂、动态系统的两大核心组成部分——地质构造活动与深海生态环境——之间错综复杂、相互影响的机制。我们摒弃了将行星科学与海洋生物学割裂的传统视角，转而构建一个多尺度、跨学科的综合分析框架，揭示地球表层和次表层如何共同塑造了生命存在的边界条件。 第一部分：构造驱动下的行星塑造（The Tectonically Driven Planetary Architect） 本部分将核心目光聚焦于地球内部的驱动力及其对地表环境的宏观调控作用。我们不仅仅是对板块构造进行描述性的概述，而是深入探究其动力学机制、热力学演化路径以及其对大气、水圈的反馈效应。 第一章：地幔对流的拓扑结构与热历史重构 本章详细分析了地幔对流的非线性动力学特性，探讨了从深层超低速带（LLSVPs）到地幔柱（Plumes）的物质传输路径。通过结合地震层析成像数据与岩石圈热力学模型，我们重建了过去四十六亿年地球热历史的演化轨迹。重点讨论了地幔热柱对早期大洋岩石圈冷却速率的影响，以及这种热流模式如何间接影响地表构造应力场的长期演变。 第二章：裂谷系统、俯冲带与火山活动的耦合机制 本书将构造活动视为一个相互关联的系统。我们详细剖析了大陆裂谷的拉张过程如何为大规模岩浆房的形成提供通道，并探究了俯冲带在深部水圈循环中的关键作用。特别地，本章引入了“构造-流体-化学”反馈模型，量化了俯冲带脱水作用对上地幔楔熔融的影响，并分析了这种熔融物如何通过弧火山链的形态和化学成分反映深部过程。我们对慢地震和后碰撞造山运动中非弹性形变的机制进行了深入的理论探讨。 第三章：构造形变对气候和水文系统的长期约束 构造活动并非孤立的地下过程，它直接控制着地球表面的地形地貌，进而深刻影响气候系统。本章侧重于大型造山带（如喜马拉雅山脉、安第斯山脉）的隆升速率如何影响全球风带的迁移和降水格局的极化。我们利用同位素地球化学示踪剂，分析了岩石风化速率与大气CO2浓度在数百万年尺度上的相互作用，阐明了“构造-风化”反馈回路对冰室期和温室期的气候稳定性所起的关键作用。 第二部分：深海环境的极端生命与地球化学循环（Extremophiles and Geochemical Cycling in the Abyss） 在地球的“盖子”之下，深海构成了地球上最大、且最稳定的生命栖息地之一。本部分将研究深海环境的独特物理化学条件，以及生命如何在这些极端条件下演化和繁荣。 第四章：深渊平原的热液喷口：能量来源与化学梯度 本章详细介绍了中洋脊和海底弧后盆地的深海热液系统。我们超越了对硫化物沉积物的简单描述，转而关注热液流体与围岩之间发生的复杂矿物-水反应。重点分析了高温（>350°C）和低温（<40°C）热液喷口在化学梯度上的差异，以及这些梯度如何驱动能量的获取。我们对“蛇纹石化”（Serpentinization）过程产生的氢气和甲烷的生物可利用性进行了严格的量化研究，论证其作为非光合作用生命基础的潜力。 第五章：深海生物圈的代谢多样性与适应机制 深海生物圈的生命形式展示了非凡的代谢适应性。本章系统分类了在黑暗、高压、无光照环境下生存的微生物群落。我们深入探讨了化能自养生物（Chemoautotrophs）如何利用地热驱动的化学能（如硫化物、铁氧化物、甲烷）合成有机物。此外，还包括对深海宏基因组测序数据的分析，以揭示这些生物对高压环境（1000个大气压以上）下蛋白质结构和细胞膜稳定性的独特分子调控策略。 第六章：深海沉积物与全球元素循环的桥梁 深海沉积物是地质记录库，也是连接海洋水体、岩石圈与生物圈的关键界面。本章关注于沉积物中的生物地球化学过程。我们研究了有机碳的埋藏速率及其在孔隙水中的降解途径，探讨了深海微生物在将有机物矿化过程中对氮、磷、硫等关键元素的循环贡献。特别地，我们比较了浊积物与生物成因沉积物在记录构造事件和气候波动方面的差异性，以期建立更可靠的古环境重建模型。 第三部分：构造与深海的交汇点：相互作用的反馈回路（The Interface: Feedback Loops Between Tectonics and the Abyss） 本书的创新之处在于第三部分，它将前两部分的内容融合成一个统一的地球系统模型，重点分析地质与海洋过程的动态耦合。 第七章：海底构造活动对热液生态系统的瞬时扰动 地震和海底滑坡是深海环境的重大瞬时干扰源。本章研究了近场海底地震如何通过改变地壳应力场，暂时增加岩浆房的渗透率，从而导致热液喷口流量和化学成分的剧烈波动。我们利用长期观测数据，模拟了海底火山爆发后，周围热液生态系统在短时间内（数月至数年）如何进行生物恢复和物种更替。 第八章：深海沉积物对构造稳定性的影响：滑坡与脱气 深海沉积物的堆积密度和坡度是触发大规模海底滑坡的主要因素。本章探讨了构造运动（如俯冲带的应力积累）如何为这些滑坡提供初始触发机制。我们建立了一个耦合流变学和孔隙水压力的模型，预测了特定构造构造区域内，大规模沉积物失稳（Giant Slope Failure）对区域水动力学和局部热液活动可能产生的连锁反应。同时，分析了甲烷水合物（Methane Hydrates）在构造应力扰动下解离，导致大量温室气体释放的潜在风险。 第九章：深海生命的化能驱动力与岩石圈演化 最后，本章提出一个前沿观点：深海生命活动对岩石圈的化学演化并非完全被动。我们探讨了深海微生物群落通过其代谢活动，对围岩矿物（如玄武岩、沉积铁锰结核）的微观蚀变速率的影响。这种生物诱导的矿物溶解和沉淀，可能在数百万年的时间尺度上，轻微地改变了俯冲带物质的物理化学性质，进而对地幔的粘滞性和板块俯冲的几何形态产生极其微弱但持续的反馈效应。 --- 本书的最终目标是提供一个全面的、跨尺度的地球系统视角，强调地球的“深部-表层”连续性。通过严谨的物理模型、先进的地球化学分析和前沿的生物学洞察，本书为行星科学、海洋地质学以及深海生物学的研究人员和学生提供了一个理解地球复杂性的全新工具和分析框架。

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这本书的章节组织逻辑，可以说是将“融会贯通”这个词体现得淋漓尽致。我特别欣赏作者处理“光”这个核心对象的方式。它不是简单地将光子概念独立出来讲解，而是非常巧妙地将其嵌入到宏观电磁场与微观量子态的耦合过程中。例如，在讨论腔场量子化时，作者并未拘泥于简单的谐振子模型，而是立刻引入了环境噪声和耗散效应，并用一个结构精巧的图示清晰地展示了开放量子系统的演化路径。这种处理方式，使得读者能够从一开始就建立起对“真实世界”中光与物质相互作用的整体认知框架，避免了陷入纯粹的理想化模型泥潭。更难能可贵的是，随后的每一章，无论是关于相干态、压缩态的讨论，还是后面对非线性光学现象的深入挖掘，都能明显看到前面章节所铺设的基础在不断地被引用和深化。这种层层递进、环环相扣的结构，让阅读体验更像是在攀登一座结构严谨的金字塔，每登高一层，视野就开阔一分，对整体的认识也就更立体、更坚实。

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这本书最让我感到震撼的，是它在介绍现代实验技术与理论预测的结合点时所展现出的深度和广度。很多理论书籍在介绍完基本原理后，便止步于此，留下一个“理论与实验脱节”的遗憾。但这本书不同，它用大量的篇幅讨论了如何将这些精妙的量子力学预测，转化为可以被实验室验证的实际操作。比如，在讨论纠缠态的制备时，作者不仅详细阐述了产生纠缠光子的基本机制（如自发参量下转换），还深入分析了探测效率、背景噪声对贝尔不等式检验结果的实际影响。这种对实验细节的关注，使得书中的理论推导不再是空中楼阁，而是牢牢扎根于现实物理世界。我尤其喜欢其中关于“量子测量”那几节的讨论，作者并没有停留在标准的波函数坍缩模型，而是引入了诸如退相干理论和量子卡特里奇（Quantum Trajectory）等更现代的视角来解释测量过程的动态演化，这对于理解当代光学实验中的误差来源和限制条件，提供了极其宝贵的理论视角。这本书的价值，在于它成功地搭建了一座从基础理论到尖端实验之间的坚实桥梁。

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我是在一个学术论坛上被推荐读这本书的，当时大家都在讨论某个前沿课题的理论基础，而这本书似乎是绕不开的“圣经”。我花了整整一个周末时间，才勉强啃完了前三章的引言和基本概念部分。坦白说，它的切入点非常高，上来就直接跳过了许多初级物理教材中絮叨的预备知识，直接进入了量子力学的核心公设和其在电磁场理论中的特殊应用。作者的叙事风格极其凝练，用词精准到几乎不容许任何歧义，这对于追求严谨性的研究人员来说是莫大的福音，但对于我这种需要多角度、多比喻来理解抽象概念的学习者来说，简直就是一场智力上的马拉松。我不得不频繁地停下来，拿出笔记本，对照着大学本科时期的量子力学笔记和电磁场理论教材进行反复核对和推演。这本书的厉害之处在于，它能用最少的笔墨勾勒出最深刻的物理图像，但这份“少”也意味着读者需要具备极高的知识储备和强大的逻辑推导能力，否则很容易在某个关键的数学跳跃点上迷失方向，感觉像在看一本高水平的纯数学著作，而不是物理学专著。

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我必须得承认，这本书在数学工具的应用上达到了一个令人咋舌的高度。我过去接触的几本相关领域的入门书籍，通常会在公式推导上“手下留情”，会给出大量的中间步骤来引导读者。然而，这本书仿佛默认读者已经对张量分析、群论基础以及高等微扰理论了如指掌。很多涉及到矩阵运算或者狄拉克符号变换的关键步骤，作者常常是一笔带过，直接呈现出最终结果，然后紧接着就探讨这个结果背后的物理意义。这无疑极大地压缩了篇幅，提高了信息密度，但对于非数学专业背景的读者来说，这意味着极大的阅读障碍。比如，当我试图理解它如何从薛定谔方程推导出密度矩阵的演化方程时，中间涉及到的“算符代数”和“迹运算”的细节几乎是完全省略的。我花了比理解物理概念本身多三倍的时间去“反向工程”那些被跳过的数学步骤，才能真正确信推导过程的有效性。所以，这本书的受众显然是定位在已经非常熟练掌握了高阶数学工具的研究生或专业人士，它更像是一本“手册”或“参考书”，而不是一本“入门教程”。

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这本书的装帧设计实在让人眼前一亮，封面那种深邃的、带着微光的蓝色调，配上极简的白色字体，立刻就营造出一种既古典又前沿的氛围。我拿起这本书的时候，第一感觉是它很有分量，不是那种廉价的纸张堆砌，能感受到出版社在选材上的用心。内页的纸张选择也偏向哑光，阅读起来不会反光刺眼，即使是长时间盯着那些复杂的公式和图表，眼睛也不会感到特别疲劳。排版方面也做得相当考究，行距和字号的比例拿捏得恰到好处，使得即便是物理学背景不那么扎实的读者，在初次接触时也能感到一定的友好度。而且，我注意到书脊的胶装非常牢固，这对于一本可能需要经常翻阅、查阅的专业书籍来说至关重要，不用担心读几次就散架。整体来看，这本书在“物化”层面就已经超越了我过去读过的许多同类教材，它不仅仅是一本书，更像是一件精心制作的工艺品，让人愿意把它摆在书架最显眼的位置，随时可以取来摩挲把玩，享受那种阅读前的仪式感。这种对细节的极致追求，让人对其中蕴含的知识内容也抱有了更高的期待。

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