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出版者:云南大学出版社

作者:（日）秋道智弥

出品人:

页数:399

译者:

出版时间:2007-11

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787811122787

丛书系列:

图书标签:

• 人类学
• 生态人类学
• 保护生物学相关
• 生态
• 环境史
• Q生物科学
• 生态
• 历史
• 环境
• 文明
• 发展
• 变迁
• 自然
• 人文
• 可持续
• 保护

好的，这是一份关于一本名为《星际航行与超光速物理学》的图书简介，内容详实，力求专业且引人入胜，并且完全不涉及《生态与历史》的主题。 --- 图书简介：《星际航行与超光速物理学》 导言：超越光速的梦想与挑战 自古以来，人类便仰望星空，梦想着踏足遥远的恒星系统。然而，爱因斯坦的狭义相对论如同横亘在人类文明面前的巨大屏障——光速是宇宙的速度极限。本书《星际航行与超光速物理学》，正是对这一宇宙基本法则的深度探索，以及人类如何试图在理论和工程的边缘寻求突破的详尽梳理。 本书并非一部科幻小说集，而是一部严谨的理论物理学和前沿工程学的交汇之作。我们从经典相对论的基石出发，逐步深入到量子引力、时空几何操控等最尖端的理论领域，旨在为读者构建一个清晰的认知框架：要实现星际旅行，我们究竟需要克服哪些物理学上的障碍，又有哪些理论上“看似可行”的途径可以尝试。 全书共分为五大部分，结构严谨，层层递进，适合具有扎实高等数学和基础物理学背景的专业人士、研究生以及对宇宙探索抱有极大热情的跨学科研究者阅读。 --- 第一部分：光速的牢笼——相对论的约束与经典挑战 本部分聚焦于我们当前所理解的宇宙运行规则，阐述了光速不变原理及时间膨胀、长度收缩等效应如何从根本上限制了传统的化学燃料火箭或核动力推进系统的星际载人航行能力。 1.1 相对论基础回顾与加速极限 详细分析了闵可夫斯基时空中的世界线概念，计算了以当前技术水平，到达最近恒星系（如半人马座阿尔法星）所需的时间尺度，并探讨了宇航员在长期高加速度下可能面临的生理极限。 1.2 推进系统的瓶颈：质量与能量的鸿沟 我们对当前已知的推进技术（如离子推进、聚变火箭）的推力-比冲比进行了系统的量化评估。重点讨论了火箭方程的局限性，即有效载荷与燃料质量之间的指数级关系，这使得传统推进系统在跨越数光年的距离时，几乎无法携带足够的人员和物资。 1.3 零点能与反物质：高密度能源的理论潜力 虽然不涉及超光速，但本部分也对高密度能源，尤其是反物质湮灭反应的理论效率进行了深入剖析，并评估了反物质储存和生产的工程难度，指出即使是最高效的已知能源，也难以在不打破光速限制的前提下实现高效星际穿梭。 --- 第二部分：弯曲时空——引力场与时空几何操控 这是本书的核心理论部分，探讨了爱因斯坦的广义相对论如何为“绕过”光速限制提供了数学上的可能性——即改变时空本身的结构。 2.1 黎曼几何与时空度规 本章详细介绍了描述时空几何的黎曼几何基础，解释了物质如何影响时空的曲率。我们聚焦于如何通过精确控制能量和动量分布来构造特定的时空度规，以实现比光速更快的“有效”旅行速度。 2.2 阿尔库比耶雷（Alcubierre）驱动模型的精确分析 我们将阿尔库比耶雷度规从其概念形态推进到严谨的数学验证。重点分析了曲率气泡（Warp Bubble）的形成机制，即在飞船前方的时空收缩和后方的时空扩张。 2.3 负能量密度的悖论与挑战 实现阿尔库比耶雷驱动的关键在于负能量密度（Negative Energy Density）的实现。本章深入探讨了卡西米尔效应（Casimir Effect）等量子场论现象中负能量的微小实例，并论证了构建宏观曲率气泡所需的负能量规模，以及其对量子力学稳定性的潜在破坏。 --- 第三部分：捷径的探索——虫洞理论与跨维度连接 如果不能加速到光速，那么能否找到连接遥远两点的捷径？本部分讨论了虫洞（Wormholes）的理论基础及其对稳定性的要求。 3.1 虫洞的拓扑学与爱因斯坦-罗森桥 从爱因斯坦-罗森桥的数学构造出发，解释了虫洞作为连接时空不同区域的“隧道”的理论概念。我们考察了虫洞的喉部（Throat）结构及其对物质传输的限制。 3.2 可穿越虫洞的结构要求 指出原始的爱因斯坦-罗森桥是瞬时坍缩的，无法穿越。随后，我们聚焦于经过修改的虫洞度规（如索恩的Traversable Wormhole模型），强调了维持虫洞开放所需的奇异物质（Exotic Matter）——其本质仍然是负能量密度或具有负压力的物质。 3.3 经典虫洞的因果律问题 深入分析了虫洞可能导致的时间旅行悖论（如祖父悖论）。讨论了霍金的时序保护猜想（Chronology Protection Conjecture），即自然界可能存在尚未被我们完全理解的物理机制，阻止了可用于时间旅行的虫洞的形成。 --- 第四部分：量子尺度下的超光速可能性 本部分转向微观物理学，探讨了量子效应中看似超光速的现象，并评估了它们是否能被工程学放大以用于宏观物体传输。 4.1 量子纠缠与信息传输的界限 详细解释了量子纠缠现象，即两个粒子无论相距多远，其状态测量都瞬间关联。我们严谨地论证了不可克隆定理（No-Cloning Theorem）和非通信定理（No-Communication Theorem）如何严格禁止利用量子纠缠进行信息或物质的超光速传输，从而维护了狭义相对论的因果结构。 4.2 零质量粒子与信息载体 探讨了如光子等零质量粒子在时空中的行为，以及引力子（如果存在）的传播速度。分析了如果基础物理常数（如光速 $c$）在宇宙演化中发生微小变化，对星际旅行的影响，但这仍需在现有框架内进行推测。 --- 第五部分：前沿工程与未来展望 本书的最后一部分将理论物理的设想与未来可能实现的技术路径相结合，展望了在遵守或巧妙规避现有物理定律的前提下，人类实现星际旅行的工程蓝图。 5.1 高效能量收集与管理系统 探讨了利用戴森球结构对恒星能量的完全捕获，以及如何将这种海量能量转化为驱动未来超光速装置（如修正型曲速引擎）所需的极高功率。 5.2 智能材料与时空场发生器 设想了能够承受极高应力、具备实时反馈调节能力的智能复合材料，用于构建曲率气泡的“外壳”。详细分析了可能产生负能量效应的场发生器的理论设计和原型构想，尽管目前仍停留在高度抽象的数学模型层面。 5.3 超越物理学的思维：新物理学的需求 总结了实现星际航行的核心障碍：负能量和量子引力的统一。本书的结论指出，真正的星际旅行技术突破，可能需要一个彻底颠覆我们当前时空观的新物理学范式，而非仅仅是现有理论的工程优化。 --- 《星际航行与超光速物理学》是对人类最宏大梦想的科学求证与审慎评估。它要求读者准备好迎接挑战性的数学推导和深邃的哲学思辨，共同探索宇宙深处那道关于速度的终极藩篱。

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这本书的叙事节奏掌握得非常高明。它不会让你因为信息量过载而感到疲惫。有时候，它会用一段极其简洁有力的篇幅，概括一个长达数千年的地质过程，然后迅速将焦点拉回到某个微观的、具有决定性意义的历史转折点上。比如，关于小冰期的早期影响如何间接催化了某些技术创新，这种因果链的追溯，既巧妙又令人信服。我个人尤其喜欢作者在处理那些“不确定性”和“多重解释”时的坦诚态度。它承认历史和生态记录的碎片化本质，并清晰地标示出哪些是基于现有证据的强力推论，哪些是学界尚存争议的假说。这种科学的审慎态度，反而增强了全书的可信度。它不是在兜售一个完美的、一元的解释模型，而是在引导读者参与到对世界复杂性的共同探索中来，这对于一个追求深度阅读的读者来说，是莫大的享受。

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这本书读完后，给我留下的印象是深刻而沉重的，因为它毫不留情地揭示了人类文明的脆弱性。它没有沉溺于对“黄金时代”的怀旧，而是聚焦于那些被环境压力所摧毁或彻底转型的文明节点。比如，作者对古代美索不达米亚地区土地盐碱化进程的描述，简直是一部慢性的、不可逆转的悲剧史。它用扎实的证据表明，即便是最先进的古代农业文明，也无法逃脱其所依赖的生态承载能力的极限。更重要的是，作者在结尾部分所提出的警示，并非是空洞的说教，而是基于对数千年人类与环境互动模式的深刻理解。它迫使我反思我们当下所依赖的全球化生产系统，其潜在的生态代价和未来风险。这本书的价值在于，它提供了一套看待当前危机的“时间透镜”，让我们得以在更长的历史背景下，审视我们当前的选择究竟有多么沉重和关键。

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这本《生态与历史》的呈现方式，简直是一场思维的盛宴。它并非那种将历史事件简单罗列、将生态学概念僵硬灌输的教科书式作品。相反，作者以一种近乎诗意的笔触，将时间和生命的脉络编织在一起。我尤其欣赏它在探讨特定地理区域（比如北欧的苔原变迁或亚马逊雨林的千年演替）时所展现出的那种深邃洞察力。书中对气候波动如何重塑人类迁徙路线的分析，极其细腻，它不只是告诉我们“发生了什么”，更重要的是，它揭示了“为什么会这样发生”，以及这种互动如何将人类文明的形态刻画得如此独特。阅读过程中，我感觉自己仿佛置身于时间的长河中，目睹着冰川退却，植被重生，而人类社群在这些无声的背景变化下，做出的那些或壮烈或微小的生存抉择。书中引用的考古学证据和古气候模型数据，都经过了精心的筛选和整合，使得理论的构建既有坚实的科学基础，又不失叙事的张力。它强迫读者跳出传统单一学科的思维定式，去拥抱这种跨越时空的复杂关联性。

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说实话，我本来对这种宏大叙事的著作抱持着一丝怀疑，总觉得它们容易流于表面化或过度概括。但这本书彻底颠覆了我的看法。它最精彩的地方在于，它拒绝使用那种居高临下的俯瞰视角来评判古人。作者深入挖掘了不同文化背景下，人们对“环境负荷”的感知差异。比如，书中对中世纪欧洲森林管理实践的剖析，就极其耐人寻味。它展示了在技术手段有限的约束下，社区如何发展出一套复杂的社会规范和伦理体系来维持生态平衡，一旦这种规范因为外部压力（如瘟疫或战争）瓦解，环境退化的速度会多么惊人。我特别关注到其中关于“地方知识”（Indigenous Knowledge）的部分，作者并未将其浪漫化，而是将其视为一种高度适应性的、在特定生态位点上优化生存资源的实践体系。这本书的论证逻辑严密，每一步推理都有扎实的文献支撑，读起来酣畅淋漓，让人忍不住想立刻去翻阅那些被引用的原始资料，去验证和深化这种理解。

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阅读这本《生态与历史》的过程中，我不断被其跨学科的广度所震撼。它似乎无所不包，从土壤学中的腐殖质形成，到古代航海路线的变迁，再到不同文明的祭祀仪式如何反映对自然资源的敬畏与依赖，所有这些看似不相关的领域，都被作者编织进一个宏大的、有机的整体中。我特别欣赏它对“技术决定论”的反思。书中明确指出，人类对环境的改造能力，往往不是由单纯的工具进步决定的，而是由其背后的社会结构、权力分配和资源获取的合法性所决定的。这种对“软实力”影响的强调，使得分析不再停留在工具的层面，而是深入到了权力与生存的哲学层面。那些关于水资源管理和灌溉系统崩溃的案例分析，其深度远超一般的历史地理学著作，它展现了复杂的社会制度如何作为生态系统的“调节器”或“加速器”存在。

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