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出版者:

作者:熊谷文宏

出品人:

页数:166

译者:王益全

出版时间:2009-1

价格:27.00元

装帧:

isbn号码:9787030234063

丛书系列:

图书标签:

• 电工测量
• 电子测量
• 电路分析
• 仪器仪表
• 实验指导
• 高等教育
• 工程技术
• 专业教材
• 模拟电路
• 数字电路

《星际航行手册：跃迁引擎与空间折叠指南》 这是一本为那些渴望超越光速限制、探索宇宙未知疆域的先行者们精心编撰的实用指南。它不仅仅是一本理论著作，更是每一位未来星际探险家触及深空的罗盘与灯塔。本书的宗旨在于，以清晰、严谨且富有洞察力的方式，解析当前最前沿、最具颠覆性的星际推进技术，为读者勾勒出一幅切实可行的宇宙航行蓝图。 核心内容概述： 本书分为四大板块，层层递进，从基础原理到实际应用，力求为读者提供一个全面而深入的理解。 第一部分：理论基石——超越经典物理的航行法门 本部分将深入剖析驱动星际航行的核心理论，重点聚焦于“跃迁引擎”和“空间折叠”这两大革命性概念。 时空扭曲的数学模型：我们将从阿因斯坦的广义相对论出发，解读如何通过局部扭曲时空来创造“虫洞”或“曲速泡”。这里并非仅仅罗列复杂的数学公式，而是通过直观的类比和清晰的图解，帮助读者理解时空弯曲的本质，以及它如何成为实现超光速航行的关键。我们将探讨能量密度、引力场强度与时空曲率之间的精确关系，以及在现实宇宙条件下实现这种扭曲所面临的理论挑战。 能量场与物质态：要驱动如此宏大的时空扭曲，需要何种能量形式？本书将详细介绍当前理论物理学界关于“负能量物质”和“奇异物质”的研究进展。我们将分析它们的潜在性质，如反重力效应，以及如何可能被捕获、生成并稳定地用于驱动跃迁引擎。此外，还将探讨零点能的提取与利用，以及高能粒子对撞机在模拟极端宇宙条件下的作用。 量子纠缠与信息传输：在星际航行的广阔尺度上，实时通信至关重要。本部分将触及量子纠缠的原理，并探讨如何利用其“瞬时”关联性，实现超光速的信息传递，从而解决远距离通信的延迟问题。我们将分析当前量子通信技术的局限性，以及为星际通信而设计的量子密钥分发与量子遥传协议。 第二部分：跃迁引擎——从概念到实现的工程挑战 本部分将聚焦于“跃迁引擎”的实际设计与工程化考量，这是将理论转化为可操作技术的关键环节。 曲速泡生成器设计：我们将详细介绍不同类型曲速泡生成器的设想，包括阿尔库贝利引擎（Alcubierre drive）的变种模型。从几何结构、能量输入效率到稳定性控制，每一个环节都将进行深入剖析。读者将了解到如何通过精确控制等离子体鞘的形态、磁场约束的强度以及能量释放的瞬时性，来构建一个稳定而高效的曲速泡。 物质悬浮与推进系统：在跃迁过程中，飞船本身需要被包裹在一个稳定的时空泡内。本书将探讨先进的物质悬浮技术，如电磁悬浮、反重力场生成等，以确保飞船在时空扭曲中的稳定性和完整性。同时，还将分析用于微调航向、姿态以及在低速航行时进行推进的辅助系统，包括电磁轨道炮、离子推进器的高级版本等。 能量源与冷却系统：驱动跃迁引擎的能量需求是巨大的。本部分将评估各种潜在的能源方案，如反物质反应堆、核聚变（特别是稳定且高效的磁约束聚变）以及更具 speculative 的零点能收集装置。并深入探讨与之配套的超高效率能量转换与储存技术。同时，冷却系统的重要性不言而喻，我们将分析如何设计能够承受极高温度和辐射的先进散热结构。 材料科学与结构强度：在极端时空扭曲的环境下，材料的选取和结构的设计至关重要。本书将介绍用于建造跃迁飞船的先进复合材料，包括能够承受巨大引力梯度、高能辐射以及极端温度的合金和纳米材料。我们将探讨材料的应力分析、结构设计中的冗余度原则以及应对量子效应引发的材料退化的方法。 第三部分：空间折叠——改变宇宙尺度的航行哲学 本部分将探索比跃迁引擎更为激进的“空间折叠”概念，它意味着直接操纵宇宙的宏观结构来实现瞬时位移。 虫洞的生成与稳定：不同于曲速泡在局部扭曲时空，空间折叠理论上旨在创造或利用天然存在的“虫洞”。本书将解析虫洞的理论模型，特别是其喉部的负能量需求。我们将探讨如何利用聚焦的能量束或奇异物质，尝试在两个遥远的空间点之间建立一个可穿越的“捷径”。同时，还将深入研究如何维持虫洞的开放性和稳定性，防止其坍塌或产生危险的潮汐力。 引力透镜与时空锚定：为了精确地导航至目标空间点，我们需要对虫洞的出口进行精准控制。本书将介绍利用强大的引力透镜效应来“聚焦”时空，引导虫洞出口朝向预定区域。同时，还将探讨“时空锚定”技术的概念，即在目标空间点预先设定一个稳定的引力标记，以便虫洞出口能够锁定该位置。 航行风险与伦理考量：空间折叠技术带来了前所未有的航行效率，但也伴随着巨大的风险。我们将分析穿越虫洞时可能遇到的时空异常、量子辐射以及不确定性。此外，还将初步探讨空间折叠技术对宇宙秩序、星际法治以及文明接触可能带来的伦理与哲学问题。 第四部分：实践展望与未来挑战 本部分将从宏观层面审视星际航行的实践性，以及当前技术与理论之间的差距。 星际探测器与轨道动力学：在实现载人跃迁飞行之前，我们如何利用现有的先进推进技术（如核脉冲推进、磁帆等）来部署无人探测器，进行更远距离的深空探测？本书将探讨先进轨道动力学，包括利用引力弹弓效应、黑洞潮汐力等来加速探测器，以及如何在遥远的行星系建立通信节点。 宇宙地图与导航系统：构建一套精确的宇宙地图和高效的星际导航系统是实现大规模航行的前提。本书将介绍如何利用望远镜阵列、引力波探测器以及可能存在的“宇宙信标”，来绘制三维空间结构，并开发基于相对论效应的导航算法。 技术路线图与发展阶段：本书将勾勒出一条从当前技术向未来星际航行迈进的可能的技术路线图。我们将分析在基础科学、材料工程、能源技术以及人工智能等领域，需要克服的关键瓶颈。并对不同发展阶段的星际航行能力进行预估，从短期内的行星际旅行，到中长期的恒星系内旅行，再到终极目标——跨越星系。 《星际航行手册：跃迁引擎与空间折叠指南》是一部融合了前沿物理学理论、大胆工程设想与审慎实践规划的著作。它旨在激发读者的想象力，同时也为那些致力于探索宇宙奥秘的科学家、工程师和梦想家们提供一份坚实的理论基础和可行的行动纲领。翻开本书，您将不仅仅是阅读，更是踏上了通往星辰大海的第一步。

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这本书的理论深度在某些方面令人印象深刻，特别是关于测量误差的分类和量化分析。作者对系统误差、随机误差和偶然误差的界定非常清晰，并且给出了标准差和置信区间计算的详细推导，这对于需要撰写严谨实验报告的研究生来说，无疑是一份极好的参考资料。然而，当我们将目光投向数字化测量和自动化测试（ATE）领域时，这本书的价值开始下降。在当前工业4.0的大背景下，几乎所有的测量都要求联网、数据追溯和远程控制。书中关于数据接口（如GPIB、USB、Ethernet）在实际仪器控制中的应用，只是停留在了基本命令集的介绍上，缺乏对现代仪器驱动框架（如IVI-COM或Python的PyVISA库）的实际操作指导。我期待看到如何用脚本语言高效地编写自动化测试序列，如何处理仪器间的同步问题，以及如何建立一个健壮的数据采集和存储架构。这本书似乎更关注于“测量仪器本身的工作原理”，而不是“如何利用这些仪器在现代测试环境中高效、可靠地完成任务”。因此，对于那些希望快速搭建自动化测试平台的工程技术人员来说，这本书提供了基础知识，但无法直接指导他们跨越从硬件到软件集成这一关键鸿沟。

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这本书的排版和图示质量，确实是值得称赞的，清晰的线条和逻辑分明的流程图，为理解晦涩的测量概念提供了极大的便利。尤其是在讲解电桥平衡原理时，图文并茂，让人对惠斯通电桥的结构和电阻变化对平衡点的细微影响有了直观的认识。但是，当我试图将这些理论知识应用到实际的传感器数据采集系统中时，我发现书中缺少了至关重要的“桥梁”。例如，在涉及应变片测力或温度采集时，最关键的一步是如何将微弱的模拟电压信号，通过合适的放大电路（如仪表放大器）提升到ADC（模数转换器）可接受的范围，并且保证信噪比（SNR）。这本书对于仪表放大器的选择标准，比如共模抑制比（CMRR）的重要性，只是泛泛而谈。我期待看到的是针对不同应用场景（高精度低温测量 vs. 快速动态响应测量）的仪表放大器选型指南，并附带实用的PCB布局注意事项，因为在实际操作中，布局对噪声的引入是致命的。总而言之，它提供了优秀的“是什么”和“为什么”，但对于“怎样在真实世界中做到最好”的工程智慧，则显得有所保留，更像是一份优秀的参考手册，而非一本能解决实际工程难题的“实战指南”。

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这本《电工电子测量》的封面设计得非常朴实，那种略带磨砂质感的深蓝底色，配上烫金的字体，一看就知道是本脚踏实地的技术书籍。我最初买它，是冲着我对基础电学原理那种近乎偏执的求知欲去的。我一直觉得，要真正理解电路的运作，就必须把测量这块基石打牢。然而，当我翻开第一章时，我的预期开始发生微妙的偏移。书中对欧姆定律、基尔霍夫定律的阐述，虽然详尽到几乎可以作为教科书的范例，但给我的感觉更像是在重温高中物理课本的精简版，少了些许深入探究的“痛感”。比如，关于电阻的温度系数对精密测量带来的影响，作者只是点到为止，没有提供太多实际工程案例来佐证其重要性。我期待看到更多关于如何用实际工具，比如高精度数字万用表在复杂电磁干扰环境下，如何排除噪声、如何进行交叉验证的实战技巧。它更像是一本为初入行的新人准备的“工具箱说明书”，详细告诉你扳手该怎么握，但却没告诉你拧紧那个特定螺栓时，手腕应该施加多大的扭矩。总体来说，它构建了一个坚实但略显单薄的理论框架，对于我这种已经对基础理论有一定掌握，渴望进阶到应用层面的读者来说，感觉就像是爬山时，被要求在半山腰的地基处停留过久，虽然安全，但视野受限，少了些许登顶后的开阔感。

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拿到这本书时，我立刻被它那厚重的分量所吸引，心想这绝对是一部包罗万象的工程宝典。我尤其关注了其中关于示波器应用的那几章，毕竟在处理高速数字信号和复杂波形分析时，示波器是工程师的“第三只眼”。然而，当我深入阅读时，发现书中对示波器原理的介绍，停留在传统的模拟示波器和基础的数字存储示波器（DSO）层面。比如，对于现代实验室标配的混合信号示波器（MSO）的功能，比如对特定协议（如SPI、I2C）的解码能力，书中几乎没有涉及。更令人感到遗憾的是，关于探头补偿的详尽步骤，虽然有所提及，但主要聚焦于固定电阻电容的调节，对于动态阻抗匹配和带宽限制对测量精度带来的影响，分析得不够透彻。我希望能看到更多关于探头选型与被测电路特性匹配的决策树，而不是简单地罗列几种探头的规格参数。此外，书中提到使用FFT（快速傅里叶变换）进行频谱分析时，对窗函数选择的讨论也显得有些学院派，缺乏对实际应用中，如何平衡时间分辨率和频率分辨率的工程权衡的深入探讨。这使得这本书在面对现代电子系统日益复杂的信号完整性问题时，显得有些力不从心，更像是停留在上个世纪末的工程规范手册。

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我购买《电工电子测量》的初衷，是希望系统地学习高频测量技术。我们实验室最近在处理射频（RF）电路的性能测试，特别是S参数的测量，对矢量网络分析仪（VNA）的操作和数据解读有着迫切的需求。然而，这本书在涉及高频部分时，明显显得力不从心。关于VNA的校准过程，书中只笼统地提到了SOLT（短路-开路-负载-直通）校准程序，但对于校准件的选择、校准平面的建立（De-embedding和Port Extension）这些决定测量准确性的关键步骤，描述得过于简略。更要命的是，它几乎没有提及现代VNA在进行宽带测量时，如何处理非线性失真和寄生参数的影响，比如电缆的相位误差和连接器损耗的精确建模。对于那些需要进行阻抗匹配网络设计和滤波器性能验证的工程师来说，这种层面的信息是不够的。我更希望看到一些关于频率响应修正、时间域反射测量（TDR）的应用实例，以及如何使用校准数据来指导PCB走线设计的实战分析。这本书在低频和直流测量方面打下了扎实的基础，但将高频测量仅仅当作是“高频信号的电压和电流测量”来看待，缺乏从系统级和电磁兼容性的角度去深入剖析，使得其在高频技术领域显得捉襟见肘。

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