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出版者:Delmar Cengage Learning

作者:Ann Senisi Scott

出品人:

页数:530

译者:

出版时间:2008-07-07

价格:USD 112.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9781428304208

丛书系列:

图书标签:

• 解剖学
• 生理学
• 人体结构
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• 医学
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• 学习资料

探索宇宙的奥秘：宇宙学导论 一部深入浅出、全面覆盖现代宇宙学核心概念的权威著作 本书旨在为所有对宇宙的起源、演化和终极命运抱有好奇心的读者，提供一个既严谨又引人入胜的认知框架。我们不仅仅是罗列事实，更是引导读者踏上一场跨越时空、探索物质、能量、引力和时空本身的宏伟旅程。 第一部分：宇宙学的基础与历史回溯 第一章：从古代到现代的宇宙观的演变 本章追溯人类对宇宙认知的历史足迹。从早期的地心说、托勒密模型的精密计算，到哥白尼、伽利略对日心说的勇敢捍卫，再到开普勒对行星运动定律的数学描述，我们清晰地展示了科学范式是如何一步步被颠覆与重建的。重点探讨了牛顿经典力学如何将地球上的物理定律推广至整个天体系统，奠定了经典天体物理学的基础。接着，我们将目光投向20世纪初的革命性突破——爱因斯坦的广义相对论，它彻底改变了我们对引力、时空几何的理解，为现代宇宙学的建立铺平了道路。 第二章：狭义相对论与光速的绝对性 在进入广阔的宇宙之前，我们必须理解构成我们所有观测基础的物理学框架。本章聚焦狭义相对论的核心原理：光速不变原理和相对性原理。我们将详细解释洛伦兹变换、时间膨胀、长度收缩等反直觉但已被实验反复验证的现象。通过阐述质能等效性（$E=mc^2$），本书为后续讨论恒星能量来源和早期宇宙的能量密度问题打下了坚实的理论基础。 第三章：广义相对论：时空的几何学 本章是理解现代宇宙学的基石。我们将超越牛顿的引力概念，深入探讨爱因斯坦的引力场方程。本书将以清晰的图示和循序渐进的数学解释（避免过度晦涩的张量分析，侧重于物理意义的阐述），展示物质如何弯曲时空，而时空则决定了物质的运动轨迹。我们将讨论光线在强引力场中的弯曲（引力透镜效应的理论基础）以及引力时间延迟等关键预言，并回顾对广义相对论的经典检验，如水星近日点的进动和彭齐尼-威尔逊实验。 第四章：弗里德曼方程与动态宇宙模型 基于广义相对论，本章导出了描述均匀、各向同性宇宙演化的核心工具——弗里德曼方程组。我们将详细分析这些方程的物理含义，探讨宇宙尺度因子（Scale Factor）随时间的变化规律。通过对这些方程的求解，我们首次明确地看到了一个动态、膨胀（或收缩）的宇宙的数学模型。本章还将引入宇宙学常数 $Lambda$ 的概念及其在描述宇宙命运中的关键作用。 第二部分：大爆炸的证据与早期宇宙 第五章：哈勃定律与宇宙的膨胀 本章是关于宇宙学观测的里程碑。我们详细回顾埃德温·哈勃的观测工作，从多普勒效应延伸到河外星系红移的测量。我们将精确阐述哈勃-勒梅特定律 $v = H_0 d$，并讨论如何利用标准烛光（如造父变星和Ia型超新星）来确定星系距离和计算哈勃常数 $H_0$。本书强调，红移的增加并非源于星系在空间中的运动，而是空间本身的膨胀。 第六章：宇宙微波背景辐射（CMB）：大爆炸的余晖 宇宙微波背景辐射（CMB）被誉为大爆炸理论的最有力证据。本章将详述彭齐尼和威尔逊如何意外地发现这一均匀的背景辐射，以及它如何完美契合了早期宇宙高温、高密度的状态。我们将深入分析CMB的黑体谱特性及其在极度红移后的温度（约2.725K）。后续内容将转向CMB的各项异性（温度涨落），解释这些微小差异（$Delta T/T approx 10^{-5}$）是如何成为我们理解宇宙结构形成的“种子”。 第七章：轻元素丰度的核合成 大爆炸核合成（BBN）是宇宙学对早期物质构成作出的关键预测。本章探讨宇宙诞生后最初几分钟内发生的核反应。我们将计算出氢、氦、锂等轻元素在宇宙冷却到足以形成稳定原子核时的相对丰度。这些理论预测值与当前观测到的宇宙中轻元素丰度惊人的一致性，有力地巩固了早期宇宙高温致密模型的正确性。 第八章：暴胀理论：解决遗留难题 尽管大爆炸模型取得了巨大成功，但它仍面临视界问题、平坦性问题和磁单极子问题。本章引入暴胀理论——一个在 $10^{-36}$ 秒到 $10^{-32}$ 秒之间发生的指数膨胀阶段。我们将解释暴胀如何平滑了早期宇宙的不均匀性（解决视界问题），并使其几何结构趋于平坦（解决平坦性问题）。更重要的是，我们将探讨量子涨落如何被暴胀拉伸并转化为CMB中的初始密度扰动，从而成为星系形成的驱动力。 第三部分：结构的形成与暗物质/暗能量 第九章：从微扰到星系：结构形成的物理学 本章探讨了CMB中的微小密度涨落如何演化成我们今天观察到的宏大宇宙结构——星系、星系团和宇宙网。我们将讨论引力不稳定性，并引入“物质密度峰值”的概念。关键内容包括：暗物质在引力坍缩中的主导作用，以及在早期宇宙中，只有冷暗物质才能有效聚集成团的物理机制。 第十章：暗物质：宇宙的隐形骨架 暗物质是构成宇宙质量的绝大部分，但其性质至今仍是一个谜。本章系统梳理了支持暗物质存在的观测证据：星系旋转曲线的异常、星系团的维里里不确定性、引力透镜效应的测量，以及子弹星系团的直接分离证据。本书将审视各种候选粒子模型（如WIMPs、轴子）的物理特征和实验探索的进展，强调暗物质在宇宙结构演化中的不可替代性。 第十一章：暗能量：加速膨胀的驱动力 进入21世纪，观测表明宇宙的膨胀正在加速，这一发现彻底改变了我们对宇宙未来的预测。本章专门分析了发现暗能量（表现为宇宙学常数 $Lambda$ 或第五种力）的决定性证据，特别是对Ia型超新星的精确测光数据。我们将探讨暗能量的本质，并分析它如何主宰了宇宙的近期演化。同时，本书也将讨论“精调问题”（Fine-Tuning Problem）和“真空灾难”等与暗能量相关的理论难题。 第十二章：宇宙的终极命运与未来观测 基于当前的物质和能量密度参数（$Omega_m approx 0.31, Omega_Lambda approx 0.69$），本章预测了宇宙在暗能量主导下的未来。我们将讨论“大冻结”（Big Freeze）或“热寂”的情景，以及恒星形成停止后宇宙的漫长衰亡。最后，本书展望了下一代宇宙学实验（如詹姆斯·韦伯空间望远镜、欧几里得空间任务）将如何进一步精确测量宇宙参数，并探寻暗能量和暗物质的更深层本质。 总结： 《探索宇宙的奥秘》不仅是一部物理学教材，更是一次对人类智慧极限的挑战。它整合了从相对论到量子场论的现代物理学工具，并将其应用于解答宇宙宏大尺度上的根本问题。通过对理论模型的严谨推导和对关键观测证据的深入分析，本书确保读者能够全面掌握我们当前理解宇宙的最佳科学框架。

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这本书最让我印象深刻的，是它那股严谨而不失人文关怀的笔触。它在描述身体结构时，总是会不自觉地融入一些关于“为什么”的思考。比如，在介绍骨骼时，它不仅仅描述了骨骼的形态和组成，还会解释为什么骨骼要设计成现在这个样子，它的弯曲和连接方式如何能够承受巨大的压力，以及在受伤后又是如何进行自我修复的。这种追根溯源的探究方式，让我对身体的每一个部分都充满了敬畏。它也并非一味地堆砌事实，而是通过生动形象的语言，将复杂的生理过程变得 relatable。我特别喜欢它在描述运动系统时，那种对身体协调性和精妙配合的赞美。无论是跑步时腿部肌肉的联动，还是用手指书写时的细微协调，它都描绘得淋漓尽致，让我深刻体会到人体作为一个整体运作的奇迹。它还会适时地插入一些健康贴士或者常见疾病的介绍，虽然不是重点，但这些附加的信息却非常有价值，让我在学习知识的同时，也能提高自我保健的意识。整体而言，这本书让我觉得，它不仅仅是在传授知识，更是在引导读者去感受、去理解，甚至去爱上这个独一无二的身体。

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读这本书的过程，就像是在经历一次精彩的探险。它没有直接扔给你一堆晦涩难懂的专业术语，而是循序渐进地引导读者进入人体这个奇妙的世界。一开始，它会从最基础的身体组成单元——细胞开始讲起，用非常易于理解的比喻和生动的语言，解释细胞的功能和结构，让我觉得原来细胞也不是那么遥不可及。接着，它会慢慢扩展到组织、器官，再到系统。我特别欣赏的是它在解释各个系统的工作原理时，那种逻辑清晰、条理分明的叙述方式。例如，当讲到消化系统时，它不会仅仅列出各个器官的名字，而是会详细描述食物从进入口腔到最终排出体外的整个过程，每一步的关键变化，以及涉及到的各种酶和激素的作用，都解释得非常到位。更让我惊叹的是，它将看似孤立的器官系统巧妙地联系起来，比如在介绍循环系统时，它会顺带提到它如何为其他系统输送氧气和营养，以及如何带走代谢废物。这种“整体观”的视角，让我对人体的理解不再碎片化，而是形成了一个完整的、动态的有机体概念。书中的案例分析也非常贴合实际，让我能够将学到的知识与日常生活中的健康问题联系起来，从而更好地认识和保护自己的身体。

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这本书简直是一场视觉盛宴！从封面设计就能看出它的用心，那种充满力量感和细节的插画风格，让人一眼就爱上了。翻开内页，更是惊喜连连。那些精细入微的解剖图，色彩搭配得恰到好处，既学术又不失艺术感，仿佛真的把我们带入了人体内部，近距离观察着肌肉的纹理、骨骼的轮廓，还有那些错综复杂的血管和神经网络。我尤其喜欢它在呈现器官结构时所采用的立体感，很多时候感觉就像在3D建模软件里旋转、缩放一样，每一个角度都能看得清清楚楚，这对于我这种视觉学习者来说，简直是福音。而且，不仅仅是静态的图，书中还巧妙地融入了一些动态的示意图，比如肌肉收缩时如何牵动骨骼，或者血液在心脏中流动的轨迹，这些动态的表现形式，让原本枯燥的解剖学知识变得生动有趣，也更容易被理解和记忆。那些负责任的绘制团队，在细节上的追求简直令人发指，即便是最细微的毛细血管，或者最微小的细胞结构，都描绘得一丝不苟，让人不禁感叹人类身体的精妙绝伦。这本书不仅仅是为专业人士准备的，对于任何对人体充满好奇的普通读者来说，它都是一本极具吸引力的入门读物，甚至可以说是一件精美的艺术品。

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这本书的叙事风格实在是太吸引人了！它不像很多教科书那样枯燥乏味，而是充满了故事性。它会把人体比喻成一个精密的机器，或者一个繁忙的城市，用通俗易懂的语言来解释各种复杂的生理功能。我尤其喜欢它在介绍神经系统时，那种把神经元比作信息高速公路的描述，详细解释了信号是如何传递，大脑是如何处理信息，然后做出反应的。读起来就像在看一部精彩的科幻电影，但主角却是我们自己的身体。它还特别擅长使用类比和比喻，例如把心脏比作一个不知疲倦的泵，把肺比作一个精巧的空气交换站，这些形象的比喻让原本抽象的概念一下子就变得具象化了。而且，这本书的排版设计也非常考究，文字与图片、图表穿插得恰到好处，阅读起来一点也不会感到疲劳。那些精心设计的插图，色彩鲜艳，线条流畅，每一个细节都力求准确，让人赏心悦目。它还会穿插一些历史上的发现故事，或者关于身体的趣闻轶事，让我在学习知识的同时，也增加了不少乐趣。总的来说，这本书让我觉得学习人体知识不再是一件苦差事，而是一次充满惊喜的探索之旅。

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这本书的魅力在于它能够激发我内心深处对生命奥秘的好奇心。它不仅仅满足于简单地告知“是什么”，更深入地探讨“为什么”和“如何”。当我读到关于免疫系统的那一部分时，我被深深地震撼了。书中详细描述了免疫细胞是如何协同作战，识别并清除入侵的病原体，那种精密的防御机制，让我对我们身体内部的“斗争”有了全新的认识。它并没有回避一些相对复杂的概念，比如抗体的形成、T细胞的作用等等，但它通过非常有条理的解释和生动的示意图，让这些复杂的生物化学过程变得相对容易理解。更重要的是，它强调了每个系统之间的相互依赖和配合，比如呼吸系统如何为免疫细胞提供能量，循环系统如何将免疫细胞输送到全身。这种 holistic 的视角，让我看到了人体作为一个整体的强大和智慧。它还适时地加入了关于健康生活方式对身体各个系统影响的讨论，让我意识到，了解身体的运作方式，不仅仅是为了满足好奇心，更是为了更好地照顾自己，让身体能够更有效地发挥其潜能。这本书真正让我感受到，身体是我们最宝贵的财富，值得我们去深入了解和珍视。

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