Chemistry

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出版者:W. W. Norton & Company
作者:Thomas R. Gilbert
出品人:
页数:947
译者:
出版时间:2003-06
价格:USD 149.10
装帧:Hardcover
isbn号码:9780393975314
丛书系列:
图书标签:
  • 化学
  • 化学学科
  • 理科
  • 科学
  • 教材
  • 大学
  • 高等教育
  • 实验
  • 元素
  • 分子
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具体描述

Just as the value of reading becomes clear to a child after hearing a good story, so the value of chemistry becomes clear to students when they see how it can help them understand the world around them. Chemistry: The Science in Context tells a story, beginning with the creation of the universe and proceeding through the "evolution of matter," from the formation of subatomic particles, to atomic structure, to the formation of natural and synthetic polymers. Throughout, the chemistry skills, concepts, and facts standard to the general chemistry course are introduced, but within the context of broader scientific questions and societal applications. Once students grasp the relevance of chemistry to their other science courses and to their own lives, their understanding of chemistry improves. Chemistry is truly the central science—discover it with Chemistry: The Science in Context.

浩瀚星辰的低语:一本关于宇宙、时间和存在的探索之旅 书名:《群星的编年史》 内容提要: 《群星的编年史》并非一部关于精确分子结构或实验室操作的教科书,而是一部宏大叙事诗,它将我们的目光从微小的试剂瓶提升至广袤的宇宙尺度。本书旨在探讨我们所处宇宙的起源、演化、终极命运,以及人类在其中所扮演的短暂而又意义非凡的角色。 我们从时间之初的奇点开始,追溯物质、能量和法则如何从虚无中涌现,构建出我们所能观测到的一切——从夸克、原子到恒星和星系团。这本书深入剖析了现代宇宙学的核心理论,包括大爆炸模型、暴胀理论、暗物质与暗能量的谜团,用清晰且富有哲理的语言,描绘出宇宙诞生至今一百三十八亿年的恢弘画卷。 第一部分:时间的起点与宇宙的胚胎 本书的第一部分聚焦于“起源”。我们并非简单复述已知的物理定律,而是探讨这些定律本身是如何被“编码”进宇宙的基本结构中的。 第一章:虚无中的觉醒 这一章将带领读者穿越“普朗克纪元”的迷雾,一个物理定律尚未完全成形,时空概念模糊不清的混沌时期。我们审视各种试图统一广义相对论与量子力学的理论——从弦理论的曼陀罗结构到圈量子引力的时空织网,探讨这些前沿理论如何尝试解释宇宙“之前”可能存在的状态,或者说,是否存在一个“之前”。我们详细阐述了宇宙早期阶段的对称性破缺如何决定了我们今天看到的基本力的分离,以及物质与反物质之间微小的不对称性(即重子数非守恒)如何最终成就了我们赖以生存的物质世界。 第二章:暴胀的瞬间与宇宙微波背景 暴胀理论被视为理解宇宙均匀性和平坦性的关键。本章细致描绘了暴胀阶段的超光速膨胀,探讨了它如何“熨平”了早期宇宙的褶皱,并解释了我们今天观测到的宇宙微波背景辐射(CMB)中的微小温度涨落的物理起源。这些涨落,被视为未来所有结构(星系、星系团)的“种子”。我们还将引入对“多重宇宙”概念的哲学思考:如果暴胀永不停止,我们的宇宙是否只是一个无限泡沫中的一个气泡? 第二部分:结构的形成与生命的涌现 一旦基本粒子和力确立,宇宙便开始构建自身的宏伟建筑。第二部分关注从氢原子到复杂生命体的演化过程。 第三章:星尘的冶炼炉 恒星是宇宙中的炼金术士。本章详细描述了第一代和第二代恒星的诞生、生命周期及其死亡。我们深入探讨了核聚变反应的细节——质子-质子链、CNO循环,以及氦、碳、氧等轻元素的形成过程。更重要的是,我们关注超新星爆发,这是宇宙中比铁更重的元素(如金、铀)的唯一来源。每一位读者体内的每一个原子,都曾在某个垂死恒星的内核中经历过极端的压力与温度。本书强调了这种“宇宙物质循环”的深刻哲学含义:我们是宇宙自我反思的方式。 第四章:星系的岛屿与引力的舞蹈 本书从星系的形成开始,分析了暗物质在结构形成中的支配作用。我们探讨了“冷暗物质”如何构筑巨大的“宇宙网”,星系和星系团如同节点般聚集其中。我们描绘了星系合并的壮观景象,以及超大质量黑洞在星系中心扮演的“调节者”角色。通过对遥远类星体的观测,我们试图理解宇宙在不同年龄段的面貌,并验证我们关于星系演化的模型。 第五章:行星的摇篮与生命的化学 在恒星的稳定光芒下,行星系统得以形成。本章从原行星盘的吸积理论出发,分析了宜居带的概念,并重点讨论了地球生命起源的化学基础——有机分子如何在原始海洋或热液喷口中自我组织。我们不局限于地球化学,而是探讨了硅基生命或其他基于不同溶剂生命的理论可能性,拓宽了我们对“生命”定义的认知边界。本书特别关注了生命对环境的改造能力,例如,早期光合作用如何彻底改变了地球的大气成分(大氧化事件),成为宇宙演化中一个重要的反馈回路。 第三部分:意识的边界与宇宙的终局 最后一部分,本书转向更具思辨性的领域,探索人类在理解宇宙中的地位,以及宇宙最终的命运。 第六章:黑洞的视界与信息的悖论 黑洞是引力理论的极端体现,也是我们理解时空本质的终极实验室。本章深入探讨了爱因斯坦场方程在强引力场下的应用,分析了事件视界、奇点和霍金辐射的理论。我们详细辩论了“信息悖论”——物质落入黑洞后,其携带的量子信息是否真的永远丢失了?这一悖论触及了量子力学与广义相对论最深层的冲突,本书将引导读者思考,我们所理解的物理定律在黑洞边缘是否需要被重写。 第七章:熵增的不可逆转与时间的箭头 时间的方向性——为什么我们只能回忆过去,不能改变未来?本书将此问题归结于热力学第二定律:熵(无序度)的总量在孤立系统中不断增加。我们探讨了宇宙的“热寂”假说,即当所有恒星燃尽,所有物质均匀分散,宇宙达到最大熵值时,一切活动停止的终极景象。然而,我们也引入了循环宇宙模型(如邦迪模型或某些弦论模型)的反驳,提出宇宙的终结可能只是另一场新的开始。 第八章:人类的观测与宇宙的意义 在浩瀚的时间和空间面前,人类的文明不过是一瞬。本章是全书的哲学高潮。我们讨论了“人择原理”——我们观测到的宇宙常数如此精确地允许生命存在,是否仅仅因为只有在这样的宇宙中才会有观察者?本书倡导一种基于科学的敬畏感,认为对宇宙的理解本身就是生命的最高价值体现。我们探讨了费米悖论(“他们都在哪里?”),分析了为什么地外文明可能难以被观测到(例如,技术奇点、自我毁灭,或存在于我们无法感知的维度)。 《群星的编年史》是一次对知识边界的温柔冲撞,它要求读者暂时放下日常的琐碎,以恒星的尺度来审视自身的存在。它用严谨的科学基础,编织出了一幅关于起源、演化与终极命运的,既令人谦卑又充满希望的宇宙图景。它探讨了万物由何而来,又将归于何处,而我们,正处于这场宏伟旅程的中间。

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语言的运用,是这本书能够脱颖而出的另一个关键因素。我得承认,我对那些充斥着拉丁词汇和晦涩行话的专业书籍向来敬而远之。但这位作者似乎拥有一种魔力,他能将最复杂的概念,用最朴实、甚至带有一丝诗意的语言重新包装。例如,在讲解量子隧穿效应时,他没有直接抛出薛定谔方程的复杂形式,而是用了一个非常形象的比喻:想象一个高大的守门人,你明明没有足够的“能量筹码”去撬开大门,但有时候,由于概率的眷顾,你就像一个幽灵一样,‘咻’的一下就穿过去了。这种幽默感和精准的类比,让阅读体验变得极其轻松愉快。而且,作者的语气总是充满了一种鼓励和邀请的姿态,他从不居高临下地“教导”读者,而是仿佛在一位老友的陪伴下,一起探索未知的领域。读完一章,感觉不仅学到了新东西,更像是经历了一场酣畅淋漓的思维体操,身心都得到了极大的舒展。

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在书籍的最后部分,作者进行了一次令人深思的哲学升华,这部分内容与前文的实验细节形成了强烈的张力,也构成了这本书最独特的高光时刻。他没有止步于对现有知识体系的梳理和解释,而是大胆地将探讨的触角伸向了学科的边界和未来。他探讨了当前研究的瓶颈,并提出了几个极具启发性的、可能需要跨学科合作才能解决的“大问题”。更重要的是,他引入了一种对“不确定性”的积极接受态度,认为科学的魅力恰恰在于其永无止境的开放性,我们永远不可能掌握全部的真理,这种谦逊的态度令人非常受用。这让我意识到,阅读的终点并非知识的获取,而是思维的拓展和对未知世界的敬畏心的重塑。这本书没有给我一个“标准答案”,而是给了我一整套更完善的“提问工具箱”,激励我去思考那些尚未被解决的谜团,这对于任何渴望独立思考的人来说,都是最宝贵的馈赠。

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我花了整整一个周末的时间,沉浸在这本书的叙事结构之中,我必须说,作者在构建知识体系的逻辑流畅性上,展现了近乎于建筑大师般的功力。它不像我过去读过的许多同类书籍那样,在理论的堆砌中迷失了方向,或者在复杂的公式面前戛然而止。这本书的处理方式是极其优雅的:它像是带领你攀登一座层层叠叠的山脉,每爬升一个高度,都会有一个开阔的观景台让你停下来,不仅回顾刚才走过的路,还能遥望前方更远的征途。我记得有几处,作者巧妙地将看似毫不相关的两个概念连接起来,那种“原来如此”的顿悟感,比任何咖啡因都来得提神醒脑。特别是关于物质相变的部分,他用了大量的类比,将抽象的热力学定律比喻成一场盛大的社交舞会,粒子们如何根据温度变化选择“舞伴”和“舞步”,这种将科学具象化的能力,简直是天才。这种行文风格,既保证了学术的严谨性,又让初学者不会望而却步,真正做到了雅俗共赏,让知识的传播变得充满乐趣和人情味,而不是冷冰冰的教条灌输。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴,那种深邃的靛蓝色调搭配着流动的、仿佛是原子轨道运行轨迹的银色线条,立刻就抓住了我的眼球。我并不是那种典型的“书卷气”读者,但我对一切具有美学价值和深层思考潜力的作品都抱有天然的好奇心。拿到手上,纸张的质感也出乎意料地好,不是那种廉价的、摸起来滑腻的纸张,而是带着一丝粗砺感和重量,仿佛握住了某种历史的沉淀物。翻开扉页,字体排版简洁而有力,没有多余的装饰,但每一个章节的标题都像一个精心打磨的徽章,暗示着即将展开的知识疆域。我特别喜欢作者在开篇引言中采用的叙事手法,他没有直接跳入枯燥的定义,而是用了一个非常古典的哲学命题作为引子,探讨了“构成万物的基础究竟是什么”这个宏大而永恒的问题,一下子就把读者的心绪拉入了一种探索的期待之中。这种开场白,让这本书瞬间超越了简单的教科书范畴,更像是一部关于世界本源的史诗序章。光是这种布局和氛围的营造,就已经值回票价了,让人迫不及待地想一探究竟,看看作者是如何用他独特的视角来解构这个世界的。

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这本书最让我感到惊喜和耳目一新的,是它对于历史脉络的梳理,完全打破了我原有的时间线性认知。通常我们学习科学知识,总是被固定在某一个时期某一个学者的理论框架下,很容易产生知识点孤立的错觉。然而,这本书巧妙地运用了一种“螺旋上升”的编年史视角。它不厌其烦地去挖掘那些被主流教科书所忽略的“边缘人物”和“失败的实验”,展示了科学发现过程中那种充满了误解、争吵和灵光一闪的真实面貌。作者对于十七世纪炼金术士的描述尤其生动,他没有将他们描绘成一味愚昧的古人,而是展现了他们在追求“点金石”的过程中,无意间对元素性质的探索和分类积累的经验,这种对历史的同情式理解,极大地丰富了我对科学发展的整体认知。这不再是一部简单的知识手册,而是一部关于人类求知欲望和探索历程的宏大叙事诗,充满了戏剧张力和人文关怀。

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