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出版者:

作者:Claybourne, Anna

出品人:

页数:24

译者:

出版时间:

价格:$ 28.98

装帧:

isbn号码:9781595665577

丛书系列:

图书标签:

• 材料科学
• 工程材料
• 金属材料
• 非金属材料
• 复合材料
• 材料性能
• 材料应用
• 纳米材料
• 聚合物材料
• 材料制备

物质的织锦：从原子到宏观世界的探寻 在浩瀚的宇宙中，一切可触及、可感知的事物，无不由“物质”构成。从最微小的尘埃，到璀璨的星辰，从滴落的露珠，到巍峨的山峦，它们共同编织了我们所生活的世界的壮丽织锦。然而，我们对物质的理解，并非生而知之，而是一个漫长而深刻的探索过程。 本书将带领读者踏上一段穿越物质时空维度的旅程，深入剖析物质的本质，揭示其多样的形态和令人惊叹的内在奥秘。我们将从构成宇宙最基础的砖块——原子——开始。原子，这个古老而又充满活力的概念，在本书中将被赋予鲜活的生命。我们将一同探寻原子的结构，了解质子、中子和电子如何协同运转，形成元素周期表上无穷无尽的家族。质子数决定了元素的身份，电子的排布则决定了其化学性质，正是这些微观粒子的微妙差异，塑造了世间万物的独特性。 然而，原子并非孤立存在。它们通过化学键的强大吸引力，紧密地结合在一起，形成分子。本书将详细阐述不同类型的化学键，从共价键的共享电子，到离子键的静电吸引，再到金属键的自由电子海洋。我们将看到，这些原子间的“握手”和“拥抱”，是如何决定物质的物理和化学性质的，为何水是液态，而盐是晶体，为何金属能够导电，而玻璃却不能。分子，作为物质的基本构成单位，其结构与性质之间的精妙联系，将在本书中得到深入的解读。 从宏观的视角审视，物质呈现出截然不同的形态：固态、液态和气态。本书将深入探讨这些相态的形成机理，以及它们之间的相互转化。固态的有序排列，赋予了它固定的形状和体积；液态的流动性，使其能够适应容器的形状；气态的无序扩散，则让它充满整个空间。我们将解析温度和压力的作用，理解相变是如何发生的，例如水的结冰与蒸发，金属的熔化与凝固，以及这些过程背后蕴含的热力学原理。 但物质的世界远不止于此。除了我们日常所见的常规物质，宇宙中还隐藏着更为神秘的存在。本书将适时引入暗物质和暗能量的概念，虽然它们并非本书聚焦的核心，但作为理解宇宙整体构成的重要组成部分，它们的出现将拓展我们对物质的认知边界。我们将简要探讨这些幽灵般的物质如何影响星系的运动和宇宙的膨胀，引发我们对未知世界的更多好奇。 本书还将触及一些具有前瞻性的物质形态和概念。例如，等离子体，作为物质的第四态，在恒星内部和闪电中扮演着重要角色，它具有独特的导电性和与电磁场的相互作用；而一些特殊的物质，如超导体，在特定条件下能够实现零电阻传输，为能源和技术领域带来了革命性的可能。此外，我们还会 briefly 提及一些正在研究中的新材料，它们可能拥有前所未有的性能，预示着未来科技的无限可能。 贯穿全书的，是对物质观测和研究方法的介绍。从古老的化学实验，到现代的量子力学理论，再到精密的光谱分析和显微成像技术，科学探索的工具不断发展，极大地加深了我们对物质的理解。我们将体会到，科学研究并非一蹴而就，而是无数科学家前赴后继、不断试错、逐步逼近真理的结晶。 最终，本书希望能够帮助读者建立起一个关于物质的整体性认识。物质是构成宇宙的基本要素，其微观的粒子结构决定了宏观的宏伟景象。从原子到分子，从相态的演变到奇特物质的存在，每一次的深入探究，都揭示着自然法则的严谨与精妙。希望通过本书的阅读，读者能够以更加深刻的视角去观察和理解我们周围的世界，感受物质世界所蕴含的无穷魅力与智慧。

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阅读《Materials》的过程，与其说是吸收知识，不如说更像是在进行一场智力上的拉锯战。作者在引用文献时，倾向于引用那些直接支撑其核心论点的、最新的、高影响因子的期刊文章，而对于一些经典理论的历史发展脉络或者交叉学科的关联性探讨则一带而过。这使得整本书的知识网络显得有些孤立和碎片化。比如，在讨论界面化学时，作者迅速跳过了热力学基础的宏观回顾，直接引入了密度泛函理论的计算细节，这对于不熟悉量子化学的读者来说，简直是天书。我更希望看到一种更具叙事性的结构，将不同的材料领域——比如金属、陶瓷、高分子——串联起来，展示它们在物理规律上的共通之处，或者它们在人类工业史上相互促进的关系。这本书更像是按材料种类划分的专业手册的堆砌，缺乏一条清晰的、能够引导读者贯穿始终的主线思想。读完之后，我能回忆起很多关于特定材料性能的硬核数据，但对于材料科学作为一个整体学科的宏大图景，我的理解并没有得到显著的提升，留下的更多是知识点的堆积，而非系统的洞察。

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翻开《Materials》这本书，我首先被其排版风格所震撼。它呈现出一种极简主义的、近乎冷峻的美感，大面积的留白配合着清晰但略显生硬的字体，营造出一种不容置疑的权威感。然而，这种克制也带来了阅读体验上的疏离感。书中大量篇幅用于介绍特定材料体系的制备工艺流程，比如薄膜沉积的技术参数控制、粉末冶金中的烧结温度曲线优化，这些内容对于非专业人士而言，读起来就像是在看一份过于冗长的设备操作手册。我期待的是对材料背后故事的挖掘，比如某种新材料的发现过程中的那些充满偶然性与灵感的瞬间，或是不同文化背景下人们对同一种材料（比如玉石或钢铁）的不同情感投射。这本书里，情感是缺席的，一切都围绕着“性能”和“结构”这两个冰冷的指标打转。读到某一章节，作者详细罗列了五十种不同涂层在极端温度下的腐蚀率对比，尽管数据翔实，却让人难以产生任何共鸣。它似乎预设了读者已经拥有深厚的背景知识，可以直接跳过背景铺垫，直奔核心算法。对于我这种对材料科学只有皮毛了解的人来说，这本书更像是一面光滑的镜子，清晰地映照出我知识结构的巨大漏洞，而不是一座温暖的灯塔指引我前行。

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这本《Materials》的书，坦白说，我拿到手的时候，内心是充满期待的，毕竟“Materials”这个词汇本身就暗示着对基础、对构成世界的本源的深入探讨。然而，当我真正沉浸其中后，发现它更像是一本高度专业化的、面向特定领域工程师或材料科学研究者的教科书。书中对各种晶体结构、相变动力学、以及复杂的有限元分析模型进行了详尽的阐述，图表密度之高，公式推导之繁复，几乎让人喘不过气。举个例子，光是描述高熵合金中的局域结构畸变，作者就用了整整两章，引用了十几种不同的计算模拟方法，每种方法的数学背景都被剖析得淋漓尽致。对于我这样一个仅仅想对新材料应用领域有个宏观了解的普通读者来说，这些细节实在太过晦涩，很多术语都需要我频繁地查阅其他参考资料才能勉强跟上作者的思路。我试图从字里行间寻找一些关于材料美学或者哲学意义上的探讨，比如材料如何影响人类文明的演进，或者我们如何从材料的视角理解“永恒”与“变化”，但这些思考完全被严谨的实验数据和理论框架所取代。最终，我感觉自己像是在攀登一座学术的高峰，风景确实壮丽，但攀登过程的艰辛，远远超过了我预期的收获。它绝对是一部严谨的学术著作，但绝不适合想要轻松入门的读者。

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这本书的语言风格极其学术化，充满了限定词和条件状语，使得每一句话都显得小心翼翼，生怕产生任何歧义。我注意到，几乎每一项结论后面都紧跟着一串复杂的实验条件或理论假设，这体现了作者严谨的科学态度，但也极大地拖慢了阅读的节奏。例如，描述一种新型复合材料的断裂韧性时，作者会细致地列出纤维体积分数、基体晶粒尺寸、拉伸速率，以及环境湿度等多个变量，并强调“在当前测试条件下”观察到的现象。这让我感觉，书中的每一个“发现”都像是被锁在一个特定的实验箱里，很难泛化到更广阔的应用场景。我本以为能读到一些关于“失败”的材料的故事，比如哪些雄心勃勃的设想最终因为某些意想不到的材料特性而夭折，这种反面的经验往往更具启发性。然而，《Materials》里充斥的都是成功的案例和被验证的理论，缺少了探索道路上的曲折与教训。它更像是一份官方发布的、完美无瑕的科研报告集，而不是一本充满活力的、关于探索未知领域的冒险记录。

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老实说，我拿到《Materials》这本书时，是想寻找一些关于未来材料趋势的预测，比如柔性电子、自修复材料或者仿生材料的突破性进展。这本书确实提到了这些方向，但着墨点非常侧重于现有理论模型的完善与现有技术的微小改进，而不是对未来图景的描绘。比如，关于生物相容性材料的研究，它深入探讨了表面能对细胞粘附力的影响机制，计算了数个复杂的自由能公式，并配有详尽的分子动力学模拟结果图。这些内容无疑对该领域的博士生是极具价值的，但对于我这种对未来科技充满好奇的普通爱好者而言，读起来就像是看显微镜下的世界，细节清晰，但宏观的图景却变得模糊不清了。书中几乎没有出现任何关于“为什么”我们需要这些新材料的哲学思辨，或者这些材料将如何颠覆社会结构的讨论。它完全是一部技术手册，严谨地告诉你“如何做”和“为什么能这样做”，却回避了“我们为什么应该关心它”的问题。我读完后，知道了很多新材料的分子式和晶格常数，却依然不清楚它们在十年后会如何改变我的日常生活。这种知识的深度与广度的失衡，使得阅读体验变得有些沉闷和功利。

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