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出版者:

作者:Deffeyes, Kenneth S./ Deffeyes, Stephen E.

出品人:

页数:144

译者:

出版时间:2009-3

价格:$ 25.93

装帧:

isbn号码:9780262012836

丛书系列:

图书标签:

纳米技术
纳米材料
纳米科学
材料科学
物理学
化学
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生物纳米
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医学纳米

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具体描述

The world is made up of structures too small to see with the naked eye, too small to see even with an electron microscope. Einstein established the reality of atoms and molecules in the early 1900s. How can we see a world measured in fractions of nanometers? (Most atoms are less than one nanometer, less than one-billionth of a meter, in diameter.) This beautiful and fascinating book gives us a tour of the invisible nanoscale world. It offers many vivid color illustrations of atomic structures, each accompanied by a short, engagingly written essay. The structures advance from the simple (air, ice) to the complex (supercapacitator, rare earth magnet). Each subject was chosen not in search of comprehensiveness but because it illustrates how atomic structure creates a property (such as hardness, color, or toxicity), or because it has a great story, or simply because it is beautiful. Thus we learn how diamonds ride volcanoes to the earth's surface (if they came up more slowly, they'd be graphite, as in pencils); what form of carbon is named after Buckminster Fuller; who won in the x-ray vs. mineralogy professor smackdown; how a fuel cell works; when we use spinodal decomposition in our daily lives (it involves hot water and a package of Jell-O), and much more. The amazing color illustrations by Stephen Deffeyes are based on data from x-ray diffraction (a method used in crystallography). They are not just pretty pictures but visualizations of scientific data derived directly from those data. Together with Kenneth Deffeyes's witty commentary, they offer a vivid demonstration of the diversity and beauty found at the nanometer scale.

宇宙的微渺与宏大：探索物质的极限与万物的起源这本书并非关于任何特定科学领域的专著，也非对某一学科的深入剖析，而是一场跨越尺度、追溯本源的思想漫游。它旨在唤醒我们内心深处对未知的好奇，引导我们审视自身在浩瀚宇宙中的位置，并思考构成一切存在的基石。我们将一同踏上一段探索之旅，从那些肉眼无法企及的微小维度，逐步延展到我们赖以生存的地球，乃至那无垠深邃的星辰大海。旅程的起点，将是我们触碰不到的微观世界。在这里，物质的形态、性质，乃至我们习以为常的“实在”都发生了翻天覆地的变化。我们不会深入探讨量子力学的复杂方程，也不会纠缠于亚原子粒子的奇特行为。相反，我们将以一种更具哲学意味的方式去感受，去想象。当物质被无限压缩，当粒子不再具有我们熟悉的实体感，当概率成为描述现实的主要语言时，世界会呈现出怎样的图景？想象一下，构成你我身体的每一个原子，它们内部并非实心，而是由占据极小空间的原子核和围绕其高速运动的电子组成，绝大部分空间是“虚无”。这种“虚无”并非空洞，而是能量和概率的涌动，是宇宙最基本的游戏规则。我们将思考“尺度”这一概念本身的意义。对于我们人类而言，一毫米是微不足道的，一微米更是难以想象。然而，对于某些现象，这些尺度却是决定性的。例如，某些微生物的生命活动，它们的生存策略，它们的进化路径，都与它们所处的微观尺度息息相关。同样，在材料科学领域，将物质的尺寸缩小到纳米级别，往往会赋予它们截然不同的物理和化学特性，这为人类带来了前所未有的技术可能性，但我们在此并不详述具体的纳米技术应用。我们更关心的是，当尺度发生剧烈变化时，我们对“物质”的定义是否需要重新考量？我们对“生命”的理解是否会因此变得更加广阔？从微观的维度，我们将逐渐放大视野，将目光投向我们生活的这颗蓝色星球。地球，这个孕育了无数生命的奇迹之地，它的形成，它的演化，它的地质构造，它那层层包裹的独特大气层，以及环绕其旋转的月球——这一切是如何在宇宙大背景下发生的？我们不会去列举地质年代的划分，也不会去分析板块构造的详细过程。我们更侧重于去体会，在一个充满变数的宇宙中，地球所经历的漫长旅程，它从一片混沌中孕育出生命，又在无数次的地质灾害和气候变迁中不断适应和演化。地球的生命，从最简单的单细胞生物，到如今百花齐放的物种，其演化的历程本身就是一部宏大的史诗。我们将思考生命起源的奥秘，生命为何会在地球上出现？从无机物到有机物的转化，从简单的分子到复杂的细胞，再到多细胞生物的出现，这个过程的偶然性与必然性何在？我们不会深入探讨具体的生化反应，也不会去解析DNA的结构。我们将更多地去感受生命在地球上扎根、繁衍、竞争、共存的顽强生命力，去体会生物多样性所带来的震撼。然而，生命的存在并非地球的专利。宇宙浩瀚无垠，恒星的数量比地球上的沙粒还要多得多。在这无垠的宇宙中，是否存在其他的生命形式？我们的太阳系，只是银河系中一颗普通恒星的行星系统。银河系，只是宇宙中数千亿个星系中的一个。这种巨大的数量级，不禁让我们思考，生命在宇宙中是否是一种普遍现象？我们并不去预测外星文明的形态，也不去设想它们的技术水平。我们更倾向于一种哲学式的追问：在如此广阔的空间和如此漫长的时间尺度下，生命为何不应该只存在于我们这颗渺小的星球？我们将目光投向更遥远的宇宙。星系的形成与演化，黑洞的神秘引力，宇宙的膨胀，甚至宇宙的最终命运——这些宏大的宇宙现象，将激发我们对自身存在的思考。我们并非要成为天文学家，去掌握复杂的观测技术或理论模型。我们更希望唤醒的是那种敬畏之心。当我们仰望星空，看到那无数闪烁的星光，它们每一颗都可能是一个比太阳更巨大的恒星，都可能拥有自己的行星系统。宇宙的尺度之大，时间之久远，足以让我们感受到自身的渺小，但同时也赋予了我们一种独特的视角——作为宇宙中可能唯一的智慧生命，我们所拥有的认知能力，本身就是一种奇迹。宇宙的宏大，与生命的渺小，形成了一种强烈的对比，也构成了一种深刻的哲学张力。生命，在这种宏大的背景下，显得如此脆弱，又如此珍贵。我们思考，生命的意义是什么？在这无尽的宇宙中，我们短暂的生命，有什么价值？这种价值，并非来自外在的评判，而是源于我们自身的存在，源于我们对世界的认知，源于我们对生命的热爱，以及我们所创造的文明。本书将是一种探索，一种对存在本身的探索。我们将跳出学科的藩篱，不再局限于具体的知识点。我们鼓励读者运用自己的想象力，去构建属于自己的宇宙观。我们相信，人类的认知能力是无限的，而宇宙本身，也蕴藏着无限的奥秘。通过这种跨越尺度的思考，我们希望能帮助读者打开思路，重新审视我们所处的世界，以及我们在其中的位置。这并非一本教你如何做的指南，而是一场引发你深度思考的邀请。让我们一同踏上这场关于物质、生命与宇宙的宏大探索，去感受那份属于人类的好奇心与求知欲，去拥抱那份对未知的无限憧憬。