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出版者:

作者:Bailey, Jacqui/ Lilly, Matthew (ILT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:106.4

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isbn号码:9781404805712

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图书标签:

• 科学
• 科普
• 实验
• STEM
• 动手实践
• 青少年
• 儿童
• 教育
• 知识
• 探索

好的，这里有一份关于一本名为《星际航行指南》的图书的详细简介，这份内容完全不涉及《Science Works》这本书的任何信息： --- 《星际航行指南：从理论到实践的深度解析》 书籍简介 《星际航行指南》是一部宏大且极具前瞻性的专著，它系统地梳理了人类在探索浩瀚宇宙过程中所必须掌握的理论基础、工程挑战以及未来技术路径。本书并非简单的科幻设想集合，而是建立在现有物理学、材料科学、推进技术和生命支持系统最新研究成果之上的严谨探讨。它为天体物理学家、航空航天工程师、未来学家以及所有对深空探索抱有无限热忱的读者，提供了一张详尽的、从地球轨道到遥远星系的“导航图”。 第一部分：基础理论与宇宙环境的挑战 本书开篇深入探讨了星际旅行所必须面对的极端物理环境和理论瓶颈。 第一章：超越牛顿的引力场与时空结构 本章首先回顾了狭义和广义相对论在星际尺度上的应用与局限。重点分析了高能粒子流、宇宙射线对飞船结构和乘员的潜在威胁，并详细阐述了如何利用引力辅助（引力弹弓效应）进行高效率的轨道转移，以及在接近黑洞或中子星等极端引力场附近进行导航和安全的注意事项。特别关注了对引力波探测与利用的最新进展，及其对深空通信的潜在影响。 第二章：跨越光速的瓶颈与理论探索 虽然当前的物理学框架限制了绝对速度的超越，但本书并未回避对“超光速”概念的严肃审视。深入剖析了爱因斯坦-洛伦兹变换的边界，并详细对比了曲速驱动（Warp Drive）的阿尔库比耶雷度量、虫洞理论的几何学要求，以及量子纠缠在信息传输方面的可能性。本章强调了这些理论对负能量密度、奇异物质和巨大能量输入的需求，旨在让读者理解其技术可行性与理论上的巨大鸿沟。 第三章：星际介质的特性与防护 星际空间并非真空，而是充满了稀薄的气体、尘埃和高能粒子。本章细致描绘了星际介质的成分、温度和密度分布模型。重点讨论了如何设计有效的“星际等离子体屏蔽系统”以应对氢原子以接近光速撞击飞船产生的烧蚀效应。此外，还分析了微小尘埃粒子在高速下对飞船外壳造成的累积损伤模型，以及动态防御系统的响应机制。 第二部分：推进系统——引擎的进化史诗 推进技术是星际航行的核心。本部分从化学火箭的终结开始，逐步过渡到革命性的概念性引擎。 第四章：后化学时代：核能与等离子推进 详述了核热火箭（NTR）和核脉冲推进（Orion Project的现代诠释）的技术成熟度与安全风险评估。重点剖析了聚变推进系统的设计哲学，特别是利用D-T或更先进的He-3燃料，通过磁约束或惯性约束实现高比冲的等离子喷流。本章提供了不同推进类型在特定任务（如太阳系内行星际转移与近邻恒星系探索）中的效率对比曲线。 第五章：反物质驱动：能量密度之王 反物质作为已知能量密度最高的物质形式，是实现快速星际旅行的终极目标之一。本章详细讨论了反氢的生产、安全储存（彭宁阱技术）、精确操控以及高效湮灭的工程难题。计算了驱动一艘具备一定载荷的星际飞船达到百分之零点几光速所需的最小反物质质量，并探讨了如何建立地外资源开采系统来弥补地球资源的短缺。 第六章：概念性推进：光帆与激光驱动 聚焦于非接触式或外源能源驱动的方案。详细解析了基于米氏理论和辐射压力的巨型光帆设计，包括材料选择（如石墨烯复合材料或超薄介质膜）和最佳反射率的权衡。同时，阐述了地面或轨道激光阵列如何通过精确的束流聚焦，为光帆提供持续的推力，实现“光子推杆”式的加速过程。 第三部分：生命维持与长期生存 星际旅行的本质是人类的“孤舟远航”。本部分关注如何在数十年乃至上百年的旅程中维持乘员的生理和心理健康。 第七章：闭环生态与资源再生系统 本书详细剖析了完全自给自足的生态生命支持系统（CELSS）。内容涵盖了高效的二氧化碳到氧气的转化、水循环的净化与零损耗利用、营养物质的合成与食物的生物培养。特别强调了冗余设计和应对微生物失衡的生物工程方案，确保系统在数十年内维持稳定的生物化学平衡。 第八章：辐射防护与人工重力 深入探讨了远超地球磁场保护的深空辐射环境。对比了主动屏蔽（如等离子体/磁场偏转）和被动屏蔽（如水箱、聚乙烯或月壤）的优缺点及质量成本。此外，详细分析了旋转式栖息地实现人工重力的设计参数，包括旋转半径、角速度对前庭系统的影响，以及如何避免科里奥利力对长期居住者的不良影响。 第九章：星际航行中的人类心理学与社会结构 最长久的旅程考验的不仅是飞船的结构，更是人性的韧性。本章研究了长期幽闭环境、信息延迟、任务目标变化对乘员认知和情绪的影响。讨论了先进的心理干预技术、社会契约的建立与维护、以及在资源受限情况下的决策模型。书中包含了对模拟任务中产生的社会动态的案例分析。 第四部分：星际任务规划与未来展望 收官部分将理论与实践结合，展望了人类迈向银河系深处的具体步骤。 第十章：目标选择与任务架构 根据当前的恒星系勘探数据（如系外行星宜居带的发现），本书提出了数个最具可行性的目标恒星系（如半人马座阿尔法星、巴纳德星等）。为这些目标设计了不同速度等级的任务架构——从“慢速冷冻休眠”任务到“快速近光速”任务，详细对比了每种架构的成功概率、所需时间与工程难度。 第十一章：星际探测器的自主性与人工智能 鉴于地月系统通信延迟的指数级增长，未来的星际飞船必须具备极高的自主决策能力。本章聚焦于下一代星载AI系统的开发，包括其伦理框架、学习模型以及在极端故障情况下的自我修复与策略优化能力。讨论了AI如何管理飞船的复杂系统，并充当乘员的长期心理支持角色。 第十二章：第一接触的伦理与准备 作为星际旅行的终极目的，与地外文明的相遇需要最谨慎的准备。本书从人类学、语言学和信号学角度，探讨了在缺乏共同参照系的背景下，如何设计可被理解的交流协议。书中分析了潜在的风险评估框架，并提出了在不同接触情景下，应遵循的星际外交“黄金准则”。 --- 《星际航行指南》是一部集严肃科学、前沿工程与深刻哲学思考于一体的巨著，它不仅描绘了人类飞向群星的梦想，更提供了实现这一梦想所必须攻克的每一道难关的详细蓝图。 目标读者： 天体物理专业人士、航空航天工程师、未来科技研究者、硬科幻文学爱好者。

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这本书最让我印象深刻的是它对待“失败”和“不确定性”的态度。它不像很多主流科普读物那样，只歌颂科学的辉煌成就和那些一锤定音的发现。相反，它花了相当大的篇幅去探讨那些被历史遗忘的理论、那些被证伪的假设，以及那些至今仍悬而未决的科学难题。这种坦诚和开放的态度，对于建立一个健康的科学观至关重要。我特别欣赏其中关于实验误差的章节，它没有将误差视为需要掩盖的污点，而是将其置于科学探索的核心地位，强调了数据背后的变数和对模型假设的持续检验。这种对科学局限性的深刻反思，让我对科学的力量有了更成熟的认识——科学不是万能的真理，而是一个不断自我修正和逼近真相的动态过程。这种叙事角度，极大地降低了普通读者面对“高深”科学时的心理门槛，让人明白，犯错和疑惑恰恰是科学进步的内在驱动力。

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这本书的实验设计部分，简直是为动手实践者量身定制的宝典。它提供的不仅仅是理论上的介绍，更是可以付诸实践的具体操作指南。我尤其喜欢它对材料准备和安全注意事项的详尽描述，这些细节处理得极其到位，显示出作者对读者安全和成功率的深切关注。很多其他资源提供的“家庭实验”往往过于理想化，忽略了现实中设备条件的限制，但这本书中的方案考虑到了这一点，提供了多种替代方案，甚至教你如何利用日常生活中唾手可得的物品来验证复杂的物理或化学现象。我试着做了其中一个关于光折射的演示，跟着书中的步骤一步步操作，效果出奇地好，那种亲手验证书本知识的满足感是单纯阅读无法比拟的。它成功地架起了一座桥梁，将书本上的抽象概念与真实的物理世界紧密联系起来，真正做到了“知识即实践”。

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这本书的插图简直是一场视觉盛宴，色彩的运用大胆而精准，仿佛每一页都在对我进行一场精心策划的光影魔术。特别是关于分子结构的部分，那些复杂的立体模型被描绘得如此清晰易懂，即便是初次接触这些概念的人，也能立刻抓住其中的精髓。作者在排版上显然也下足了功夫，文字的间距、字体的选择，都透露出一种对阅读体验的极致追求。我记得有一次，我只是随手翻开其中关于天体物理的那一章，就被那些星云和黑洞的精美渲染图吸引住了，它们不仅仅是科学图示，更像是艺术品，让人不禁想要停下来，细细品味每一个细节。这种将严谨的科学知识与令人惊叹的艺术表现完美融合的能力，让这本书远远超出了教科书的范畴，它更像是一本值得收藏的科学画册。每一次翻阅，都能发现一些之前忽略的细微之处，比如那些巧妙隐藏在图注中的小知识点，它们像彩蛋一样等待着好奇心强的读者去发掘。毫无疑问，这本刊物在视觉传达上达到了一个极高的水准，让那些原本可能枯燥的理论变得触手可及，充满了生动的生命力。

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我必须得承认，这本书的叙事逻辑简直是教科书级别的流畅。它没有那种生硬的章节划分和突然的知识跳跃，而是像一位经验丰富的导师，牵着你的手，一步步引导你穿越科学的迷宫。从最基础的原理开始铺陈，然后层层递进，引入更深层次的复杂概念，整个过程如行云流水般自然。特别是它处理那些跨学科交叉领域问题的方式，堪称一绝。比如，在讨论热力学第二定律时，作者巧妙地引入了信息论的视角，这种融会贯通的叙述方式，极大地拓宽了我的认知边界。读起来完全没有那种“为了讲解而讲解”的生硬感，更像是听一位博学的朋友在娓娓道来他最热衷的研究领域。书中的论证过程严密且有说服力，但措辞上却又保持着一种令人感到亲切的口吻，避免了过于学术化带来的疏离感。我经常发现自己不自觉地被情节（如果可以将科学论证称为情节的话）所吸引，常常忘记了时间，直到读完一个完整的概念体系才恋恋不舍地合上书本。

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我购买这本书的初衷，其实是想找一本能激发青少年对自然科学兴趣的读物，但读下来发现，它对我这个成年人同样具有极强的吸引力。它的语言风格非常具有感染力，带着一种近乎于传教士般的热情去推广科学思想，但又绝不流于空泛的口号。作者在描述那些伟大的科学家及其发现时，着重刻画了他们的个性、他们所处的时代背景以及他们为了突破传统思维所付出的巨大努力。这种“人”的故事，而非冰冷的公式，让那些历史性的时刻重新获得了温度和重量。当我读到某位早期物理学家在条件极其简陋的实验室里坚持不懈地工作时，我感受到的不仅仅是知识的传递，更是一种对人类求知精神的由衷敬佩。这本书有效地将科学史、人物传记和前沿理论巧妙地编织在一起，构建了一个宏大而迷人的知识图景，让人在学习知识的同时，也被那种探索未知的勇气所深深鼓舞。

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