Energy and Climate Change pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Wiley

作者:David Coley

出品人:

页数:672

译者:

出版时间:2008-5-27

价格:USD 179.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780470853122

丛书系列:

图书标签:

自然科学
能源
气候变化
可再生能源
可持续发展
环境科学
能源政策
气候政策
温室气体
能源转型
环境影响评估

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具体描述

For more information on this title, including student exercises, please visit , http://www.people.ex.ac.uk/DAColey/ Energy and Climate Change: Creating a Sustainable Future provides an up-to-date introduction to the subject examining the relationship between energy and our global environment. The book covers the fundamentals of the subject, discussing what energy is, why it is important, as well as the detrimental effect on the environment following our use of energy. Energy is placed at the front of a discussion of geo-systems, living systems, technological development and the global environment, enabling the reader to develop a deeper understanding of magnitudes. Learning is re-enforced, and the relevance of the topic broadened, through the use of several conceptual veins running through the book. One of these is an attempt to demonstrate how systems are related to each other through energy and energy flows. Examples being wind-power, and bio-mass which are really solar power via another route; how the energy used to evaporate sea water must be related to the potential for hydropower; and where a volcano’s energy really comes from. With fermi-like problems and student exercises incorporated throughout every chapter, this text provides the perfect companion to the growing number of students taking an interest in the subject.

《寰宇星轨：跨越光年的文明史诗》一卷描摹宇宙洪荒，探寻生命起源的宏大叙事。本书并非聚焦于我们赖以生存的蓝色星球上的能源议题，而是将视野投向浩瀚无垠的宇宙深处，以史诗般的笔触，勾勒出一部跨越数十亿年的“寰宇星轨”——一部关于物质、能量、生命与智慧如何在宇宙尺度上互动、演化与扩张的宏大文明史诗。第一章：太初的低语与物质的诞生故事伊始，并非从化石燃料的开采谈起，而是回溯至奇点爆炸的那一瞬间。我们深入探讨宇宙大爆炸后的第一个纳秒内，基本粒子如何凝聚，物质与反物质的湮灭，以及引力、电磁力、强核力和弱核力这四种基本力如何在时空中烙下最初的印记。本章细致描绘了夸克时代到轻子时代的剧变，重点解析了早期宇宙中能量形态的极致集中与迅速稀释。我们追溯了第一批原子核——主要是氢和氦——的形成过程，即太初核合成（Big Bang Nucleosynthesis）的物理机制，以及这些最轻元素如何在引力作用下，开始构建宇宙的初始骨架。书中的图解详细展示了早期宇宙的等离子体微波背景辐射的“皱纹”，这些微小的温度波动，正是日后星系形成的种子。第二章：星辰的熔炉：恒星生命周期与重元素的锻造如果说早期宇宙是一碗稀薄的汤，那么恒星就是将这碗汤熬制成复杂美味佳肴的“熔炉”。本章深入剖析了恒星的诞生、演化直至死亡的全过程。我们详尽阐述了分子云的引力坍缩如何触发核聚变反应的点燃。通过对不同质量恒星的生命周期对比，我们揭示了能量如何在恒星内部以光子和中微子的形式传递。重点分析了主序星阶段的氢燃烧机制，随后是红巨星阶段氦的聚变，直至晚期恒星中碳、氧、硅等元素的逐步合成。尤为引人入胜的是对超新星爆发的解读。这些宇宙中最剧烈的能量释放事件，不仅是物质生命力的终结，更是宇宙化学进化的关键。我们详细模拟了中子捕获过程（s-过程和r-过程），解释了金、铀等比铁重的元素如何在极端的高能环境中被创造出来，并被抛洒至星际空间，为下一代恒星和行星系统的形成提供“原材料”。第三章：行星系统的形成与化学“有机化” 摆脱了纯粹的物理学范畴，本章转向天体化学与行星科学的前沿。我们不再关注地球的能源结构，而是研究原行星盘（Protoplanetary Disk）的演化。书中详细描述了吸积过程（Accretion）——微小的尘埃颗粒如何通过碰撞、粘附、引力捕获，逐步增长为星子，再到行星胚胎。我们对不同区域的行星形成进行了对比：靠近恒星的岩石行星的形成条件，以及在雪线之外，冰、甲烷、氨等挥发性物质如何促成了气态巨行星的快速增长。随后，我们探讨了“有机化学的奇迹”。本书引入了对彗星和小行星的化学分析，展示了氨基酸、核苷酸前体等基础生命分子如何在星际尘埃云和早期行星表面通过紫外线辐射和热液作用合成。这部分内容着重于展示，在适当的物理条件下，复杂分子结构是宇宙中普遍存在的现象，而非地球的特例。第四章：信息与结构的熵减：智慧的萌芽与扩散在物质和化学复杂性达到一定阈值后，本书转向了对“信息”和“结构”的探讨，这是生命与智慧的本质特征。我们关注的是自复制机制的出现，这是生命区别于无生命物质的根本标志。本章引入了复杂性理论，研究系统如何在消耗能量（维持其低熵状态）的过程中，从简单的化学反应网络演化为具有遗传、代谢和应激能力的实体。我们探讨了从原始细胞到多细胞生物的演化瓶颈，以及光合作用这一“能量捕获革命”如何彻底改变了行星大气层的化学成分，为更高效的能量利用奠定了基础。更进一步，我们将视线投向了智慧文明的诞生：它们如何利用积累的知识（信息）来优化对环境能量的汲取和转化，从而在竞争中脱颖而出。这部分内容侧重于信息处理的效率，而非具体的技术应用。第五章：文明的星际探索与宇宙尺度的反馈最后，本书将目光投向了那些可能已经或正在进行星际探索的假想文明。我们不再讨论化石燃料的枯竭，而是探讨高阶文明对能量的终极利用模式。我们设想了文明如何从恒星级的能量利用（如戴森球的初级形态）迈向星系级的能量汲取——例如，如何利用黑洞的吸积盘或利用整个星系团的暗物质和暗能量的微小波动。本书侧重于信息传递与结构维持的宇宙学成本，即一个文明需要消耗多少能量才能维持其复杂性和跨越星际的通讯网络。核心议题是：在一个宏大、稀疏且资源有限的宇宙中，文明的“可持续发展”是否最终受限于宇宙的物理定律，而非其自身的能源选择？本书以一个开放性的哲学思考收尾：当一个文明的尺度达到囊括恒星甚至星系时，它对“能量”的理解，将回归到对宇宙基本结构和基本力的重新认识。《寰宇星轨》是一场跨越时间和空间的哲学与物理之旅，它迫使读者将目光从脚下的能源危机中抽离，去思考：宇宙本身，才是最大的能量与信息系统。