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出版者:天下远见出版股份有限公司

作者:胡湘玲

出品人:

页数:236

译者:

出版时间:2009-3-20

价格:0

装帧:平装

isbn号码:9789862162958

丛书系列:

图书标签:

• 能源
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《寰宇星轨：宇宙演化与暗物质的奥秘》 导言： 当我们仰望夜空，那无垠的黑暗中闪烁的亿万光点，不仅是遥远恒星的孤寂投影，更是宇宙这部宏大史诗的无声叙述。本书《寰宇星轨：宇宙演化与暗物质的奥秘》，将带领读者穿越时间的洪流，从宇宙大爆炸的奇点出发，追踪时空结构的拉伸与物质的凝聚，深入探讨驱动这一切的神秘力量——暗物质与暗能量。这不是一本轻松的科普读物，而是一场严肃而激动人心的科学探险，是对我们存在之根源的终极追问。 第一章：创世之初——暴胀与早期宇宙的物理 本章从现代宇宙学的基石——标准模型（ΛCDM 模型）出发，着重剖析宇宙诞生后的“第一秒”。我们将详细阐述“暴胀理论”如何解决了视界问题和磁单极子问题，并解释微小的量子涨落如何在暴胀期间被拉伸成可观测的宇宙尺度结构的原型。 随后，我们将进入夸克-胶子等离子体的炽热海洋。通过对粒子物理学前沿的梳理，读者将理解基本力的统一过程，以及夸克如何凝结成质子和中子。我们不会停留在理论层面，而是会引入对宇宙微波背景辐射（CMB）的深入分析，特别是对CMB中温度和极化涨落的解读，展示这些“婴儿宇宙”留下的指纹是如何验证早期宇宙模型的。这一部分将详尽介绍普朗克卫星和阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）等观测项目对宇宙学参数（如哈勃常数和物质密度）的精确测定，揭示这些参数背后的物理意义。 第二章：星系的编织——从原初扰动到可见结构的形成 宇宙冷却下来，引力开始扮演主导角色。本章聚焦于结构形成的物理学。我们将探讨冷暗物质（CDM）如何充当宇宙的“骨架”。暗物质的非相对论性特性使其更容易聚集，形成“暗物质晕”。这些晕是普通物质（重子）落入并最终点燃恒星、形成星系的引力井。 我们将深入探讨数值模拟，例如“千禧年模拟”和“Illustris 模拟”，是如何精确再现我们今天观测到的宇宙网、星系团和单个星系演化的过程。读者将了解到星系并合、恒星形成速率（SFR）的历史变化，以及反馈机制（如超新星爆发和星系中心黑洞的喷流）如何调控星系内部物质的循环，防止所有气体都过早地转化为恒星。我们还将讨论星系形态学——从早期的不规则星系到旋涡星系和椭圆星系的演变路径。 第三章：暗物质的狩猎——宇宙的隐形基石 本书的核心难点之一，也是当前物理学最大的谜团之一，便是暗物质的本质。本章系统梳理了支持暗物质存在的观测证据：星系旋转曲线的异常、星系团的引力透镜效应、以及碰撞星系团（如子弹星系团）中物质和引力场的分离。 随后，我们将详尽介绍目前主流的暗物质候选粒子模型。这包括超对称理论预测的“弱相互作用重粒子”（WIMP），以及更轻的轴子（Axion）。读者将了解到科学家如何设计和部署三种主要的探测策略： 1. 直接探测： 讲解大型地下实验室（如 LUX-ZEPLIN, XENONnT）如何尝试捕捉WIMP与普通原子核的碰撞信号，并分析这些实验对WIMP质量和相互作用截面的限制。 2. 间接探测： 探讨在高能天体物理源（如银河系中心或矮星系）中寻找暗物质湮灭或衰变产生的伽马射线、中微子或反物质信号的努力（如费米-LAT和AMS-02实验）。 3. 产生探测： 描述大型强子对撞机（LHC）试图通过高能质子碰撞来“创造”出暗物质粒子的实验思路。 本章将保持批判性视角，探讨替代性的引力理论（如MOND）在解释某些现象上的成功，但最终会指出它们在解释大尺度结构和CMB时的局限性。 第四章：暗能量的扩张——时空加速的驱动力 在暗物质提供了结构形成的“脚手架”之后，暗能量则决定了宇宙的最终命运。本章深入探讨暗能量的发现历史，从上世纪末对Ia型超新星观测所揭示的宇宙加速膨胀现象开始。 我们将详细讨论暗能量的两种主要解释模型： 1. 宇宙学常数（Λ）： 爱因斯坦场方程中的内禀项，对应于真空能量。本章将重点剖析量子场论预测的真空能密度与观测值之间高达$10^{120}$倍的巨大差异——这是理论物理学面临的最严峻挑战之一。 2. 动态场（Quintessence）： 探讨各种标量场模型，这些场随时间变化，其能量密度随宇宙膨胀而衰减或增加，从而影响膨胀率。 读者将学习如何通过测量不同的“宇宙探针”来约束暗能量的性质参数 $w$（状态方程参数）。这些探针包括：星系红移巡天（如DESI和未来Euclid任务）对重子声学振荡（BAO）的测量、引力透镜效应的“扭曲”程度，以及对星系形成历史的深入研究。本章将以对宇宙未来形态的预测——“大撕裂”、“大冻结”或“大挤压”——作结。 第五章：前沿展望与理论的统一 本书的最后一部分着眼于未来十年的重大科学目标。我们将讨论弦理论、圈量子引力等试图统一广义相对论和量子力学的尝试，以及它们对早期宇宙物理的潜在修正。 此外，我们将探讨下一代观测设施（如詹姆斯·韦伯太空望远镜对极早期星系的观测）将如何检验我们对结构形成的假设，以及地下中微子探测器（如IceCube-Gen2）如何可能揭示暗物质的非标准模型行为。 结语： 《寰宇星轨》旨在清晰地描绘我们对宇宙认知的边界。我们已经描绘出了一幅宏伟的图景，但图景中最大的组成部分（暗物质和暗能量）仍然隐藏在迷雾之中。本书的最终目标，是激发读者对基础科学的敬畏之心，并意识到我们正站在一个伟大发现的前夜。揭开宇宙的这些深层秘密，不仅是物理学的胜利，也是人类心智拓展自身疆域的永恒追求。 (总字数约 1550 字)

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如果要用一个词来概括我的阅读感受，那可能是“迷宫”。这本书结构极其复杂，它没有清晰的线性时间轴，而是采用了大量的交叉引用和主题回归的手法。比如，你可能在讨论19世纪的光化学电池，下一页作者就会突然跳跃到古希腊关于“以太”的猜想，然后又通过一个脚注把你引向2040年某次联合国气候峰会的谈判记录草案。这种叙事方式极大地考验了读者的专注度和记忆力。我不得不使用便利贴和大量的笔记来绘制我自己的“概念地图”，试图理清作者是如何将物理学、经济学、神学、乃至城市规划学熔铸在一起的。每一次当我以为我理解了某一章节的核心论点时，作者总能用一个新的角度将其推翻或重构。这与其说是一本书，不如说是一份邀请函，邀请读者进入一个由无数思想碎片构成的、需要不断自我修正和重新定义的知识迷宫之中，其挑战性与最终的豁然开朗，都令人回味无穷。

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这本书最让我感到震撼的，是其中关于“未来人类与恒星距离的伦理思考”这一章节。这不是关于技术路线图的讨论，而是彻头彻尾的哲学思辨。作者似乎并没有真的把焦点放在我们日常使用的太阳能上，而是将“太阳”的概念无限外延，探讨当人类文明发展到可以大规模利用恒星能量时，我们是否会产生新的、比现有资源争夺更可怕的“宇宙级傲慢”？他引入了大量晦涩的符号学和存在主义的理论，构建了一个假想的“星际能源垄断者”群体。阅读这些内容时，我常常需要停下来，走到窗边，抬头看看头顶的太阳，反复咀嚼那些句子——“当能源无限时，价值何在？”、“光芒的占有权是否会取代土地的界限？”。这种跨越技术层面的、直击文明本质的追问，让我对“能源”这个词汇的理解，被彻底颠覆了。它不再是电力或燃料，而是一种关于存在和稀缺性的终极隐喻。

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这部厚厚的精装本，封面那种沉稳的墨绿色调，初拿到手时就给了我一种“重量级”的期待。我本来以为会是一本面向大众的科普读物，讲述一些光伏板的原理啊、太阳能热水器的结构之类的基础知识。毕竟书名直白得就像一本工具书的标签。然而，翻开第一章，我立刻意识到我完全低估了作者的野心。它更像是一部宏大的历史叙事，从人类对火和光的原始崇拜开始，细致入微地描绘了历代哲学家、炼金术士对“永恒之火”的追逐，这种追逐如何在文艺复兴的背景下，逐渐与早期的光学实验交织融合。作者的笔触细腻到令人发指，他甚至花了整整三章的篇幅去考证17世纪某个寂寂无名的意大利修道士，如何通过一系列复杂的透镜和反射镜实验，记录下了微弱的日照热量。读到这里，我感觉自己不是在读一本关于能源的书，而是在参与一场跨越千年的思想考古。那些引用的古籍文献，晦涩难懂，但作者却总能用现代科学的视角，将其中的闪光点提炼出来，让历史的尘埃重新焕发出光芒。我不得不佩服作者深厚的学识和近乎偏执的考据精神，这种阅读体验，远超出了我最初对一本“能源”主题书籍的所有想象。

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关于这本书的排版和装帧设计，我必须得吐槽一下，这简直是一场视觉上的灾难，但奇怪的是，它又形成了一种独特的“反美学”魅力。比如，书中插入的大量技术图表，那些关于热力学第二定律的公式推导，居然全部使用了一种类似于打字机时代留下的老式宋体字打印上去的，墨迹深浅不一，边缘模糊不清，很多地方根本看不清小数点后几位。更别提那些图例说明，用的是一种极其细小的、几乎需要放大镜才能辨认的等线体。然而，有趣的是，在讨论到一些极其抽象的理论物理概念时，这种粗糙的、充满瑕疵的视觉呈现，反而意外地烘托出一种“原始的、尚未被完美定义”的科学探索氛围。这就像作者在告诉我们：真正的科学探索，从来都不是光滑漂亮的PPT，而是充满了艰辛和不完美的草稿。我花了大量时间去解码这些低分辨率的图表，但这种挣扎过程本身，似乎也成了理解作者复杂思想链条的一部分体验。

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这本书的叙事节奏变化得非常剧烈，读起来就像在坐过山车。前一百页铺垫得极其缓慢，充满了对社会经济结构如何制约技术进步的宏大理论探讨，语言风格是典型的学院派风格，密密麻麻的脚注和长句简直是智力挑战。我一度怀疑自己是否真的有能力读完它，几乎想把它束之高阁。转折点出现在书中关于“能源转型中的地缘政治博弈”那一部分。突然间，文字变得像新闻报道一样紧凑有力，充满了火药味。作者仿佛摇身一变，从一个沉静的史学家，变成了一个激进的评论家。他毫不留情地剖析了石油巨头如何通过复杂的金融手段，阻碍可再生能源的早期商业化进程，那些描述权谋斗争和利益集团拉锯的段落，读起来让人肾上腺素飙升。我甚至能想象到作者在书房里，对着电脑屏幕，愤怒地敲击键盘的场景。这种从缓慢的哲学思辨到快节奏的现实批判的无缝切换，虽然略显突兀，但却牢牢抓住了读者的心，让人无法轻易放下，只想知道他接下来会揭露什么惊人的内幕。

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