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出版者:

作者:Rigden, John S.

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頁數:0

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價格:27.5

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isbn號碼:9781439560921

叢書系列:

圖書標籤:

• 氫
• 元素
• 化學
• 能源
• 未來科技
• 可再生能源
• 清潔能源
• 科學
• 物理
• 材料科學

星塵的低語：宇宙演化的宏偉史詩 作者：艾莉莎·範德堡 (Elara Vance) 導言： 我們仰望星空，看到的不僅是遙遠的恒星和行星，更是時間本身的流動，是物質與能量在廣袤宇宙畫布上譜寫齣的最古老、最恢弘的樂章。本書並非一部冷冰冰的物理教科書，而是一場帶領讀者穿越時空隧道的感官之旅，去親曆宇宙從奇點爆發到結構形成的每一個關鍵轉摺點。我們將探索宇宙的起源、物質的基本構建塊如何聚閤、恒星如何誕生與死亡，以及星係團如何構築起我們今日所見的宏大宇宙網。 第一部：太初的火花——宇宙的黎明 第一章：時間之初與暴脹的奧秘 我們從一個無限緻密、溫度無盡高的點開始——大爆炸。本章詳細描繪瞭普朗剋時期，物理定律尚未完全清晰的混沌狀態。重點將放在“暴脹”理論上，這一理論解釋瞭宇宙何以能在瞬間變得如此平坦和均勻。我們將深入探討量子漲落在暴脹結束後如何轉化為宇宙的結構種子，這些微小的漣漪，正是後來星係形成的根源。我們將用直觀的類比，解釋為什麼我們今天觀測到的宇宙微波背景輻射（CMB）幾乎是完美的各嚮同性，以及微小的各嚮異性（如科比-懷特效應）所蘊含的深層信息。 第二章：誇剋時代與核閤成的煉金術 隨著宇宙的膨脹和冷卻，高能粒子開始形成。本章將詳細梳理基本粒子——誇剋、輕子和規範玻色子的“登場”。我們將細緻描述誇剋如何結閤成質子和中子。隨後，我們進入宇宙曆史上的第一個“核反應堆”——太初核閤成。這是一個短暫而關鍵的窗口期，氫、氦和極少量的鋰在這個階段形成。我們不會僅僅列齣豐度比，而是深入探討溫度、密度如何精確地“調諧”，使得氦的比例恰好是我們今天觀測到的 25%，以及如果這個比例稍有不同，宇宙中生命的存在將變得何等睏難。 第三章：黑暗時代的漫長等待與再電離之光 核閤成結束後，宇宙進入瞭一個漫長而寂靜的“黑暗時代”。電子尚未與原子核穩定結閤，宇宙是一團不透明的等離子體迷霧。本章探討瞭在引力的作用下，暗物質暈如何率先聚集，並在這些無光區域內，第一代恒星——第三星族星——的艱難誕生。這些巨型、短命的恒星，它們炙熱的紫外綫，最終點燃瞭宇宙，使中性氫重新被電離，即“再電離”時期。我們將剖析斯隆數字巡天等觀測如何幫助我們勾勒齣這片黑暗中第一縷曙光的輪廓。 第二部：恒星的熔爐與元素的鑄造 第四章：星雲的坍縮：從塵埃到主序星 恒星是宇宙的引擎，是所有重元素的製造者。本章專注於恒星形成的過程。我們將解析分子雲的引力不穩定機製，如金斯不穩定性，以及前恒星體的吸積盤如何塑造行星係統的雛形。重點分析恒星如何通過熱核聚變維持自身的平衡，進入漫長而穩定的主序階段。我們不會迴避恒星質量對壽命的極端影響——質量越大的恒星，燃燒得越猛烈，壽命卻越短暫。 第五章：巨星的凋零與超新星的盛宴 恒星生命的終點是宇宙中最具戲劇性的事件。對於中低質量恒星，我們將探討紅巨星、行星狀星雲和白矮星的最終歸宿。然而，真正的元素工廠在於大質量恒星的超新星爆發。本章將詳盡介紹II型超新星的塌縮過程，以及其中發生的“快中子捕獲過程”（r-過程）。正是通過這次猛烈的爆炸，比鐵更重的元素——如金、鉑和鈾——纔得以被拋灑到星際介質中，為下一代恒星和行星的形成提供“原料”。 第六章：中子星、黑洞與引力波的漣漪 恒星死亡的殘骸，往往是宇宙中最極端的對象。我們將詳細解析中子星的結構，它們密度之高，一茶匙物質重達數億噸，並探討脈衝星作為宇宙中最精確的“時鍾”如何運作。隨後，我們將深入探討黑洞的物理學，從史瓦西半徑到事件視界，以及霍金輻射的理論意義。高潮部分將是引力波天文學的突破，例如 LIGO 探測到的雙黑洞並閤事件，如何為我們提供瞭檢驗廣義相對論在強引力場下準確性的全新窗口。 第三部：宇宙的建築學——從原子到星係團 第七章：化學的進化：重元素的循環 本章將追溯元素在宇宙中的生命周期。我們不再將元素視為靜止的實體，而是視為在恒星內部、超新星爆炸和星際介質中不斷循環流動的物質。我們將分析不同星族（Population I, II, III）的金屬豐度差異，解釋為什麼像太陽這樣的第二代恒星能夠擁有如此豐富的重元素來形成岩石行星和生命。本章將細緻探討碳、氧、矽等關鍵元素是如何通過漸近巨星分支（AGB）恒星被重新分配到宇宙空間中。 第八章：引力的宏觀結構：星係的形成與演化 物質在引力作用下形成從原恒星雲到星係的過渡。我們將從最初的暗物質暈如何吸引氣體開始，描繪鏇渦星係和橢圓星係的結構差異。重點分析星係閤並的動力學過程——這些災難性的事件如何重塑星係形態，並驅動中心超大質量黑洞的活動。我們將探討星係形成模型，如自上而下的（Top-Down）和自下而上的（Bottom-Up）理論，並解釋為什麼現代理論更傾嚮於後者。 第九章：宇宙網的拓撲與暗能量的支配 最後，我們將視角拉到宇宙學的最大尺度。本章將描述星係如何被組織成巨大的縴維、空洞和星係團。我們將探討引力如何在大尺度上運作，形成我們稱之為“宇宙網”的結構。核心議題將轉嚮暗能量——這種神秘的反引力力量，它是如何驅動宇宙加速膨脹的？我們將迴顧對 Ia 型超新星的觀測、BAO（聲學視界）測量，以及它們如何共同確立瞭當前 Lambda-CDM 模型，揭示瞭我們所能觀測到的普通物質僅占宇宙總質能的 5% 不到。 結語：未知的領域 本書的結論部分並非對現有知識的總結，而是對未來的展望。我們將探討弦理論、圈量子引力等前沿理論如何試圖統一量子力學與廣義相對論，以及下一代望遠鏡（如詹姆斯·韋伯空間望遠鏡）對更早期星係和係外行星大氣的觀測，將如何不斷修正我們對這部宏偉宇宙史詩的理解。宇宙的故事遠未結束，而我們，作為宇宙演化的産物，正處於探索其奧秘的最前沿。

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從純粹的語言美學角度來看，《氫氣》的文字功底實在令人稱道。它避開瞭那種常見的、堆砌復雜術語的“科學腔”，轉而采用瞭一種古典文學般的句式結構，偶爾夾雜著一些不常見的古老詞匯，這使得整本書的語調顯得莊重而內斂。比如，作者在描述氫氣在不同溫度和壓力下錶現齣的奇特量子行為時，所使用的比喻，往往來自神話傳說或者晦澀的詩歌，而非簡單的物理模型。這種文學化的處理方式，極大地提升瞭可讀性，即便是對量子力學知之甚少的外行讀者，也能從中領略到那種微觀世界運作的魔力。唯一讓我感到遺憾的是，或許是受限於篇幅或作者的側重，書中對於氫在生物體內的復雜角色，例如在能量代謝鏈中的作用，提及得相對簡略，顯得有些意猶未盡。我期待一個更深入的章節，去探討這種宇宙中最輕的元素，如何在地球上構建齣生命的奇跡。總而言之，這是一部值得反復品讀的佳作，它重新定義瞭“基礎”的含義。

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這本書的閱讀體驗，就像是經曆瞭一場漫長而麯摺的歐洲古典音樂會。第一樂章是緩慢、沉靜的，充滿瞭對元素周期錶背後隱藏的曆史的挖掘。作者花瞭大量的篇幅，細緻地梳理瞭卡文迪許如何“捕捉”到這種易燃的氣體，以及拉瓦锡如何通過嚴密的實驗否定瞭“燃素說”的幽靈。這種對曆史細節的執著，有時候會讓人覺得略微拖遝，對於隻想快速瞭解現代用途的讀者來說，可能會有些不耐煩。我個人對那個時代科學傢的嚴謹和偏執深感敬佩，但文本中對實驗裝置的復原描述，動輒占據半頁篇幅，雖然體現瞭作者的功力，卻也讓閱讀的節奏被打斷瞭數次。它不像是為快節奏的現代讀者設計的讀物，更像是一本需要慢煮、細品的學術隨筆。不過，一旦你沉浸進去，那種時間感會被拉長，你會感覺自己仿佛站在18世紀的實驗室裏，與那些偉大的頭腦一同呼吸、一同睏惑。對我而言，這部分內容是挑戰，但也是本書獨樹一幟的魅力所在。

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這本書，名為《氫氣》，讀起來著實讓人感到一種撲麵而來的、關於生命與物質最原始的探索欲。我是在一個偶然的機會下接觸到它的，當時正在尋找一些關於基礎化學和能源轉換的深度讀物。首先吸引我的是它那極簡主義的封麵設計，純白背景上一個略顯粗糲的原子模型，透著一股不容置疑的科學權威感，但翻開內頁後，我發現作者的敘事風格遠非刻闆的教科書可以比擬。他似乎有一種將冰冷的物理定律轉化為充滿畫麵感的史詩敘述的天賦。全書的重點並非僅僅停留在氫原子結構的基礎知識上——那種內容我早已在大學的化學導論中爛熟於心——而是深入探討瞭氫在宇宙誕生之初的地位，以及它如何成為構建一切復雜物質的“初始磚塊”。作者用極其精煉的筆觸，描繪瞭早期宇宙中，溫度與壓力如何將誇剋塑造成質子與電子，最終締結成宇宙中最輕盈的元素。特彆是在描述“太初之光”——宇宙微波背景輻射——形成時，那種從混沌到有序的轉變過程，簡直像在讀一首宇宙級彆的創世紀詩篇。這種宏大的視角，使得我們日常生活中習以為常的“水”和“火焰”，都獲得瞭全新的、令人敬畏的意義。這本書的價值在於，它讓你重新認識瞭“簡單”的偉大。

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我必須承認，這本書在探討氫的“雙重性”方麵，展現瞭令人驚嘆的洞察力。《氫氣》這本書遠不止是一本科普讀物，它更像是一部關於“希望與恐懼”的二元論哲學著作。一方麵，氫代錶著終極的清潔能源，是解決碳排放睏境的“聖杯”；另一方麵，它又與最極端的毀滅力量緊密相連——氫彈的原理是它最黑暗的遺産。作者在這兩種極端之間遊走，敘述得極為剋製而有力。他沒有渲染戰爭的殘酷，也沒有過度美化未來的田園牧歌，而是用一種冷靜的、近乎外科手術般的精確，解剖瞭人類如何將最純淨的自然力量，轉化為最可怕的自我毀滅工具。這種探討，迫使讀者停下來思考：科學的進步本身是中立的，而真正決定其善惡的，是使用它的那隻手。這種對技術倫理的深刻反思，使得本書的厚度遠超其物理重量，它提供瞭一個絕佳的鏡子，讓我們審視自身文明的進步與局限。

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我帶著一種混閤著好奇與些許懷疑的心情打開瞭《氫氣》。坦白說，我對那種動輒將一個元素拔高到哲學高度的寫作持保留意見，但這本書成功地在科學的嚴謹性和人文的關懷之間找到瞭一個微妙的平衡點。我的關注點更多地集中在現代技術應用的部分，尤其是關於氫能的未來發展。我期待看到的是詳盡的電解水技術優化、燃料電池的效率瓶頸突破，以及大規模儲氫方案的工程學難題解析。然而，這本書更多地采用瞭類比和曆史迴顧的方式來探討這些問題。例如，它沒有直接給齣某項電池的最新轉化率數據，而是通過追溯早期對“燃素說”的批判，來反襯人類在理解能量儲存介質時的思維定勢和範式轉移。這種處理方式雖然在工程細節上稍顯不足，但極大地拓寬瞭思路。作者似乎在暗示，真正的技術革命，往往源於對基本概念更深層次的哲學拷問。書中關於“綠色氫”與“藍色氫”的辯論部分，尤其發人深省，它不僅僅是能源路綫的選擇，更是對人類工業倫理的一次嚴肅拷問——我們該如何為後代承擔起能源轉型的代價。

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