超光速研究及电子学探索 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄志洵 著

图书标签:

• 超光速
• 电子学
• 物理学
• 科学探索
• 前沿科技
• 未来科技
• 理论物理
• 工程学
• 技术创新
• 科幻

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118054767

版次：1

商品编码：10359049

包装：平装

开本：16开

出版时间：2008-04-01

用纸：胶版纸

页数：373

字数：496000

内容简介

　　 本书是超光速研究和电子学探索两方面的较深刻论文的选集，内容包括微波和光的理论分析，超光速研究新进展，微波设备及测量技术，电子测量技术。全书共有28篇科学论文，对应3个方面的科学研究。第一部分10篇文章，论述超光速的理论与实验，介绍了中、外科学家的工作，并广泛论述了现代物理学的理论问题。第二部分13篇文章，专门论述微波理论与技术，涉及横电磁室，吉赫横电磁室，部分充填介质片的矩形波导，表面波波导，消失模波导滤波器，功率波理论等。第三部分5篇文章，内容是关于电子测量技术的研究，涉及wien电桥理论，细金属丝传感器和石英晶体传感器，以及计算机辐射问题等。 本书可供广大科研人员、工程技术人员、大专院校师生及科学爱好者阅读参考，对电子学家、物理学家尤有参考价值。

作者简介

黄志洵（HUANG Zhi—Xun），1936年生于北京。现为中国传媒大学教授，电磁理论与电磁兼容学方向的博士生导师，曾任该校微波工程系副主任，又任中国科学院电子学研究所客座研究员。1994年成为国务院颁证“做出突出贡献的专家”。曾主持设计一系列电子仪器和设备，并在国内外发表科学论文约140篇。近年来致力于电磁波波速问题研究，有多部著作出版。现为“现代基础科学发展论坛”召集人。
曾获国家级科技进步奖；专著《截止波导理论导论》曾获全国优秀科技图书奖；专著《超光速研究的理论与实验》曾获以已故的王淦昌院士命名的优秀图书奖。

目录

超光速研究与现代物理学
Forty Years Research of Faster-than-Light—Review and Prospects
负折射率研究中的若干理论问题
论动体的质量与运动速度的关系
对粒子物理学中几个方程的讨论
物理光学的若干进展
地外文明探索与超光速研究
论电磁波传播中的负速度
超光速研究中的几个理论问题
引力传播速度研究及有关科学问题
光是什么
微波理论与技术
横电磁传输室和吉赫横电磁室特性阻抗的准静态分析与计算
美国Narda8801横电磁波传输室性能的测量
A New TEM Transmission Cell Using Exponential CLlrved Taper Transition
用于小型通信机测试的小型横电磁室和GTEM室
用介质片加载法在矩形波导内建立TEM场区
用介质片加载时矩形波导内的场分布
表面波波导理论的研究
消失模波导滤波器的设计理论与实验
包含共轭阻抗的反射系数定义及应用
功率波理论及广义散射矩阵
微波条件下空气的相对介电常数与折射率
微波辐射安全问题探讨
微波针灸仪的设计与针刺时微波功率从生物体内反射的测量
电子测量技术
用于电子测量仪器设计的Wien电桥理论
用石英晶体测量真空度的实验研究
用细金属丝测量湍流和气体压强
计算机辐射的研究
调频信号频偏测量的理论研究
附录
Ⅰ 科学家们对超光速研究的见解和对黄志洵研究工作的评价
（1999年—2006年）
Ⅱ 一些常用的基本物理常数和物理量

前言/序言

《星际航行原理与工程实践》 一、 导言：超越光速的梦想与现实的挑战 自古以来，人类便仰望星空，梦想着在浩瀚宇宙中自由穿梭。从古老的观测记录到现代的天文望远镜，我们对宇宙的认知不断深化，而随之而来的是对更远距离的渴望。当今，尽管我们对宇宙的理解突飞猛进，但受限于光速这一物理常数，星际间的距离依然是难以逾越的鸿沟。即便是距离我们最近的恒星，也需要数年的时间才能抵达，更不用说那些遥远的星系。因此，“超光速”这一概念，如同普罗米修斯盗取的火种，点燃了无数科学家的想象，也成为了科学界最激动人心也最具争议的课题之一。 本书《星际航行原理与工程实践》并非直接探讨“超光速”本身，而是将焦点置于构建切实可行的星际航行体系。它深入剖析了当前物理学理论框架下，我们能够实现并需要掌握的关键技术，以及在工程实践中可能遇到的挑战和解决方案。本书旨在为有志于探索宇宙奥秘的读者提供一个全面而深入的视角，从理论基础到技术细节，从潜在风险到未来展望，勾勒出一条通往星辰大海的可能路径。我们将从基础物理原理出发，逐层深入，探讨实现长距离、高效率星际旅行所需的各项技术要素。 二、 理论基石：相对论、能量与时空 任何关于宇宙航行的讨论，都必须建立在坚实的理论基础之上。爱因斯坦的相对论，特别是狭义相对论和广义相对论，构成了我们理解时空、质量、能量以及引力最核心的框架。虽然相对论明确指出了光速的不可逾越性，但这并不意味着我们不能通过其他方式来“缩短”星际旅行的时间。 狭义相对论中的“时间膨胀”效应，虽然无法使物体本身超光速运动，但对于以接近光速速度移动的航行器而言，船员经历的时间将远少于地面观测者。这意味着，对于长距离旅行，速度的提升仍然是关键。然而，要达到接近光速的速度，所需的能量是天文数字，远超我们目前的技术能力。因此，本书将详细探讨能量获取与储存的理论极限，以及如何更高效地利用现有能源。 广义相对论则为我们打开了另一扇门：时空的几何结构。通过操纵时空本身的曲率，理论上存在绕过光速限制的可能性，例如“曲速引擎”或“虫洞”等概念。本书将深入分析这些理论模型的数学基础，探讨其背后的物理学原理，并重点阐述实现这些理论模型所需的极端条件，如负能量密度物质的获取与稳定，以及对引力场的精确控制。我们将审视现有理论对这些概念的推演，并评估其在工程实践中的可行性，着重分析其在物质科学、能量物理学等前沿领域可能催生的研究方向。 三、 动力学与推进系统：效率与突破 实现星际航行，最核心的挑战在于动力系统。本书将详细介绍各种潜在的推进技术，并分析其优缺点和发展前景。 化学火箭与电推进： 作为当前最成熟的星际推进技术，化学火箭在早期探索中发挥了关键作用。然而，其低比冲限制了其在长距离深空探测中的效率。本书将对比分析不同类型的化学燃料，并探讨其能量密度和推进效率的理论极限。在此基础上，我们将重点介绍电推进技术，如离子推进器、霍尔推进器等。这些技术利用电场或磁场加速工质，能够实现极高的比冲，大大提高推进剂的利用率。本书将深入探讨不同电推进原理的物理机制，分析其功率需求、推进效率与比冲之间的权衡，并介绍相关的材料科学与工程技术，例如高效的电源系统、耐高温的加速腔等。 核能推进： 核能的巨大能量密度使其成为实现高效星际推进的理想选择。本书将详细介绍核裂变推进、核聚变推进（包括惯性约束聚变和磁约束聚变）等技术。我们将分析这些技术所需的关键突破，如聚变燃料的制备与约束、反应堆的设计与安全性、以及高效的能量转换与热管理系统。特别是对于聚变推进，本书将深入探讨其理论可行性，分析不同聚变反应堆构型对星际航行推进能力的影响，以及在材料科学、等离子体物理学和控制工程等方面所面临的挑战。 新兴推进概念： 除了传统的推进方式，本书还将审视一些更具前瞻性的推进概念，例如太阳帆、激光推进、反物质推进等。太阳帆利用太阳辐射的压力进行加速，虽然加速度小，但无需携带燃料，适合长期低速加速。激光推进则通过强大的地面激光束为航行器提供能量，实现高效加速。反物质推进因其极致的能量释放效率而备受关注，但反物质的产生、储存和控制是巨大的技术难题。本书将对这些新兴概念的理论基础、技术可行性、以及潜在的应用场景进行深入的介绍和分析，并重点关注其在材料科学、能量学和粒子物理学等相关领域的研究进展。 四、 航行器设计与生命支持：适应极端环境 除了强大的推进系统，设计能够适应极端太空环境的航行器和维持生命至关重要。 结构与材料： 星际航行将面临严峻的太空环境，包括真空、极端温度变化、宇宙射线、微陨石撞击等。本书将探讨适用于星际航行的高强度、轻质化材料，例如碳纳米管、石墨烯等新型复合材料，以及它们在航行器结构设计中的应用。我们将分析材料在极端温度和高能粒子辐射下的性能衰减，并介绍相应的防护和加固技术。 能源与动力： 航行器需要稳定可靠的能源供应来驱动推进系统、生命支持系统、通讯系统以及科学仪器。本书将深入探讨各种能源获取方式，包括先进的太阳能电池技术、核反应堆、以及未来可能实现的宇宙能量收集技术。我们还将分析不同动力系统的功率需求与能源供应之间的匹配问题，以及能源储存技术，如高效电池、超级电容器等。 生命支持系统： 对于载人星际航行，维持乘员的生命安全和身心健康是首要任务。本书将详细介绍封闭式生命支持系统的设计原理，包括空气再生、水循环利用、废物处理、食物生产等方面。我们将分析当前生命支持技术的局限性，并探讨未来可能的发展方向，如人工光合作用、生物再生生命支持系统等。同时，本书还将关注乘员的心理健康问题，探讨如何通过设计航行器内部环境、提供娱乐设施、以及有效的沟通机制来缓解长期太空旅行带来的压力。 五、 通讯、导航与控制：连接宇宙 在浩瀚的宇宙中，可靠的通讯、精确的导航和智能的控制是星际航行不可或缺的环节。 深空通讯： 随着航行距离的增加，通讯信号的衰减和延迟问题日益严峻。本书将探讨深空通讯技术，包括高增益天线、低噪声放大器、以及先进的信号处理技术，以克服信号损失。我们将分析激光通讯的潜力，其高带宽和定向性可以显著提高信息传输效率。同时，也将关注信息编码与解码技术，以在有限的带宽内传输更多有效信息。 自主导航与定位： 在没有GPS信号的深空中，航行器需要实现自主导航和精确定位。本书将介绍惯性导航系统、星敏感器、以及可能利用脉冲星等天文现象进行定位的方法。我们将分析多传感器融合技术，以提高导航的精度和可靠性。 智能控制与决策： 面对复杂的太空环境和突发情况，航行器需要具备高度的自主性。本书将探讨人工智能在航行器控制系统中的应用，包括路径规划、故障诊断、风险评估以及紧急情况下的决策制定。我们将分析机器学习、专家系统等人工智能技术如何帮助航行器做出更快速、更准确的反应。 六、 风险评估与伦理考量：审慎前行 星际探索并非坦途，充满了未知与风险。本书将专门章节用于分析星际航行中可能遇到的各种风险，并探讨相应的应对策略。 技术风险： 包括推进系统故障、生命支持系统失效、结构损坏、通讯中断等。我们将分析这些风险的发生概率和潜在后果，并提出相应的冗余设计、备份方案和应急预案。 环境风险： 如宇宙射线辐射、太阳耀斑、小行星带碰撞、引力异常等。本书将分析这些环境因素对航行器和乘员的影响，并介绍相应的防护措施，如辐射屏蔽、避险策略等。 伦理与社会影响： 随着星际探索的深入，我们将面临更多伦理问题，例如对外星文明的接触、资源分配、地球以外的定居等。本书将引发读者思考这些深远的问题，并倡导负责任的探索态度。 七、 未来展望：探索的无限可能 《星际航行原理与工程实践》的最终目的，是为人类迈向星辰大海提供一个现实的蓝图。本书将对未来星际航行技术的发展趋势进行预测，并展望人类在宇宙中的未来。从更高效的能源获取，到更精密的导航控制，再到更具想象力的推进方式，人类对宇宙的探索将永无止境。本书旨在激发读者对科学研究的热情，鼓励更多的年轻一代投身于这一伟大事业，共同书写人类探索宇宙的辉煌篇章。我们相信，通过不断的科学探索和工程实践，那些曾经遥不可及的星辰，终将成为我们触手可及的家园。

评分☆☆☆☆☆

这是一本真正能够激发我求知欲的书。作者在书中展现出了对物理学和电子学领域深厚的积淀，并且善于将复杂的理论用清晰的语言表达出来。我尤其欣赏作者在探讨“虫洞”作为超光速旅行媒介时的思考。他不仅列举了理论上的可能性，还详细分析了建造和稳定虫洞所面临的挑战，例如需要“负能量”的存在，以及如何精确控制时空曲率。这种辩证的思考方式，让我觉得作者并非是在“空想”，而是在“求证”。在电子学的章节中，我被作者对“有机电子学”的未来展望所吸引。他畅想了利用生物分子构建电子器件的可能性，以及这些器件在医疗、环保等领域的巨大潜力。作者还对“光子计算”进行了深入的探讨，分析了其相对于电子计算的优势，以及未来的发展前景。整本书的结构非常精巧，每一个部分都像是为最终的结论搭建的基石，让我感觉自己不仅仅是在阅读一本书，而是在经历一场思维的盛宴。这种阅读体验，让我对科学研究的魅力有了更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就足够吸引人了——深邃的宇宙背景，点缀着闪烁的星辰，中央是一道仿佛穿越时空的能量束，散发着神秘而又科学的光芒。我原本以为这会是一本纯粹的科幻小说，毕竟“超光速”这个词本身就带着浓厚的想象色彩。然而，当我翻开第一页，就被作者严谨的笔触和详实的论证所折服。虽然我并非物理学专业的科班出身，但作者巧妙地将那些复杂的概念，比如时空扭曲、虫洞理论、以及爱因斯坦的相对论，用一种相对易懂的方式呈现出来。让我印象深刻的是，作者并没有止步于理论的推演，而是花了相当大的篇幅去探讨了实现超光速旅行可能遇到的工程难题，以及对现有物理学框架可能产生的颠覆性影响。书中对一些前沿物理学研究的引用，虽然有些晦涩，但总能激起我不断查阅资料的兴趣，仿佛在进行一场跨越学科的知识探索。我尤其喜欢作者对于“量子纠缠”在超光速通信上的应用设想，那简直是打开了一个全新的维度，让我对信息传输的极限有了更深刻的认识。即使是那些我暂时无法完全理解的部分，也能感受到作者在这背后付出的巨大心血和对未知领域的不懈追求。这本书不仅仅是关于“超光速”的想象，更是一次对科学边界的深刻叩问，让我不禁开始思考，人类的未来将会在怎样的科技浪潮中前行。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事方式相当独特，它不是按照传统的章节划分，而是更像是在搭建一个庞大的知识迷宫，每一个节点都隐藏着新的发现和挑战。我刚开始阅读时，常常会在某个理论点上停滞许久，反复咀嚼作者的论述，然后才恍然大悟，继续深入。作者在描述电子学领域时，那种工程师般的严谨和对细节的极致追求，让我这个门外汉也感受到了工程学的魅力。书中对各种电子元件的原理分析，从最基础的晶体管到复杂的集成电路，都进行了细致入微的讲解。我特别被书中关于“负电阻”概念的探讨所吸引，这听起来就像是打破常规的物理规律，作者通过一系列的实验设想和理论推导，将这个看似不可能的概念阐释得有条有理，让我对电子学的可能性有了全新的认知。而且，作者在书中穿插了一些历史性的科技发展案例，比如晶体管的发明对信息时代的巨大推动作用，这让我看到了理论研究如何真正改变世界。这本书并非仅仅是枯燥的理论堆砌，而是充满了作者对科学的热情和对创新的渴望，他鼓励读者去质疑，去探索，去挑战那些看似不可逾越的界限。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，更像是一次高强度的思维训练。作者的写作风格非常注重逻辑的严谨性和论证的完整性，每一个观点都力求有充分的证据支持，每一个推导都经过了细致的分析。当我读到关于“曲速引擎”的构想时，我被作者对于物理学原理与工程实现之间的巨大鸿沟所震惊。他详细地分析了建造这样一个装置所需要的巨大能量，以及如何克服真空中的极端环境。这种务实的态度，让原本充满科幻色彩的设想，变得更加具体和可触及。在电子学的部分，我则被作者对“量子计算”的深入剖析所折服。他不仅仅是简单地介绍量子比特的概念，而是深入探讨了量子纠错、量子算法等关键技术，以及这些技术可能为人类带来的革命性变化。书中还对一些看似微不足道的电子元件，比如“隧道二极管”的特性和应用进行了详尽的描述，让我对基础科学的重要性有了更深刻的认识。这本书让我意识到，科学研究的伟大之处，在于它能够将最抽象的概念，转化为改变世界的实际应用。

评分☆☆☆☆☆

这本著作给我带来的震撼，在于它对“未知”领域的无畏探索精神。我读到的时候，常常会有一种身临其境的感觉，仿佛自己正置身于一个充满挑战的实验室，与作者一同攻克一个个科学难题。作者在讨论超光速的可能性时，并没有回避那些棘手的悖论，比如因果律的破坏，能量守恒的挑战等等。他通过引入一些前沿的物理概念，比如“诺维科夫自洽性原则”和“时间旅行悖论”，并试图从逻辑上找到解决之道，这种严谨的思考方式让我觉得，这本书并非只是停留在“想象”的层面，而是真正地在进行一场严肃的科学探索。在电子学的部分，作者则将目光投向了更遥远的未来，他探讨了纳米电子学、生物电子学，甚至类脑计算的可能性，这些内容让我对科技发展的方向有了更清晰的预判。他提出的那些设想，虽然目前可能还停留在理论阶段，但其逻辑严密性和前瞻性，足以激发人们的无限遐想。整本书的语言风格都充满了力量感和启发性，让我觉得，每一个敢于追寻科学真理的人，都值得被尊重和赞美。