美國科學書架·化學世界：星際間的化學 [Chemistry of Space] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 大衛·E.牛頓 著，王瀟等 譯

圖書標籤:

• 化學
• 天文學
• 星際化學
• 宇宙
• 科學普及
• 化學世界
• 美國科學書架
• 非虛構
• 科普讀物
• 空間科學

齣版社： 上海科學技術文獻齣版社

ISBN：9787543961272

版次：1

商品編碼：11509958

包裝：平裝

叢書名： 美國科學書架·化學世界

外文名稱：Chemistry of Space

開本：16開

齣版時間：2014-06-01

用紙：膠版紙

頁數：225

字數：164000

正文語種：中文

編輯推薦

　　“化學世界”叢書所涉獵的內容從最基本的物質和宇宙的起源，到藥品和食品構成等這類新材料化學在日常生活中的實際運用。
　　“化學世界”叢書每冊附有大量黑白圖片和插圖，有著名化學傢的生平簡介和主要學術貢獻，是學生、教師的必備書籍，也是那些對化學懷有濃厚興趣的廣大讀者的最佳選擇。

內容簡介

　　《美國科學書架·化學世界：星際間的化學》縱覽瞭空間探索及天文化學研究的最新結果，囊括太陽係、行星、彗星、流星及宇宙中已知的其他特徵事物。書中生動地描繪瞭宇宙的創生記事、演化過程和現有組成。

作者簡介

　　大衛·E．牛頓，博士(David E．Newton Ph．D．)，從事化學和物理學教學13年。在美國塞勒姆州學院(Salem State College)擔任化學和物理學教授長達15年。在舊金山大學職業技術學院任兼職副教授10年。他著作頗豐，已齣版的達400多部。這些著作中包括教材、百科全書、教師參考書、研究指南、普及讀物，還有其他類型的教育材料。

內頁插圖

目錄

前言
閱讀提示
一 宇宙的誕生
混沌初開
冷卻中的宇宙
粒子衰變
復閤粒子的形成
之後便有瞭原子
這個理論是真的嗎？
下一步呢？

二 星係際空間化學
星係際間質的組成
星雲
星係際間質化學
研究星係際間質化學特性的工具

三 重元素的形成
恒星的進化
為恒星分類
恒星的誕生
氫嚮氦的轉化
氦的燃燒及其他
更大的恒星=更多的元素

四 內層行星
研究行星的化學成分
水星
金星
火星

五 外層行星
外層行星發射任務
木星
木星的月亮
土星
天王星
海王星
冥王星
柯伊伯帶天體

六 彗星、流星、小行星和月球
彗星
流星、流星體和隕星
小行星
月球
結語

精彩書摘

　　科學傢們關於天王星內部結構的設想基於觀測到的物理性質。據一個流行的理論模型所示，天王星內包含瞭一個巨大的核，核內主要含有矽和氧，外麵首先環繞著一個由冰和岩石組成的層麵，然後是一片液態氫，最後是一個由氣態氫、氦、甲烷、氨和水構成的外層。
　　科學傢們將天王星的環係統分成10個不同區域，按照從星球錶麵嚮外一一將其命名為6、5、4、阿爾法、貝塔、爾塔、伽馬、德爾塔、拉姆達和易浦西龍。天王星的環在很多方麵與繞土星的環相距甚遠。首先，它們的漫反射係數趨於較低值，約為0.03，這意味著它們隻反射照耀其上的光的3%。而且，它們也似乎比土星環更稀薄。最後，天王星環的組成似乎與土星環迥然不同，它幾乎全部由籃球大小的粒子構成，其中隻有很少量微小的或者極大的粒子。
　　光譜數據顯示，天王星環主要由水冰構成。一些科學傢們相信，這些冰也許還覆蓋著一薄層的碳，因為它們都有著很低的漫反射係數。很有意思的是，在土星上觀察到的一對對“牧羊人月亮”也齣現在天王星的環係統中。在發現這些天王星的牧羊人月亮之後，研究者們預言天王星周圍會發現18個這樣的月亮，盡管旅行者號隻拍下瞭其中的2個。
　　當前最流行的關於這些環起源的理論是它們形成於離我們相對較近的時候，那時有一個大天體，比如說一個月亮，被睏在天王星的重力場中，並最終在重力作用下分崩離析。
　　天王星的兩個最大的月亮，娣坦妮亞（Titania）和歐伯龍（Oberon），都有長約1000英裏（1600韆米）的半徑。在旅行者號計劃前已知的天王星月亮中最小者為米蘭達（Miranda），它的半徑僅有約300英裏（500韆米），大約是月球尺寸的1/7。最新發現的月亮都比這5個已知的月亮大，它們的半徑大小從考狄利婭（Cordelia）的16英裏（26韆米）到迫剋（Puck）的96英裏（154韆米）不等。
　　旅行者號拍下的天王星月亮的照片留下瞭大量極具挑戰性的數據有待天文學傢們解決。這些月亮在某些方麵似乎彼此相差甚遠，因此留下瞭關於它們是如何産生的、又是如何在韆百萬年裏衍化的一係列謎題。這些月亮似乎大部分組成是水冰（約50%）、岩石（約30%）、碳基或者氮基化閤物（約20%）。其中沒有一個有大氣，但是它們都有令人驚異的、有時候甚至是與眾不同的錶麵。例如最大的行星娣坦妮亞（Titania），擁有大麵積的斷層體係和峽榖地貌，顯示齣這裏豐富的地質活動。這種特徵常常揭示齣某些至關重要的活動，在這些活動中，兩部分錶麵互相碰撞，從而導緻一些地方得以抬升，而在另一些地方卻劈開瞭大裂縫。
　　從某些方麵而言，米蘭達是這些月亮中最有意思的一個。它擁有斷層峽榖，有些甚至能從這個月亮錶麵深入12英裏（20韆米）。這個月亮錶麵也有一些階梯狀地形和新老地層的奇怪混閤體。大型地貌特徵（比如峽榖）尤其令人迷惑。因為它們暗示著這個月亮有一個熾熱的內部地區，但是這個月亮卻是如此渺小而寒冷，在這裏
　　……

前言/序言

《星際間的化學》 宇宙的煉金術：從原子塵埃到生命搖籃 在無垠的宇宙深處，隱藏著無數的秘密。那些我們仰望星空時所見的璀璨星辰，那些幽深黑暗的星雲，以及在它們之間流淌的神秘物質，究竟由什麼構成？它們是如何孕育齣我們所知的物質世界的？又是否孕育著生命的火種？《星際間的化學》將帶您踏上一場史無前例的宇宙探索之旅，深入揭示宇宙最深層的化學奧秘。 本書並非一本枯燥乏味的化學教科書，而是一扇通往宇宙奧秘的窗口。它以引人入勝的敘事方式，結閤最新的科學發現和精美的視覺呈現，將復雜的化學原理巧妙地融入宏大的宇宙圖景之中。我們將一同探尋構成宇宙萬物的基本粒子，理解它們如何在極端環境下相互作用，形成我們熟悉的元素，並最終匯聚成星係、恒星，乃至行星。 一、宇宙的起源與元素的誕生：一場宏大的“元素煉金術” 我們所見的一切，從指尖的金屬，到呼吸的空氣，再到構成我們身體的碳、氫、氧，都源於宇宙大爆炸最初的瞬間。本書將首先帶領讀者迴顧宇宙的誕生，追溯那些最古老、最簡單的元素——氫和氦——是如何在極高的溫度和壓力下形成的。您將瞭解到，正是這場宇宙級的“煉金術”，為後續更為復雜的元素閤成奠定瞭基礎。 隨後，我們將聚焦於恒星的生命周期，揭示它們為何是宇宙中名副其實的“元素工廠”。從一顆年輕恒星的熾熱核心，到它生命終結時的壯麗超新星爆發，每一個階段都伴隨著驚心動魄的核聚變反應。本書將詳細闡述恒星內部不同溫度和壓力下，輕元素如何一步步“鍛造”齣更為沉重的元素，例如碳、氮、氧、矽、鐵等等。您將驚嘆於恒星在宇宙化學演化中所扮演的關鍵角色，它們不僅是光與熱的源泉，更是我們賴以生存的物質的締造者。 二、星際介質的化學：冷酷真空中的化學反應 恒星並非孤立存在，它們被廣袤而稀薄的星際介質所環繞。這片看似空無一物的空間，實際上是宇宙中重要的化學實驗室。本書將深入探討星際介質的構成，包括氣體、塵埃以及各種分子。您將瞭解到，盡管星際介質的密度極低，溫度也十分寒冷，但在這看似靜止的環境中，卻時刻發生著精妙絕倫的化學反應。 我們將揭示星際塵埃顆粒是如何充當化學反應的催化劑，在它們冰冷的錶麵上，簡單的原子和分子能夠碰撞、結閤，形成更為復雜有機分子。這些有機分子，恰恰是構成生命的基本砌塊。您將瞭解，在遙遠的星雲深處，就已經存在著氨基酸、糖類等生命前體物質，它們靜靜地等待著被送往新的行星係統。本書將通過最新的射電天文觀測數據，為您呈現星際分子雲的“化學圖譜”，以及科學傢們如何從中解讀宇宙的化學密碼。 三、行星形成的化學：從星盤到生命搖籃 恒星的誕生往往伴隨著一個鏇轉的行星盤——由剩餘的氣體和塵埃構成的扁平圓盤。本書將詳細闡述行星是如何在這個“原始湯”中孕育而生的。您將瞭解到，星際塵埃顆粒如何通過碰撞、吸積，從小小的微粒逐漸長大，形成岩石行星，或是在外圍區域匯聚大量的氣體，形成巨行星。 我們將深入探討行星形成過程中發生的復雜化學過程。例如，不同區域的溫度差異決定瞭哪些揮發性物質（如水、甲烷、氨）能夠凝結成冰，從而影響行星的組成和性質。水的存在，更是行星能否孕育生命的關鍵因素。本書將分析不同類型行星（類地行星、氣態巨行星、冰巨星）的化學構成，以及它們形成過程中所扮演的不同角色。您將理解，我們腳下的地球，其獨一無二的化學環境是如何一步步形成的，又是如何為生命的齣現和繁衍提供瞭必要的條件。 四、係外行星的化學：尋找宇宙中的“另一個地球” 隨著天文觀測技術的飛速發展，我們已經發現瞭數韆顆係外行星，其中一些位於其恒星的“宜居帶”內，理論上可能存在液態水，甚至孕育生命。本書將重點關注係外行星的大氣化學。您將瞭解到，科學傢們如何利用先進的望遠鏡（如詹姆斯·韋伯太空望遠鏡），通過光譜分析來探測係外行星大氣的組成，從中尋找水的存在、氧氣、甲烷等生命信號分子。 本書將深入探討係外行星大氣化學研究的意義，它不僅關乎我們尋找地外生命的目標，更能夠幫助我們理解行星形成和演化的普遍規律。通過對比不同係外行星的大氣成分，我們可以反思地球化學環境的獨特性，以及生命在宇宙中齣現的概率。您將瞭解到，科學傢們正在通過各種創新的方法，試圖迴答那個最古老、也最令人著迷的問題：“我們在宇宙中是孤獨的嗎？” 五、生命之源的化學：從無機物到有機生命 生命的起源，是宇宙化學最令人神往的篇章。本書將追溯生命在地球上齣現的化學綫索，探討那些無機物是如何在原始地球的特殊環境下，一步步轉變為構成生命的有機分子，並最終組織成最早的生命形式。 您將瞭解到，在早期地球的火山活動、閃電以及紫外綫輻射等能量的驅動下，簡單的無機物（如水、二氧化碳、氨、甲烷）是如何閤成齣氨基酸、核苷酸等構成蛋白質和核酸的基本單位。本書將介紹一些重要的生命起源理論，例如“原始湯”理論和“熱液噴口”理論，並分析這些理論背後的化學過程。 更進一步，本書將探討生命的“分子機器”是如何形成的，例如DNA如何存儲遺傳信息，蛋白質如何執行各種生命功能。您將看到，生命的復雜性，雖然令人驚嘆，但其根源仍然可以追溯到原子和分子的精妙組閤與相互作用。本書將通過生動的例子，展現化學在生命起源和演化中的核心作用，以及宇宙本身可能存在的更廣泛的生命形式。 六、宇宙化學的未來展望：探索未知，挑戰極限 《星際間的化學》並非僅僅是對現有科學知識的梳理，它更著眼於宇宙化學的未來。隨著新一代望遠鏡和探測器的問世，我們將能夠以前所未有的精度和廣度探索宇宙。本書將展望未來的研究方嚮，例如： 更深入地探測係外行星大氣： 尋找更復雜的生命標誌物，甚至直接探測生物活動跡象。 研究星際分子閤成的精細過程： 模擬更極端的宇宙環境，揭示更多未知分子的形成機製。 探索宇宙中生命存在的可能性： 不僅局限於類地行星，還將考慮其他形式的生命，例如在冰衛星錶麵下的海洋中。 利用太空化學為地球提供解決方案： 例如，從星際物質中尋找新的能源或材料。 本書將鼓勵讀者保持好奇心，用化學的視角去觀察和理解宇宙。從微觀的原子核聚變，到宏觀的星係演化，化學無處不在，它塑造瞭宇宙的過去、現在和未來。 《星際間的化學》是一次思想的盛宴，一次對宇宙最深刻的探索。它將為您打開一扇全新的認知之門，讓您在仰望星空時，不再隻是看到閃爍的光點，而是能夠洞悉其中蘊含的，那令人著迷的、由化學編織而成的宇宙史詩。無論您是化學領域的專業人士，還是對宇宙充滿好奇的普通讀者，這本書都將為您帶來一次難忘的知識旅程。

評分☆☆☆☆☆

這部書的封麵設計真是引人注目，那種深邃的藍色和點綴的星光，一下子就把你拉進瞭浩瀚的宇宙之中。我原本以為這是一本講述深奧化學原理的教科書，但讀下來纔發現，作者的筆觸相當生動，仿佛在進行一場穿越時空的化學之旅。盡管它冠以“化學世界”之名，但它更多的是一種引人入勝的敘事，把復雜的化學反應和宇宙的演化巧妙地編織在一起。那種將微觀的分子結構與宏觀的恒星誕生聯係起來的敘事手法，著實讓人拍案叫絕。作者似乎特彆擅長捕捉那些“啊哈！”的瞬間，讓讀者在閱讀過程中不斷産生新的認知和聯想。這本書的文字流暢自然，沒有那種傳統科普讀物的刻闆和枯燥，讀起來像是在聽一位知識淵博的朋友娓娓道來宇宙的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

我得說，這本書的翻譯質量非常齣色，很多原本可能晦澀難懂的化學術語，在譯者的處理下變得易於理解，而且保持瞭原有的科學精確性。閱讀過程中，我最大的感受是它成功地打破瞭“化學是枯燥的”這一固有觀念。作者似乎有一種魔力，能讓那些看似抽象的化學方程式活起來，變成一場場發生在遙遠星係間的壯觀演齣。例如，它對脈衝星周圍特殊物質環境的探討，那種極端的物理條件下的化學行為，簡直是科幻小說的情節，卻有著堅實的科學基礎。這本書的深度和廣度都令人贊嘆，它涵蓋的範圍之廣，讓人不禁感嘆宇宙的包容性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排非常巧妙，它不像那種按照元素周期錶順序排列的傳統化學書，而是以一種更具史詩感的方式展開。從宇宙大爆炸後最原始的氫和氦，到恒星內部的核聚變，再到超新星爆發時産生的重元素，作者構建瞭一個清晰的時間綫。我特彆喜歡其中關於“星際分子雲”的章節，它詳細描述瞭在極端低溫和低壓環境下，那些看似不可能的有機分子是如何形成的。這種對宇宙中“煉金術”過程的細緻描繪，讓人對生命的起源有瞭更深層次的思考。全書的行文風格帶著一種近乎詩意的浪漫，但又不失嚴謹的科學依據，讀後讓人感覺不僅僅是學到瞭知識，更是在進行一次精神上的洗禮。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖設計也值得稱贊。雖然我手上的版本主要是文字，但那些偶爾齣現的、精心選擇的插圖，如星雲的壯麗景象和復雜分子的示意圖，都極大地增強瞭閱讀的沉浸感。它成功地將天文學、物理學和化學這三個領域融為一爐，形成瞭一個互相印證、層層遞進的知識體係。閱讀此書，就像是拿到瞭一把鑰匙，打開瞭理解宇宙基本構成和演化過程的秘密大門。它不僅適閤那些對宇宙探索有熱情的人，也對那些希望拓寬自己科學視野的普通讀者具有極大的吸引力。它是一部引人入勝、充滿智慧的佳作，讓人讀後意猶未盡，迫不及待地想去探索更多未知的領域。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述方式非常具有個人色彩，作者的觀點和推測穿插其中，使得閱讀體驗更加立體和豐富。他不僅僅是在陳述事實，更像是在引導我們進行一場深入的哲學思辨：我們真的瞭解構成我們身體的這些元素是如何在宇宙的熔爐中被鍛造齣來的嗎？書中對不同星係中元素豐度的差異分析，提供瞭一個宏大的視角來看待我們太陽係的獨特性。我特彆欣賞作者那種不斷追問“為什麼”的精神，他總是在給齣答案的同時，拋齣更多引人深思的問題。這本讀物絕不是那種讀完就扔的書，它會在你腦海中留下深刻的烙印，讓你在仰望星空時，不再隻看到閃爍的光點，而是看到一場場正在進行的、史詩般的化學反應。

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書質量很好。

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講解清晰，內容豐富，引人入勝。

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