科学家在做什么 拥抱数字地球 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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北京市科学技术协会，北京图像图形学学会著 著

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出版社： 北京出版社

ISBN：9787200112900

商品编码：29656807331

包装：平装

出版时间：2015-04-01

基本信息

书名：科学家在做什么 拥抱数字地球

定价：28.00元

作者：北京市科学技术协会,北京图像图形学学会著

出版社：北京出版社

出版日期：2015-04-01

ISBN：9787200112900

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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目录

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章　解密无人机
　**节为什么要研究开发UAVRS
　第二节来自军用无人机技术的启迪与思考
　第三节低空UAVRS的应用
第2章　数字地球
第3章　智能交通系统
　**节拥堵的城市交通
　第二节智能交通带来的曙光
　第三节智能交通中的关键技术
　第四节新一代城市的智能交通系统
第4章　动画新天地
　**节计算机动画
　第二节数字游戏
　第三节虚拟现实
　第四节数字影视
　第五节数字媒体
　第六节数字音乐
　第七节数字摄影
　第八节数字视频
结束语

作者介绍

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文摘

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序言

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《宇宙的低语》 前言 浩瀚宇宙，星辰万象，自古以来便吸引着人类最深邃的目光与最执着的探索。从仰望星空，到如今遨游太空，我们对宇宙的认知如同种子般在历史的长河中不断萌芽、生长，直至绽放出璀璨的智慧之花。本书《宇宙的低语》正是这场宏大探索的见证与凝结，它并非描绘某个特定时代或某位英雄的传奇，而是试图捕捉那些贯穿古今、连接不同文明、驱动人类不断超越自我的宇宙探索精神，并将其以一种更为宏大、更为诗意的视角呈现出来。 我们将一同穿越时空的界限，聆听来自远古先民对星空的敬畏与想象，感受天文学家们在寂静的夜晚，用简陋的仪器勾勒出宇宙图景的艰辛与浪漫。从日心说的革命，到相对论与量子力学的颠覆，再到宇宙大爆炸的惊人推断，每一次理论的飞跃都伴随着无数次的观测、计算与争议，每一次突破都如同一束耀眼的光芒，照亮了人类认知的暗夜。 《宇宙的低语》不是一本枯燥的技术手册，也不是一本充斥着冷冰冰数据的科学报告。它是一曲献给求知欲的赞歌，一次关于人类好奇心的史诗。我们将探索那些隐藏在宇宙深处、悄无声息传递的“低语”，这些低语或许是暗物质与暗能量的神秘信号，或许是系外行星上可能存在的生命痕迹，又或许是宇宙膨胀的终极命运。我们试图理解，为何人类会如此执着地追问“我们从哪里来，到哪里去”，为何我们对宇宙的未知始终怀有如此强烈的渴望。 本书的视角将是多维度的。我们不仅会关注那些伟大的科学成就，更会深入挖掘隐藏在这些成就背后的故事。那些不为人知的努力、那些灵光乍现的瞬间、那些科学共同体的合作与碰撞，都将为我们展现一个更为立体、更富有人情味的科学探索图景。我们相信，科学的魅力不仅在于其严谨的逻辑与精密的计算，更在于其背后蕴含的勇气、智慧、以及对真理永不放弃的追求。 《宇宙的低语》更是一次关于“连接”的思考。从古人通过观察星象来指导航海与农耕，到现代天文学家们通过电波望远镜倾听遥远星系的讯息，科学的进步始终与人类的生存、发展以及对自身在宇宙中地位的认知紧密相连。我们希望通过这本书，让读者感受到，每一个微小的观测，每一次理论的突破，都如同涟漪般在知识的海洋中激荡，最终汇聚成人类文明进步的洪流。 我们将深入探索现代天文学的各个前沿领域，但绝不会止步于此。本书将重点关注那些能够激发读者想象力、引发深刻思考的主题。例如，我们将探讨黑洞的奇异物理学，它们是宇宙中最神秘的天体，吞噬一切，甚至连光也无法逃脱。我们将追问关于时间旅行的可能性，以及宇宙是否有着我们尚未理解的维度。我们还将审视当前最热门的系外行星研究，思考在如此广阔的宇宙中，是否存在着与地球相似、甚至孕育着生命的“另一个家园”。 此外，本书还会触及一些更为宏观的哲学命题。例如，生命是如何在宇宙中诞生的？我们是否是宇宙中唯一的智慧生命？宇宙的终极命运是什么？这些问题，或许没有明确的答案，但正是这些未知，激发着科学家们永不停歇的探索脚步。我们将试图呈现，科学的边界在哪里，以及人类的认知能力将带领我们走向何方。 《宇宙的低语》是一本关于人类探索精神的书。它记录了人类如何从对星空的朦胧感知，一步步走向对宇宙的深刻理解。它颂扬了那些敢于挑战权威、敢于质疑现状、敢于在黑暗中摸索前行的先驱者。它告诉我们，每一次看似微不足道的发现，都可能成为推动人类文明向前迈进的关键一步。 我们希望，通过本书，读者能够感受到宇宙的壮丽与神秘，能够理解科学家们在探索未知过程中所付出的努力与智慧，更能够激发自身内心深处的好奇心与求知欲。因为，宇宙的低语，无处不在，只要我们愿意倾听，就能从中获得无穷的启迪与力量。 第一章：从仰望星空到思索起源 在文字尚未诞生，文明初露端倪的远古时代，人类便已经开始仰望头顶那片神秘而浩瀚的星空。对于祖先们来说，星辰并非只是冰冷的点缀，它们是天神指引的路线，是季节更替的信号，是命运的预示。那些在夜空中缓缓移动的星体，激发了他们最原始的敬畏与好奇。 古巴比伦人，伟大的天文学家和数学家，他们用数千年的时间，细致地记录了天体的运行轨迹，创造了最早的星座划分，并据此预测了日食和月食的周期。这些古老的观测数据，至今仍是我们研究早期天文学史的重要财富。他们将星辰视为神祇的化身，将宇宙的秩序解读为神圣的法则，这种将自然现象与信仰相结合的思维方式，在人类早期文明中普遍存在。 古希腊人，则将对宇宙的探索推向了哲学与数学的领域。伟大的亚里士多德，提出了地心说的模型，认为地球是宇宙的中心，而日月星辰则围绕着地球运行。尽管这个模型在后来的科学发展中被证明是错误的，但它在当时却是对宇宙结构最系统、最权威的解释。赫拉克利特斯则提出“万物皆流”，暗示了宇宙的动态与变化。毕达哥拉斯及其学派则沉迷于数字的和谐，试图在宇宙的运作中寻找数学的规律。 古埃及人，则将对太阳神的崇拜与对星空的观测紧密结合。他们利用星辰的周期性变化来确定尼罗河泛滥的最佳时机，保障了农业的丰收，也支撑了古埃及文明的繁荣。金字塔的精准方位，也暗示着他们对天体位置有着深刻的理解。 中国的古代天文学，同样源远流长。从《尚书》中记载的“羲和占日”，到《周髀算经》中对日影的测量，再到张衡的浑天仪，古代中国的天文学家们，凭借着朴素的仪器和精密的观察，描绘出了自己的宇宙图景。他们将星宿与官职、吉凶相对应，构建了一个以人间的秩序映射天体运行的宏大体系。 然而，这些早期对宇宙的认识，都存在着一个共同的局限：以地球为中心。人们很难想象，渺小如尘埃的地球，竟然会悬浮在广阔的宇宙之中。直到文艺复兴时期，哥白尼的出现，才彻底颠覆了这一认知。 尼古拉·哥白尼，这位波兰天文学家，以其非凡的勇气和卓越的智慧，提出了“日心说”。他认为，太阳才是宇宙的中心，而地球和其他行星则围绕着太阳运行。这一革命性的思想，并非仅仅是天文学上的修正，它更是对人类中心主义的挑战，是对神学解释的有力质疑。哥白尼的《天体运行论》，如同一声惊雷，炸开了人们长期以来固有的宇宙观。 当然，日心说的提出并非一帆风顺。它遭遇了教会的反对、保守势力的质疑，甚至连许多同行学者也难以接受。然而，随着伽利略·伽利莱对日心说的有力支持，以及他用望远镜观测到的现象——如木星的卫星、金星的相位变化——为日心说提供了无可辩驳的证据，日心说的科学地位才逐渐确立。 伽利略的故事，更是科学探索精神的生动写照。他热爱实验，敢于挑战亚里士多德的权威，用自由落体实验证明了物体下落的快慢与重量无关。他改进了望远镜，并用它进行了一系列革命性的天文观测，发现了前所未有的宇宙景象。他因为坚持科学真理而遭受迫害，但他的坚持，为后世的科学家们树立了榜样。 开普勒，这位德国天文学家，是哥白尼日心说的坚定支持者。他继承了第谷·布拉赫积累的大量精确天文观测数据，并在此基础上，发现了行星运动的三大定律。他揭示了行星并非按照完美的圆形轨道运行，而是沿着椭圆轨道运动，并且运动速度也并非恒定。开普勒定律，为牛顿后来提出万有引力定律奠定了坚实的基础。 从仰望星空到思索起源，人类对宇宙的认识，经历了一个漫长而艰辛的演进过程。从早期对星象的朴素观察，到哲学与数学的初步尝试，再到日心说的伟大革命，每一步都凝聚着人类的智慧、勇气与不懈的探索精神。而这，仅仅是人类探索宇宙征程的开始。 第二章：光年的呼唤与深空的奥秘 当牛顿用万有引力定律解释了行星为何围绕太阳运动，并且揭示了宇宙中物体之间普遍存在的引力关系时，天文学的研究进入了一个全新的时代。他将天上的运动与地上的运动统一起来，展现了宇宙运行的普遍规律。然而，即使是牛顿，也未能完全理解宇宙的尺度。 直到19世纪，随着望远镜技术的飞速发展，天文学家们开始能够观测到更遥远的星系，也开始意识到宇宙的广阔远超人们的想象。1920年代，埃德温·哈勃通过观测仙女座星系，并利用造父变星的周光关系来测定其距离，震惊地发现，仙女座星系并非银河系中的一个星云，而是与银河系一样，是一个独立的、庞大的恒星系统。 这一发现，彻底改变了我们对宇宙的认知。我们赖以生存的银河系，不再是宇宙的全部，而只是无数星系中的一个。宇宙的尺度，瞬间被拉伸到了难以想象的境地。从此，“光年”这个单位走进了人们的视野，它成为衡量宇宙距离的宏大尺度。光年，即光在一年时间内传播的距离，这是一个如此之大的数字，以至于我们用日常的单位来衡量，根本无法想象。 哈勃的观测还带来了另一个革命性的发现：宇宙正在膨胀。他发现，绝大多数星系都在远离我们，而且，离我们越远的星系，远离的速度越快。这一现象，如同宇宙在向我们发出“光年的呼唤”，它暗示着，宇宙并非永恒不变、静止的，而是处于一个动态演化的过程中。 这个发现，为后来的宇宙大爆炸理论奠定了基础。如果宇宙在膨胀，那么在遥远的过去，它一定比现在更小、更密集。科学家们推测，宇宙起源于一个极高密度、极高温度的奇点，然后发生了一次剧烈的爆炸，从此开始膨胀和演化，形成了我们今天所见的浩瀚宇宙。 宇宙大爆炸理论，是现代宇宙学最重要的基石之一。它解释了宇宙的起源、演化和结构。科学家们通过观测宇宙微波背景辐射——这是大爆炸留下的“余晖”，以及宇宙中元素的丰度，来验证这一理论。尽管我们尚未完全理解大爆炸发生的确切瞬间，以及奇点的本质，但这一理论已经成为理解宇宙演化的主流框架。 除了宏观的宇宙结构，我们对微观宇宙的探索，同样引人入胜。量子力学的诞生，彻底颠覆了我们对物质和能量的传统理解。我们知道，物质由原子组成，而原子又由质子、中子和电子构成。但是，更深入的研究发现，这些基本粒子本身也并非“基本”，而是由更小的粒子，如夸克和轻子构成。 量子力学描述了微观世界遵循的奇特规律，如叠加态、量子纠缠等。这些概念，对于我们理解宇宙的运作机制至关重要。例如，恒星的光芒，来自于核聚变反应，而核聚变反应正是遵循着量子力学的规律。 而在宇宙的深处，存在着一些更为神秘的现象，它们挑战着我们现有的物理学理论。黑洞，便是其中最著名的例子。黑洞是时空中一个引力极其强大的区域，以至于连光也无法逃逸。爱因斯坦的广义相对论预言了黑洞的存在，而天文观测也逐渐证实了这一点。黑洞的存在，暗示着我们对引力、时空乃至宇宙结构的理解，可能还存在着巨大的未知。 暗物质和暗能量，是现代宇宙学面临的另一个巨大谜团。通过观测星系旋转的速度以及宇宙的大尺度结构，科学家们发现，我们能够观测到的普通物质，仅仅占宇宙总物质和能量的很小一部分。绝大多数的宇宙，是由我们看不见、摸不着的暗物质和暗能量构成的。暗物质提供了额外的引力，维系着星系的结构，而暗能量则驱动着宇宙的加速膨胀。它们的存在，如同一层神秘的面纱，笼罩着宇宙的真相。 系外行星的发现，更是将人类的目光引向了宇宙的生命探索。随着探测技术的进步，科学家们已经发现了数以千计的系外行星，其中一些位于其恒星的“宜居带”，理论上可能存在液态水，具备孕育生命的可能性。这使得“我们是否是宇宙中唯一的生命”这一古老的问题，变得前所未有的迫切和现实。 光年的呼唤，穿越遥远的星际空间，传递着宇宙的信息。而深空的奥秘，则等待着我们去不断地揭示。每一次观测，每一次计算，每一次理论的推导，都如同一次与宇宙的对话，让我们离真相更近一步。 第三章：追寻智慧的火种与未来的远航 人类对宇宙的探索，不仅仅是对物质世界的认知，更是对生命起源、智慧演化以及自身在宇宙中地位的深刻追问。当我们将目光投向遥远的星系，当我们观测到那些与地球相似的系外行星时，一个古老而又令人激动的问题便油然而生：在这浩瀚无垠的宇宙中，我们是否是孤独的存在？ “费米悖论”，正是对这一问题的精炼表达。如果宇宙如此之大，拥有如此众多的恒星和行星，那么，按照概率来说，应该存在着大量的地外文明。然而，我们却至今未曾接收到任何来自外星文明的信号，也未曾发现任何他们存在的痕迹。这究竟是为什么？是生命在宇宙中极为罕见，还是文明的演化存在着某种“大过滤器”？ 追寻智慧的火种，是天文学家们利用射电望远镜、光学望远镜等工具，试图监听来自宇宙深处的电磁信号，希望能捕捉到智慧生命发出的“无线电波”。SETI（搜寻地外文明计划）便是这项宏大探索的代表。这项工作，充满了希望，也充满了挑战。我们不知道外星文明会以何种方式进行交流，我们不知道他们是否会主动联系我们，更不知道他们是否会以我们能够理解的方式存在。 生命起源的奥秘，同样是宇宙探索的重要组成部分。地球上生命的出现，是否只是一个偶然的事件，还是宇宙普遍存在的规律？科学家们通过研究地球早期生命化石，以及模拟早期地球环境，试图揭示生命诞生的化学过程。同时，在其他星球上寻找生命的痕迹，例如在火星的地下寻找微生物，或者在木卫二、土卫六等冰冷卫星的海洋中寻找生命迹象，也成为重要的研究方向。 即使存在地外文明，他们的技术水平、文明形态，也可能与我们截然不同。他们可能存在于我们难以想象的生存环境中，可能拥有我们无法理解的科技。我们甚至可能需要重新定义“生命”和“智慧”。 而当我们将目光从远方拉回，审视我们自身的未来，我们发现，对宇宙的探索，也与人类的未来息息相关。随着地球资源的日益枯竭，环境问题的日益严峻，人类能否在其他星球上找到新的家园，能否实现星际移民，成为一个备受关注的议题。 “未来的远航”，不仅仅是简单的太空旅行，更是人类文明的拓展和延续。无论是载人火星任务，还是对小行星的资源开发，抑或是关于星际飞船的设计，都代表着人类对未来的憧憬和努力。我们正在不断地学习如何适应太空环境，如何利用太空资源，如何克服星际旅行的漫长与艰辛。 核聚变技术，作为一种清洁、高效的能源，被视为未来星际航行的关键。一旦实现可控核聚变，我们将拥有几乎无限的能源，这无疑将为人类的太空探索提供强大的动力。 然而，未来的远航并非一帆风顺。太空中的辐射、微重力环境、长途旅行带来的心理压力，都将是巨大的挑战。我们需要不断地进行科学研究，不断地进行技术创新，才能克服这些障碍。 同时，我们也要思考，当人类的足迹遍布星辰大海时，我们应该以何种态度与宇宙相处？我们是否会成为一个负责任的“宇宙公民”，尊重宇宙的生命，保护宇宙的环境？ 《宇宙的低语》并非要提供所有问题的答案，而是希望通过对宇宙探索的追溯与展望，激发读者对未知的好奇，对科学的热爱，以及对人类未来的深思。宇宙的低语，无处不在，它回荡在星辰之间，回荡在科学家的实验室里，更回荡在每一个仰望星空、追问“为什么”的心灵深处。 我们相信，人类对宇宙的探索，将永无止境。每一次的发现，都将开启更广阔的未知。每一次的进步，都将让我们对自身与宇宙的关系，有更深刻的理解。未来的远航，已然启程，而宇宙的低语，将永远指引着我们前进的方向。 结语 《宇宙的低语》的旅程至此告一段落。我们从古人对星空的敬畏开始，穿越了日心说的革命，感受了光年尺度下的宇宙壮丽，窥探了黑洞、暗物质的神秘，并最终将目光投向了地外生命的可能性以及人类的未来。 我们所呈现的，只是浩瀚宇宙中无数奥秘的冰山一角。科学探索的脚步永不停歇，每一次新的观测，每一次新的理论，都将为我们揭示更加令人惊叹的真相。宇宙的低语，是一种永恒的呼唤，它激励着人类不断超越自我，不断拓展认知的边界。 希望通过这本书，您能够感受到宇宙的宏伟与渺小，感受到科学探索的艰辛与浪漫，更能激发起您内心深处那份对未知的好奇与渴望。因为，宇宙的低语，不仅仅属于科学家，它属于每一个愿意倾听、愿意思考的人。让我们一同，在这无垠的宇宙中，继续我们的探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，科学研究常常给人一种遥不可及、阳春白雪的感觉，但《拥抱数字地球》这本书却彻底打破了我的这种刻板印象。作者用一种非常温和而充满力量的笔触，向我们展示了科学家们如何在纷繁复杂的数据洪流中，捕捉到地球的每一个细微变化。我尤其喜欢书中关于气候变化研究的部分，它不仅仅是罗列了各种上升的温度和融化的冰川，而是深入浅出地解释了这些现象背后的科学原理，以及科学家们如何利用模型进行预测，并提出应对策略。这让我意识到，科学并不是冰冷的计算，而是充满人文关怀的探索。书中关于地球观测网络和数据共享的描述，更是让我惊叹于全球科学家之间合作的广度和深度。想象一下，来自世界各地的科学家们，为了共同的目标，共享着彼此的研究成果，就像是一个巨大的智慧网络，共同守护着我们赖以生存的家园。这种集体智慧的力量，让我对人类的未来充满了希望。这本书让我看到了科学家的另一面，他们是执着的探索者，是严谨的分析师，更是充满责任感的地球公民。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来了一种全新的视角来看待我们居住的星球。《拥抱数字地球》不仅仅是一本介绍科学家工作的书籍，更是一次关于如何与地球和谐共处的哲学思考。书中详细阐述了大数据、人工智能等数字技术如何被用来监测地球的健康状况，从大气层中的温室气体浓度，到深海中的化学物质含量，再到陆地上生物多样性的变化，无一不被纳入科学家的视野。我被书中关于“地球系统科学”的论述所吸引，它强调了地球各圈层之间的相互作用和影响，这让我意识到，我们不能孤立地看待任何一个环境问题。比如，森林的砍伐不仅仅影响了陆地生态，还会改变区域气候，甚至对全球碳循环产生影响。这种系统性的思维方式，帮助我理解了许多复杂环境问题的根源，也让我更加认识到采取综合性解决方案的重要性。读完这本书，我仿佛拥有了一双“数字的眼睛”，能够更清晰地看到地球的脉络，更深刻地理解人与自然的关系，也让我更加珍惜我们所拥有的地球。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些能够将复杂事物变得简单易懂的作者充满敬意，而《拥抱数字地球》的作者无疑就是其中之一。在书中，我看到了科学家们如何运用各种数字工具，描绘出一幅幅关于地球的“全景图”。从太空视角下的全球天气模式，到地面传感器捕捉到的微观生态变化，这些信息被整合、分析，最终为我们揭示了地球正在经历的深刻变革。我尤其对书中关于“数据可视化”的案例印象深刻，那些精美的图表和模型，将抽象的数据变得直观而富有感染力，让即使是对科学不太了解的读者，也能轻松理解其中的奥秘。这不仅仅是关于科学知识的传递，更是一种关于如何“看见”地球的方式。书中也探讨了数据在决策过程中的作用，无论是政府制定环保政策，还是企业调整发展战略，都离不开科学家们提供的科学依据。这种科学与实际应用相结合的路径，让我看到了科学研究的价值所在，也让我更加坚信，通过数字技术，我们能够更好地认识地球，保护地球，最终实现人与自然的和谐共生。

评分☆☆☆☆☆

这本书让我重新审视了科学研究的意义，尤其是当它与我们脚下的这颗星球息息相关时。作者用一种非常接地气的方式，描绘了科学家们如何利用前沿的数字技术，从宏观到微观，去理解、去保护我们共同的家园。我尤其被那些关于环境监测的案例所吸引，那些曾经我们只能凭借肉眼观察，甚至需要耗费大量人力物力的工作，如今通过卫星、传感器和大数据分析，变得如此高效和精确。不仅仅是冰川融化、森林砍伐这些显而易见的改变，书中还深入探讨了土壤的健康、海洋的生物多样性、甚至是大气的成分变化，这些都是维系我们生存的关键要素。读到这里，我仿佛看到了一个巨大的、精密的生命体——我们的地球，而科学家们就像是经验丰富的医生，利用最先进的“听诊器”和“扫描仪”，时刻关注着它的“脉搏”和“体征”。这种全局性的视角，让我意识到个体行为与地球健康之间的紧密联系，也激发了我对可持续发展和环境保护的更多思考。这本书不仅仅是关于科学知识的普及，更是一种对地球的深切关怀和对未来的责任感。

评分☆☆☆☆☆

在阅读《拥抱数字地球》的过程中，我深深地体会到了科技进步为我们理解和管理地球带来的革命性变化。书中并没有枯燥地罗列枯数字或技术名词，而是通过一个个生动的故事，展现了科学家们如何在日常工作中，将海量的数据转化为解决现实问题的洞察力。例如，在城市规划方面，利用数字孪生技术模拟交通流量、能源消耗，从而优化城市布局，提高居民生活质量。又比如，在农业领域，通过精准农业技术，农民能够根据土壤湿度、养分含量等数据，精确地施肥、灌溉，既提高了产量，又减少了资源浪费。这种“智慧”的应用，让我想到了许多科幻电影中的场景，但这本书告诉我们，这些并不是遥不可及的未来，而是正在发生的现实。更重要的是，它让我看到了科学家们如何扮演“地球的守护者”的角色，他们利用数据洞察风暴的轨迹，预测地震的发生，甚至追踪濒危物种的迁徙路线，为我们提供了宝贵的时间和信息，来应对自然灾害，保护生物多样性。这本书让我对“数字地球”这个概念有了更深刻的理解，它不再是一个抽象的概念，而是渗透在我们生活方方面面的实际应用。