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我们生活的物质世界追溯至最根本，不过约九十种化学元素。

运用这些精简的元素、构造原理和建构机制，

化学便能如魔术般，重组、变化出更多令人惊奇的物品。

 

化学把我们所处的物质世界穷究到最微小的根本元素，是了解物质构造和机制的学科，不仅解开这个世界既有物质、现象的组成、构造、机制之谜，还要进一步运用物质建构的原理和机制，变化组合出各种有助益的物品。

 

在这本《图解化学》更新版里，作者有计画地将化学理论融入人们日常生活接触的事物及先进科技的具体主题中，要让读者在充满乐趣的过程中，轻松了解化学本质和理论的全貌。

 

化学可说是一门最穷究「物质根本」的学问，探求物质由什么组成及具有什么样的性质，不仅从基本面使人们了解缤纷丰富的世界究竟如何构成，还进一步运用化学变化的原理寻求更大的应用性。满足了生存、生活的需要，更带来便利与文明。化学在生活上的应用相当广泛，不仅让生活更便利，也解决多种难题：

【生活用品】

‧铁具有氧化成铁锈会产生热能的特性，便有了冬天不可或缺的随身暖暖包。

‧含氟牙膏能够帮助预防蛀牙，则运用了氟离子会与牙齿成分形成氟化磷灰石而不易溶于酸的原理。

【饮食活动】

‧能够保存蔬果鱼肉风味的低温冷藏技术，是由分子运动与凝固点下降的原理而来。

‧木炭可吸附水中的霉臭味和致癌物三卤甲烷，饮水健康又美味。

【人体运作】

‧汗水会将热量带走，流汗才能让体内热气得以消散。

‧人体内过多的活性氧会破坏正常生理运作，快速老化，因此多吃些能减少体内活性氧的食物，能延缓老化。

【生活空间】

‧酸会溶解掉碳酸钙，可以用醋来去除浴室里顽强的白色水垢。

‧水能带走热量，地球因为有水能降温，才能免于被太阳高温燃烧，让人得以生存。

 

以上不同面向的化学应用，在书中都有详尽的解说。如果你是化学世界的新人，这里将给你最迷人的开场。如果你曾经与化学错身而过，这本书将会更新你对化学的认识，重新启动自己的化学细胞！

 

本书特别推荐给：

‧对化学、自然科学有兴趣、想透过书籍自学的一般读者。

‧修习化学相关课程的学生。包括化学系、化工系、生物系、药学系、基础医学等均需修习化学课程，以建立科学相关基础观念。

‧需要化学知识做为工作技能基础的从业人员，例如药品、食品、日用品如洗发精、沐浴乳、彩妆、保养品等制造及研发人员、厨师、烘焙糕点师、芳疗师…等从业者，以化学为研发或料理概念的基础，并了解其应用的层面。

《星际旅行的物理学原理》 内容简介： 本书是一部深度剖析跨越光年距离旅行所涉及的尖端物理学理论与工程实践的专著。它并非传统的科普读物，而是面向具有扎实高等数学和理论物理学基础的读者，旨在系统梳理和推演当前人类理解下，实现星际航行的基本物理障碍与潜在的技术突破点。 全书共分七个部分，从基础理论的重申到对未来技术的展望，层层递进，逻辑严密。 第一部分：时空几何与引力场动力学（The Geometry of Spacetime and Gravitational Field Dynamics） 本部分首先回顾了爱因斯坦的广义相对论，但重点并非重复教科书中的基础概念，而是深入探讨了在极端引力场环境下（如黑洞视界附近或中子星表面）的时空曲率张量分析。 核心内容包括： 黎曼几何的进阶应用： 详细阐述了具有度规张量非对角元素时的测地线方程求解，特别是对于非均匀且时变引力场的解析近似方法。引入了更高级的微分几何工具，如李群在时空对称性分析中的应用。 弱场近似下的引力波传播： 重点分析了引力波的源项（四极矩公式的精确推导）及其在复杂介质中（如等离子体或暗物质分布不均的区域）的传播衰减和偏振变化。 曲率驱动的理论基础： 对“曲速驱动”（Warp Drive）的理论模型（如米格尔·阿尔库比雷驱动）进行了严谨的数学建模。分析了实现负能量密度所需的奇异物质（Exotic Matter）的量子场论要求，包括对卡西米尔效应的精确量化，以评估其在宏观尺度上实现的能量预算。讨论了霍金辐射和负能量密度之间的关系与约束。 第二部分：超光速推进的理论极限（Theoretical Limits of Faster-Than-Light Propulsion） 本部分直接挑战了狭义相对论的绝对性，但不是试图推翻它，而是探索了允许“有效超光速”存在的物理机制。 关键议题包括： 虫洞理论的拓扑学与稳定性： 探讨了爱因斯坦-罗森桥（虫洞）的建立与维持。详细分析了穿越虫洞所需的“喉部”（Throat）张力和维持其开放所需的负质量或负能量条件。引入了拓扑绝缘体在时空结构工程中的潜在作用。 量子纠缠的“非信息”传输： 澄清了量子纠缠无法用于超光速通信的严格证明（No-Communication Theorem）。然而，深入探讨了如果存在尚未被发现的更高维度的耦合机制，信息如何绕过光速限制的可能性，尽管目前仅停留在纯数学推导层面。 洛伦兹对称性的局部破缺： 考察了在普朗克尺度下，洛伦兹对称性可能出现的微小破缺如何影响高能粒子在长距离传播中的行为，并评估这种破缺是否能被宏观利用。 第三部分：反应堆物理与先进能源获取（Reactor Physics and Advanced Energy Acquisition） 星际旅行需要远超化学火箭的能量密度。本部分聚焦于可行的高能、高比冲推进系统的物理学。 主要内容涵盖： 反物质湮灭推进（Antimatter Annihilation Propulsion）： 详细计算了正负电子和质子/反质子湮灭的能量转化效率。重点分析了反物质的有效存储技术，包括电磁陷阱的设计优化、空间电荷效应的抑制，以及如何安全地将高密度反物质束流注入反应腔体。讨论了制造和收集足够量反物质的宇宙学经济学分析。 核聚变推进的约束与点火： 对惯性约束聚变（ICF）和磁约束聚变（MCR）在航天应用中的比冲限制进行了详细的性能对比。着重分析了先进燃料循环（如氘-氦3或质子-硼11聚变）的等离子体物理学挑战，特别是高密度等离子体的磁流体力学（MHD）不稳定性控制。 零点能（Zero-Point Energy）的理论提取： 尽管极具争议，本章仍从量子电动力学的角度，审视了从真空涨落中提取能量的理论框架，包括对兰姆位移和范德瓦尔斯力的重新诠释，并评估了现有实验中声称的“能量增益”的物理可靠性。 第四部分：星际环境与航行安全（Interstellar Medium and Navigation Safety） 在星际空间中，即使是稀薄的物质也可能对高速飞船构成致命威胁。 核心分析包括： 高能粒子撞击与屏蔽： 详细计算了宇宙射线（特别是超高能宇宙射线）穿透物质时的电离能谱。设计了基于主动电磁屏蔽和被动材料衰减相结合的多层防护方案。重点分析了飞船结构材料在长时间高能粒子轰击下的材料疲劳与嬗变问题。 星际尘埃的相对论效应： 当飞船以接近光速的速度航行时，星际尘埃分子被压缩成高能伽马射线束。计算了这种“相对论性喷射”对前置光学设备和船体表面的烧蚀效应，并提出了等离子体偏导器（Plasma Deflector）的设计参数。 导航与相对论时间延迟： 讨论了在深空进行精确轨道校正所需的实时计算能力，以及由于相对论效应导致的观测者时间与飞船时间之间的巨大差异，如何影响遥感和地面控制的同步性。 第五部分：先进生命维持与长期休眠（Advanced Life Support and Long-Term Stasis） 星际航行意味着数十年甚至数百年的单向旅程。 本部分专注于生物物理学的工程化： 人工冬眠与代谢抑制： 探讨了低温生物学（Cryobiology）的最新进展。分析了细胞损伤（特别是冰晶形成和复苏过程中的氧化应激）的分子机制。提出了基于特殊化学诱导剂实现器官功能安全降级和重启的方案，而非单纯的物理冷冻。 闭环生态系统动力学： 详细模拟了完全封闭的生物圈（Bioregenerative Life Support Systems）的物质循环稳定性。分析了在微生物群落失衡、微重力对植物生长影响等长期因素下，氧气、水和营养物质的自洽性维持模型。 第六部分：引力场工程学：概念验证（Gravitational Field Engineering: Proof of Concept） 本部分将前述的理论物理与工程约束结合，探讨构建可行推进系统的步骤。 引力场生成器的数学模型： 探究了如何在不依赖巨大质量的情况下，通过精确控制的高能电磁场或超导磁场来模拟局部曲率变化。这涉及到对爱因斯坦场方程在非真空条件下的线性近似解的数值求解。 超导技术在推进中的瓶颈： 分析了室温超导材料（如可能）在产生超强磁场，以约束反物质或驱动磁帆（Magnetic Sails）时的临界温度、临界电流密度和临界磁场强度的要求。 第七部分：信息论与未来展望（Information Theory and Future Prospects） 信息熵与飞船自主性： 探讨了在通信延迟极大增加的情况下，飞船的板载人工智能需要具备多高的决策熵（Decision Entropy）和自主解决未预见问题的能力。 维度操控的思辨： 对高维空间（如弦理论中的额外维度）是否可能被利用为能量或推进的捷径进行了数学推演，将其视为当前物理学定律边界的探索性思考。 本书力求以最严谨的数学语言和最前沿的物理学理论，为读者勾勒出人类迈向星辰大海所需的艰巨物理挑战。它要求读者不仅要理解经典物理，更要掌握量子场论、广义相对论和先进数值计算方法。

作者简介

山本喜一
1953年生。1975年东京农业大学农学院农艺系毕，同年任教于千叶县立高中，目前任教于县立清水高中。授课时以实验为中心，希望能提高学生对化学的兴趣并且促其思考环境问题。着有《化学快速入门》（日本实业出版社），合着有《新高中化学读本》（讲谈社）、《地球环境问题教科书10讲》（东京书籍）等书。兴趣是登山、滑雪、钓鱼及园艺。

相关着作：《图解化学（修订版）》

藤田勲
1955年出生于青森县。1979年北海道大学理学元化学第Ⅱ学科毕。曾执教于埼玉县饭能高中、入间向阳高中、川越女子高中。自1988年起于饭能南高中任教。致力于写出能掌握自然全貌的化学教科书。兴趣是逛旧书店。

相关着作：《图解化学（修订版）》

译者简介

颜诚廷
1976年生，高雄人。译有《给未来总统的能源课》（漫游者）等书。

相关着作：《图解化学（修订版）》

评分☆☆☆☆☆

这本《图解化学》是我近期购入的一本非常有意思的书，它以一种我从未想过的方式打开了化学的大门。我一直觉得化学这个学科充满了各种抽象的概念和复杂的公式，光是看着就让人望而生畏。但这本书完全颠覆了我的认知。从翻开第一页开始，我就被它精美的插图所吸引，那些分子结构、化学反应的动态图解，简直就像在观看一场微观世界的3D电影。书中用通俗易懂的语言解释了许多我曾经感到困惑的原理，比如化学键是如何形成的，原子是如何结合成分子的，以及各种元素之间是如何相互作用的。让我印象最深刻的是关于有机化学的部分，那些复杂的碳链结构在书中被形象地描绘出来，好像一下子就变得清晰可见。而且，书中还穿插了一些有趣的化学史小故事和生活中的化学应用，比如我们每天吃的食物是怎么被身体消化吸收的，洗衣服的原理是什么，甚至连香水的成分居然也隐藏着如此精妙的化学知识。读这本书的过程，与其说是学习，不如说是享受一场视觉和思维的双重盛宴。它让我觉得化学不再是冰冷的试管和数据，而是充满生命力和创造力的奇妙世界。我强烈推荐给所有对化学感到好奇，或者曾经因为畏难情绪而放弃学习化学的朋友们。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得学习化学是一件很挑战的事情，因为它涉及很多抽象的概念和难以想象的微观世界。《图解化学》这本书，就像一道光，照亮了我通往化学世界的大门。它没有采用枯燥的文字堆砌，而是巧妙地将各种化学原理和概念，融入到精心设计的图画中。我非常喜欢它对于原子、分子结构的描绘，那些三维的立体图，让抽象的概念变得具体可感。书中关于化学反应的图解，更是让我眼前一亮，它们不再是简单的箭头和字母组合，而是生动地展示了物质转化的过程，仿佛一场场微观世界的化学魔术。我一直对化学史很感兴趣，这本书在讲述化学知识的同时，也穿插了一些有趣的化学发现故事，让我了解到那些伟大的化学家是如何一步步探索这个世界的奥秘的。通过这本书，我不仅学习到了很多基础的化学知识，比如物质的性质、化学键的形成，还对一些更复杂的概念，如催化剂的作用、化学平衡等，有了更深入的理解。这本书让我觉得学习化学不再是枯燥的记忆，而是一次充满惊喜和发现的探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

我之前对化学的理解，停留在高中课本那种略显生硬的阶段，认为它是一门与我生活无关的学科。但《图解化学》彻底改变了我的看法。这本书最大的亮点在于它的“图解”二字，书中大量的插图和图示，将化学原理生动地展现出来，让人在阅读过程中，仿佛置身于一个微观的化学实验室。举个例子，关于物质的相变，书中用流畅的动态图展示了分子在固态、液态、气态之间的运动和排列变化，这比任何文字描述都更加直观。我尤其喜欢书中关于有机化学部分的内容，那些复杂的有机分子结构，在图解的帮助下，变得清晰易懂。书中还穿插了很多与我们日常生活息息相关的化学知识，比如食物的保鲜、清洁剂的工作原理，甚至连空气污染的成因和治理，都进行了图文并茂的解释。阅读这本书，让我觉得化学不再是遥不可及的科学，而是渗透在我们生活方方面面，并且充满了智慧和实用性的学科。它不仅增长了我的知识，更让我学会了用一种更科学、更理性的眼光去观察和理解这个世界。

评分☆☆☆☆☆

这本《图解化学》简直是为我这种“视觉型学习者”量身定做的。我一直以来都对科学抱有浓厚的兴趣，但很多时候，在文字描述中徘徊，总是无法真正抓住核心概念。这本书的出现，完美地解决了我的痛点。它就像一位循循善诱的老师，用最直观、最形象的方式，将抽象的化学知识具象化。我特别欣赏书中对于分子运动和能量转化的图解，那些流动的粒子、跳跃的能量图，让原本虚无缥缈的概念变得触手可及。书中对各种化学反应类型的分类和解释，也非常清晰，例如氧化还原反应、沉淀反应等等，通过精妙的插图，能够一眼看出它们的核心特征和发生条件。我一直对化学实验很感兴趣，但现实条件不允许，这本书的图解部分，某种程度上满足了我的好奇心，让我能够“亲身”体验那些奇妙的化学变化。它不仅仅是一本教科书，更像是一本充满艺术感的科学画册。每翻开一页，都能被其中的图画所吸引，然后不知不觉地就被其中的知识所感染。这本书让我重新找回了对化学的兴趣，并且发掘了它在生活中的无数应用，感觉世界都变得更加有趣了。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，《图解化学》这本书真的给了我一个巨大的惊喜。我平时对科普读物并没有太大的兴趣，通常觉得它们要么过于浅显，要么过于枯燥。但这本书完全打破了我对科普书的刻板印象。它的编排方式非常新颖，将看似复杂的化学理论拆解成一个个独立又相互关联的小模块，每个模块都配有大量的图示，而且这些图示不是简单的示意图，而是经过精心设计，能够直观地展示化学反应的过程和微观结构的特点。例如，在讲解酸碱中和反应时，它并没有简单地给出化学方程式，而是通过动画式的图解，清晰地展示了氢离子和氢氧根离子是如何相互吸引、结合，最终生成水分子的。这种“所见即所得”的学习方式，极大地降低了理解门槛。书中还涉及了一些更深入的话题，比如热力学和动力学的基本原理，在图解的辅助下，也变得不再那么难以理解。我尤其喜欢书中关于周期表的解读，它不再是一张冷冰冰的表格，而是通过生动的图文，揭示了元素之间奇妙的联系和规律，让人忍不住惊叹大自然的鬼斧神工。这本书的语言也十分考究，既有科学的严谨性，又不失人文的温度，读起来毫无压力。