“探究式科普丛书”是一套百科全书式的科普系列读物,共100本,分为物质科学、生命科学、地球物理科学、现代科技4个系列。与其他科普类图书相比,该套丛书最大的特点是其全面性,几乎囊括了自然科学领域的各个方面,通过阅读这套丛书,可以“上知天文下知地理”;其次这套丛书的丛书名也很有特色,“探究式科普丛书”从题目上就满足了广大读者对科学技术的兴趣,注重探究性,让读者带着问题去了解科学、学习科学,从而真正让阅读融入人们对世界的认识当中,让人们通过阅读树立科学的世界观。
本书为其中一册《浩瀚的宇宙》,由林静编著。
宇宙,是我们生命之舟的停泊之处。那这个庞大的统治者,是在慵懒地静卧,还是在细心地观察着什么?它在仔细聆听遥远的天籁之音.还是在关注体肤血脉的搏动?
《浩瀚的宇宙》从宇宙的起源说起,分别介绍了宇宙的发展历程、运动方式以及它的家族成员,介绍了人类在文明发展的进程中对宇宙不断地探索和研究。
《浩瀚的宇宙》由林静编著。
3.宇宙物质的多样性
当代天文学的研究成果表明,宇宙是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。
行星是最基本的天体系统。太阳系中共有八颗行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星(冥王星目前已被从行星里开除,降为矮行星)。除水星和金星外,其他行星都有卫星围绕其运转。地球有一个卫星一月球,土星的卫星最多,已确认的有26颗。行星、小行星、彗星和流星体,都围绕中心天体太阳运转,构成太阳系。太阳占太阳系总质量的99.86%,其直径约140万千米。太阳系中最大的行星是木星,它的直径约14万千米。太阳系的大小约120亿千米(以冥王星作边界)。有证据表明,太阳系外,也存在其他行星系统。2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质,构成了更巨大的天体系统——银河系。银河系中,大部分恒星和星际物质,集中在一个扁球状的空间内,从侧面看很像一个“铁饼”,正面看去,它则是一个巨大的旋涡。银河系的直径约为10万光年,太阳位于银河系的一个旋臂中,距银河系的中心约3万光年。银河系外,还有许多类似的天体系统,称为河外星系,常简称星系。星系也聚集成大大小小的集团,叫星系团。平均而言,每个星系团约有百余个星系,直径达上千万光年。现在,科学家已发现上万个星系团。包括银河系在内约40个星系构成的一个小星系团,叫本星系群。若干星系团集聚在一起,构成更大、更高一层次的天体系统,叫超星系团。超星系团往往具有扁长的外形,其长径可达数亿光年。通常情况下,超星系团内只含有几个星系团。只有少数超星系团,拥有几十个星系团,本星系群和其附近的约50个星系团构成的超星系团,叫做本超星系团。目前天文观测的范围,已经扩展到200亿光年的广阔空间,它称为总星系。
太阳系天体中,水星、金星表面温度约达700K(K是热力学单位,绝对零度一273.15℃),金星表面笼罩着浓密的二氧化碳大气和硫酸云雾,气压约50个大气压。水星、火星表面大气却极其稀薄,水星的大气压甚至小于2×10-9毫巴。类地行星(水星、金星、火星)都有一个固体表面,类木行星却是一个流体行星。土星的平均密度为0.70克/立方厘米,比水的密度还小,木星、天王星、海王星的平均密度略大于水的密度,而水星、金星、地球等的密度则达到水的密度的5倍以上。多数行星都是顺向自转,而金星则是逆向自转。地球表面生机盎然,而其他行星则是空寂荒凉的世界。
在恒星世界中,太阳是颗普遍而又典型的恒星。科学研究已经发现,有些红巨星(当一颗恒星度过漫长的青壮年期步入老年阶段时,将首先变为一颗红巨星)的直径,为太阳直径的几千倍。中子星直径,只有太阳的几万分之一。超巨星的光度,高达太阳光度的数百万倍;白矮星光度,却不到太阳的几十万分之一。红超巨星的物质密度,小到只有水的密度的百万分之一;而白矮星、中子星的密度,分别可高达水的密度的十万倍和百万亿倍。太阳的表面温度约为6000K,O型星表面温度达30000K,而红外星的表面温度约为600K。太阳的普遍磁场强度平均为1×10-4特斯拉,有些白矮星的磁场通常为几千、几万高斯(1高斯=10-4特斯拉),而脉冲星的磁场强度可高达十万亿高斯。有些恒星光度基本不变,而有些恒星光度在不断变化,称为变星。有的变星光度变化是有周期的,周期从1小时到几百天不等。有些变星的光度变化是突发性的,其中变化最剧烈的是新星和超新星,在几天内,其光度可增加几万倍甚至上亿倍。
恒星在空间中常常聚集成双星或三五成群的聚星,它们大致占恒星总数的l/3。也有由几十、几百乃至几十万个恒星聚集在一起的星团。宇宙物质,除了以密集形式形成恒星、行星等之外,还以弥漫的形式形成星际物质。星际物质包括星际气体和尘埃,平均每立方厘米只有一个原子,其中高度密集的地方形成形状各异的各种星云。宇宙中,除发出可见光的恒星、星云等天体外,还存在紫外天体、红外天体、x射线源、г射线源以及射电源。P8-12
科技进步是人类文明发展的原动力。回眸人类文明的每一次重大进步无不与科技的重大突破紧密相连。三次科技革命,更是使人类文明发生了彻底改变。我们不得不赞叹科技,它犹如魔法师手中的魔杖,使人类插上了想象的翅膀,将人类从头到脚都武装起来。望远镜的发明让人类视觉得到了延伸,使“千里眼”不再是神话故事中的虚拟人物;电话是人类听觉的“顺风耳”,它让即使远隔重洋的亲人也能像就在面前一样述说家长里短;汽车、飞机等交通工具是人类脚步的延伸,日行千里、日行万里不再是人类遥不可及的梦想;计算机是人脑的延伸,当人的智慧得到延伸的时候,人的创造力被无限放大;互联网技术的深入发展更是推动了人类文明的巨大进步,改变了人类的生活方式……
科技的发展不但在物质上推动着人类文明的进步,同时在人类的意识形态上也彻底改变了人们对世界的认识,不断形成新的、更加科学的世界观。哥白尼提出的日心说推翻了长期以来居于宗教统治地位的地心说,地球不再是宇宙的中心。而这仅仅是人类世界观的一个变化,诸如此类的认识变化实在太多了。
今天我们在全社会倡导建设社会主义精神文明,社会主义精神文明建设的核心内容是科学的世界观、为人民服务的人生观及集体主义的价值观。科学的世界观是最为基本的出发点。如果没有正确的科学思想来指导行为,就难免会走弯路,所以科学知识的宣传和普及是精神文明建设的最根本的环节。
英国哲学家弗兰西斯·培根曾经说过:“知识的力量不仅取决于其本身的价值大小,更取决于它是否被传播以及被传播的深度和广度。”
我们说的科普是指采用读者比较容易理解、接受和参与的方式,普及自然科学和社会科学知识,传播科学思想,弘扬科学精神,倡导科学方法,推动科学技术的应用。这对于广大读者来说,可以了解一定的科学知识,有利于树立正确的世界观、人生观和价值观。对于科技工作者和文化工作者来说,在全社会开展科普知识教育是参与建设社会主义文化的重要渠道。
我们知道,中国是一个拥有5000多年悠久历史的文明古国,虽然曾经在科技上长时间走在世界的前列,取得了许多举世瞩目的科技成果,但是由于长期的封建思想统治,广大民众的科学意识比较单薄。所以在我国民众中开展广泛的科学技术普及教育具有特别重要的意义。
科普的形式是多种多样的,譬如建科技馆、自然博物馆,举办各种科技讲座等,但是相对来说,图书出版无疑是所有科普活动中最为重要和易于实施的途径。有关科普教育和科普读物出版发行工作,多年来得到中央和地方各级党和政府部门以及相关社会团体的广泛支持。2002年6月29日,《中华人民共和国科学技术普及法》正式颁布实施,标志着我国科普事业进入法制化的轨道。为持续开展群众性、社会性科普活动,中国科协决定从2005年起,将每年9月第三周的公休日定为全国科普日。2003年以来,为支持老少边穷地区文化事业发展,由文化部、财政部共同实施送书下乡工程。2009年2月,中国科协等单位五年内在全国城乡建千所科普图书室的活动举行了启动仪式。2003年以来,由民政部、中央文明办、文化部、新闻出版总署、国家广电总局、中国作家协会联合举办的“万家社区图书室援建和万家社区读书活动”,已经援建城乡社区图书室16.2万个,援建图书5600万册,其中三分之二以上为科普图书,约3.5亿城乡居民从中受益,对广大社区居民的科技普及起到了一定作用,提升广大社区居民的科技素质。
为了帮助广大读者特别是青少年读者系统、全面、准确、深入地学习和掌握有关自然科学方面的基础知识,用科学发展观引领他们爱科学、学科学、用科学的能力,中国社会出版社按照国家确定的学生科普知识标准,编辑出版了《探究式科普丛书》。
该套丛书是一套百科全书式的科普系列读物,共100本,分为物质科学、生命科学、地球物理科学、现代科技4个系列。与其他科普类图书相比,该套丛书最大的特点是其全面性,几乎囊括了自然科学领域的各个方面,通过阅读这套丛书,可以“上知天文下知地理”;其次这套丛书的丛书名也很有特色,“探究式科普丛书”从题目上就满足了广大读者对科学技术的兴趣,注重探究性,让读者带着问题去了解科学、学习科学,从而真正让阅读融入人们对世界的认识当中,让人们通过阅读树立科学的世界观。
党的十七届六中全会通过的《中共中央关于深化文化体制改革推动社会主义文化大发展大繁荣若干重大问题的决定》,为我们描绘了一幅社会主义文化建设的宏伟蓝图。我相信这套科普图书的出版必将在一定程度上满足广大读者对科普知识的全面需求,为读者树立科学的世界观打下一定的基础。
是为序。
(全国人大常委会副委员长、民革中央主席)