从不为人知的月球秘密到吞噬一切的黑洞,从150亿年前的大爆炸到宇宙的命运,从传说中的小绿人到猜想中的七维人,从亚特兰蒂斯到喜马拉雅神秘塔,从章鱼保罗到恐怖的食人鸟,从不要怕热的细菌到千年后的人类,从脾气古怪的科学家到征服世界的洋葱……大千世界,大至茫茫宇宙、日月星辰,小至一草一木、一石一沙,都有无穷奥秘等待我们去探索、去发现。这套《探索与发现》系列丛书汇集了各种奇妙而有趣的科学知识、最前沿的科学成果和科学发现,带你走入五彩斑斓的科学世界。
《浩瀚宇宙谜中谜》为该丛书之一,主要讲解了与月球、太阳系、黑洞、宇宙起源、暗物质等有关的神秘而有趣的科学知识,介绍了这些科学前沿问题的最新研究进展和最新发现。
《浩瀚宇宙谜中谜》内容包括太阳系的诱惑、迷幻宇宙、黑洞·大爆炸·时间和暗物质之谜四部分,主要介绍了月球、太阳系、黑洞、宇宙起源、暗物质等令人迷惑不解又非常有趣的问题,并对这些科技前沿问题的最新研究进展和最新发现做了介绍。
《浩瀚宇宙谜中谜》内容生动有趣,适合普通读者,特别是青少年阅读。
网球明星安狄·罗迪克被称为“火箭人”,因为他拥有世界上最快的发球记录:发球速度高达250千米/小时。在对手意识到球在飞向哪里之前,它已经不见了。一流的技术!他的反弹球的速度也像火箭发射一样快。
信不信由你,这在比赛中可能成了大问题,如此又快又重地击球,网球会直着飞向远方,一直到消失在球场之外,出界了!这样要赢比赛就难了。
不过,别担心,罗迪克还有个神奇的技术:“上旋”。斜着击球,罗迪克可以让网球飞转起来,上旋让球以向下的曲线运动。这回,球不会直冲向场地之外,而是在近处,在另一面场地合适的位置上优美地落下,赢了!
异想天开的“火箭人”最近在考虑一个问题:“如果美国网球公开赛选定在月球上举行,我用上旋的老办法还行吗?”
伯努利效应失灵了
这是个绝妙的问题!2004年,美国宣布:“人类正在向广大宇宙迈进!”虽然没有说网球会向宇宙迈进,但是网球运动员在兴奋地考虑这个问题。毕竟,不管人们去往哪里,体育运动都会接踵而至。几十年以后,网球可能成为月球上消遣娱乐最流行的项目。
请想像这幅图景:两个穿着太空服的运动员盯着对方,他们中间是插入到月球尘埃当中的隔网。在他们头顶上,太阳明亮地挂在天上,但天空却是黑色的。地球看起来很美,今天是“新月”。
一个选手发球,球飞起来、继续飞、继续飞,啪!无声地,一个时速250千米以上的球滑翔过球网,直着飞,一直飞……对方没到接球,球还一直飞,飞过球界,还在飞……
出问题了,在月亮上,上旋失灵了!
实际上,球还是会正常旋转,但是这种旋转并不会让球形成向下的运动曲线。因为月球上没有空气,而球的旋转只有在空气中飞行时才会形成曲线。当然,月球的引力也会让向上旋转的球向下弯转,但是弯转程度太小了,不足以挽回每次发球。
物理学家把地球上“上旋”现象的形成原因归结为“伯努利效应”:对于一个旋转的球,一面的气压j总比另一面要高。高压推动球往低压的方向跑,于是才有了曲线。瑞士物理学家伯努利在18世纪就观察记录下了这个现象,还建立了方程式,给300年后罗迪克等运动员非凡的球技打下了基础。
在球类运动中,伯努利效应很重要。在棒球比赛中,它让投手扔出曲线球;在网球比赛中,它让选手发出一流的上旋球;在高尔夫球比赛上,它让令人生畏的削球成为可能。
1971年2月6日,当阿波罗号宇航员谢帕德试着击打月球上的一些球状物体时,可以说他成了第一个太空高尔夫球手,他的球棒是自制的,由一个地质工具把手充当。“很不幸,太空服太笨重,太僵硬了,用两只手我打不了,但是我试着打一些月球表面的沙子。”谢帕德说,“有一个击球看起来像削球,笔直地出去,但只滚动了二三米远。后来我终于击出了一个漂亮的球,它跑了几千米,还没有停下。或许,作为训练场所,月球是个完美的选择。”
“别具一格"的比赛
其实,与在地球上比,在月球上打网球在很多方面都不相同。比如说,月球表面上的引力只有地球表面的1/6,球会“懒洋洋”地在天上飞6倍于地球的时间,飞的高度也会高6倍。运动中感到渴了吗?发球吧,在球飞起的时候,你完全可以抽空去喝杯水。
在地球上,我们有沙地球场和草地球场,在月亮上,只有“灰土场地”。球场的表面当然会影响玩球的种类:在沙地上球无法弹起,而在草地上球就能欢快地弹跳。而“灰土”呢,很可能和沙地的性质差不多,除非事先将它压平,压实。
月球上的尘埃也给网球带来了有趣的变化。一方面,尘埃是极其干燥并绝缘的,所以很容易产生静电黏附力,就像从干衣机里带着噼里啪啦声把袜子拉出来一样。在这种尘土上滚来滚去,球会积累越来越多的带电的尘埃。想要用电击倒你的对手吗?自己做好保护措施,然后直接把球扔到他身上去!
还有呢,当球在月球场地上弹跳的时候,它会带起少量的尘埃。灰尘降落地慢,你巧妙地转动球,就可以让尘土飞射向对手,狡猾地让他目眩,从而失去判断力。P17-21
《大科技》杂志创刊于1997年,自创刊起就以爱因斯坦所倡导的“想像力比知识更重要”为理念,以开拓思维、激发好奇心、丰富想像力为宗旨,着重于揭示天、地、自然界的奥秘,介绍科学假设和最新的科学成就,展示未来的科学前景,激发广大读者的想像力和科学思维。《大科技》自创刊以来,一直受到广大读者,特别是青少年读者的喜爱,每年被中央和地方报刊转载的文章达200多篇次。
本次结集出版的《浩瀚宇宙谜中谜》、《外星生命狂想曲》、《神秘现象大揭秘》、《不可思议的生命奇观》和《有趣的科学世界》均是从《大科技》历年刊发的文章中挑选并重新编排的精华文章。《浩瀚宇宙谜中谜》主要讲解了与月球、太阳系、黑洞、宇宙起源、暗物质等有关的神秘而有趣的科学知识,介绍了这些科学前沿问题的最新研究进展和最新发现;《外星生命狂想曲》从科学的角度对外星生物和外星人可能的相貌、生活习性以及寻找外星人和外星生物的方法等研究成果做了多角度描述,全面介绍了人类目前对外星生命的主要研究成果;《神秘现象大揭秘》主要介绍了自然界中与史前文明、地球灾难、神秘建筑等相关的一些诡异而神秘的现象,并对这些现象作了合理的科学解释;《不可思议的生命奇观》分别介绍了与动物、植物和人类相关的各种神奇的生命现象和超乎想像的神奇能力,并对其进行了科学解释;《有趣的科学世界》主要讲述了一些著名科学家的奇闻轶事、传奇故事,并从科学的角度对一些历史事件等进行了重新解读,试图用科学的方法找出其背后的真相。在选编中力争做到选材角度独特,新颖有趣,适合普通读者,特别是青少年阅读。
大千世界,大至茫茫宇宙、日月星辰,小至一草一木、原子夸克,都有无穷奥秘等待我们去探索、去发现。在科学技术日新月异的今天,我们不仅要学习科学知识,更要培养勇于探索、勇于发现的精神。这也正是本套丛书出版的意义所在。
《大科技》杂志社
2011年5月