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书名 无边的引力世界/看不见的科学世界
分类 少儿童书-启蒙益智-科普百科
作者 刘树勇//邱克//尹德利
出版社 河北科学技术出版社
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简介
试读章节

一、宇宙的立法者

宁静的夜晚,当我们漫步户外的时候,往往会情不自禁地抬头仰望星空。满天的星斗,浩瀚无际的天空,为人们提供了巨大的想象空间。自古以来,宽广而又深邃的星空一直吸引着人类的目光。星星是什么?它们离我们有多远?宇宙有多大?星球的运动、演化、空间和时间等等所有这些问题仍是人类最为关心的问题。

宇宙是我们的祖先最早开始关心的一个话题,他们有着丰富的想象,提出了各种各样的模型,以说明他们所观察到的现象。什么是宇宙?战国时期一位叫尸佼的人是这样说的:“四方上下日宇,往古来今日宙”。意思是说:“宇”指的是东、南、西、北、上、下六个方向的空间;“宙”则包括过去、现在和将来的时间。人类活动、天体运行、万物演化都包含在这个空间中,并随时间变化而发展。

自古以来,人们头顶着天,脚踩着地,很自然地认为宇宙是由天地两部分组成,还认为天地是有形的。古埃及人把宇宙设想成一个箱子,箱底是大地,箱盖是天。古巴比伦人认为天像圆罩,罩在大地上。

中国古人对天地的认识主要有三种说法:“盖天说”、“浑天说”、“宣夜说”。

起源于周代的“盖天说”把天看成圆盖,大地如同四方的棋盘。后来有人发现大地并不是平面的而是拱形的,于是又提出新的盖天说,认为天像一个圆形的盖子,地像一个倒放的盆。

“浑天说”的主要代表人物是东汉科学家张衡。他认为:天地像一个鸡蛋,天如同蛋壳,形状圆圆的像一个弹丸,地像鸡蛋中的蛋黄,居于中间;天大地小,天包着地,就像蛋壳裹着蛋黄;天靠气支撑着,地好像浮于水上。浑天说的球形大地概念比盖天说前进了一大步,但这种天有形状、地在中心的说法并不科学。

“宣夜说”相传出自殷代,它的主要思想是:天高远无尽头,天无颜色,并非实体,只是因为天离我们太远,所以看起来好像一种有颜色的实体;日、月、行星自由移动于虚无的空间,可自由地做各种不同的运动。宣夜说抛弃了天有形的观念,认为宇宙是无限的,这种观点很早就出现在中国,实在是难能可贵的。

古希腊著名天文学家亚里士多德认为,宇宙是和谐的、完美的,几何图形中圆形、球形是最完美的,因此天体的形状也应该是球形的。他提出大地是一个球体,一部分是陆地,另一部分是水域,周围被空气包围着。他还用许多实例来证明这种观点。例如,当一个人站在海岸上看着远去的帆船,当船身已经看不见时,仍能看见船的桅杆露在水面上。这说明海洋的水面不是平面,而是弯曲的。亚里士多德还以月食现象为例指出:月食是由于地球挡住了太阳光,地球的阴影掠过月亮的表面时引起的,阴影是圆形的,所以地球本身也应该是圆形的。确立大地球形的观点是亚里士多德对天文学的重要贡献。

亚里士多德还认为地球是宇宙的中心,是静止不动的;天是有形的,由一个个透明天球层组成,日、月、五大行星分别附在各自的天球层里,这些天球层围绕地球做复杂的运动,离地球最近的是月亮,其余依次是水星、金星、太阳、火星、木星和土星。他还认为日、月、行星的运行路线应该是一种完美的正圆,运动速度均匀不变。

亚里士多德的天球层模型是古代西方第一个关于宇宙结构的理论。但在当时没有多少人相信亚里士多德的话,人们总是反问:如果地球是圆的,那么住在地球另一端的人头总是向下,他们怎么走路呢?他们怎么不掉下去呢?亚里士多德还不知道地球的引力作用,无法回答这些问题。

P1-4

目录

一 宇宙的立法者

 古人眼中的宇宙

 谁是宇宙的中心

 行星轨道的发现

 苹果为什么落地

 白纸换来的星球

二 相对论趣话

 失败的实验竟打开了相对论的大门

 揣摩自然的“心思”

 新世纪升起的星

 奥林匹亚科学院

 不平凡的1905年

 有趣的狭义相对论

 质量与能量

 汤普金斯的“奇遇”

三 2000多年的难题

 数学王国中的“圣经”

 子承父业的鲍耶

 喀山大学的毕业生

 “惧怕马蜂”的高斯

 弯曲空间

 与“二维人”的对话

四 爱因斯坦发现“新大陆”

 普朗克的鼓励

 厄缶的实验

 “升降机”实验

 几何学是物理学的分支

 “圆桌会议”上的发现

 光线弯曲的设想

 来自敌国的验证

 新思想的诞生

 怪异的水星运动

 进一步的验证

五 观测宇宙的射电“窗口”

 央斯基的偶然发现

 业余天文学家的杰作

 射电望远镜的发展

 能辐射脉冲的星星

 惊人的中子星

 “蟹状星云”传奇

六 奇异的黑洞

 星星的三种命运

 为什么叫黑洞

 可怕的黑洞

 黑洞并不黑

 轮椅上的天才

 开发黑洞能

七 有趣的白洞和虫洞

 什么是白洞

 白洞是从黑洞转变来的吗

 神秘的“虫洞”

 令人困惑的“四不象”——类星体

 有趣的“引力透镜”

 打造“时间机器”

 通向另一个世界之桥

八 宇宙大爆炸

 早期对宇宙的认识

 爱因斯坦的宇宙模型

 爱因斯坦的“失误”

 宇宙在膨胀吗

 宇宙真的在膨胀

 富有传奇色彩的科学家——哈勃

 骡马官创造的奇迹

 有趣的α-β-γ故事

 聆听宇宙大爆炸的“回声”

九 神秘的宇宙

 创世的传说

 奇妙的宇宙“大数”

 宇宙真的是为我们人类而造的吗

 宇宙的演化

 爱因斯坦也不能解决的“白痴”问题

 “众里寻她千百度”

 “下落不明”的暗物质

 科学与美

序言

在晴朗的夜空下,极目仰望,一条由数不清的星星组成的、像河一样的白茫茫长带就会映入我们的眼帘,这条长带日复一日、年复一年地在天空中悬挂着。除了儿时听过的牛郎织女故事外,青少年朋友们对星星的真实情况又了解多少呢?

今天,人们已经知道,这条长带实际上就是我们地球所在的银河系。银河系大得实在惊人,它竟可以将上千亿颗像太阳一样大小的恒星装进去。要知道,太阳可以装下130万个地球啊!你可以想像;银河系该有多大了吧!然而,科学发展到今天,人们的视野又延伸到了宇宙的更深处。科学家们发现,我们的银河系不过是茫茫宇宙中一个小小的孤岛而已,像银河系这样的星系,宇宙中实在是多得不可胜数。它们像一个个上紧发条的“大钟”,有节奏地运转着,永不松懈,永不停止。

你也许要问,科学家们是怎样知道宇宙是如此之大的?恒星、星系是怎么运转的呢?支配它们运转的力量又是什么呢?

三四百年来,无数的科学家不畏艰辛,不畏权威,他们向着无数的宇宙之谜发起了一次又一次的冲击,他们在探索真理的征途上,建立起了一座座的灯塔,照耀着后人继续科学的征程。

到了20世纪初,科学将爱因斯坦推到了人类的最前沿,他几乎是单枪匹马地在夜幕中艰难地向前探索。经过持久的拼搏,爱因斯坦终于发现了一块人类从未涉足过的“新大陆”。

紧随着爱因斯坦,一大批科学家也在宇宙中不停地探索着,他们发现了许多更为新奇的现象:那可怕的黑洞、“精确”的脉冲星、神秘的时空隧道、不可捉摸的反物质、大量存在的暗物质、震撼人心的宇宙大爆炸……这样的宇宙是多么的神奇与美妙啊!在这美妙的世界中自由徜徉,该是一件多么惬意的事情啊!

不仅如此,青少年朋友们还会在书中体会到科学家们不畏艰难的探索精神、精巧美妙的科学方法、严谨周密的逻辑思维、富于创新的卓越品格和他们成功后的甜美喜悦,进而把科学融入到青少年朋友们的生活,使科学变成你们的终生情趣。如果真能这样的话,我们将感到极大的欣慰了。

刘树勇

2001年7月于北京

内容推荐

今天,人们已经知道,这条长带实际上就是我们地球所在的银河系。银河系大得实在惊人,它竟可以将上千亿颗像太阳一样大小的恒星装进去。要知道,太阳可以装下130万个地球啊!你可以想像;银河系该有多大了吧!然而,科学发展到今天,人们的视野又延伸到了宇宙的更深处。科学家们发现,我们的银河系不过是茫茫宇宙中一个小小的孤岛而已,像银河系这样的星系,宇宙中实在是多得不可胜数。它们像一个个上紧发条的“大钟”,有节奏地运转着,永不松懈,永不停止。

青少年朋友们会在《看不见的科学世界:无边的引力世界》中体会到科学家们不畏艰难的探索精神、精巧美妙的科学方法、严谨周密的逻辑思维、富于创新的卓越品格和他们成功后的甜美喜悦,进而把科学融入到青少年朋友们的生活,使科学变成你们的终生情趣。

《看不见的科学世界:无边的引力世界》由刘树勇、邱克、尹德利编著。

编辑推荐

刘树勇、邱克、尹德利编著的《看不见的科学世界:无边的引力世界》讲述一大批科学家在宇宙中不停地探索着,他们发现了许多更为新奇的现象:那可怕的黑洞、“精确”的脉冲星、神秘的时空隧道、不可捉摸的反物质、大量存在的暗物质、震撼人心的宇宙大爆炸……这样的宇宙是多么的神奇与美妙啊!在这美妙的世界中自由徜徉,该是一件多么惬意的事情啊!

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更新时间:2025/4/7 3:09:53