你知道纳米是什么吗？火星到底能住人吗？鸟儿和恐龙又有什么关系？快进入科学的世界一探究竟吧！本书由《科普时报》原总编辑尹传红主编，收录了刘忠范、卞毓麟、郑永春、王倩、冯伟民、徐星等国内著名科学家及科普作家的经典科普作品。除了入选小学课本的《纳米技术就在我们身边》外，本书汇聚了太空探索、自然世界、人类生活等多方面的科学知识，有利于激发孩子的想象力和求知欲，培养孩子对科学的兴趣和爱好。

尹传红，《科普时报》总编辑，中国科普作家协会常务副秘书长。著有《幻想：探索未知世界的奇妙旅程》《该死的粒子：理趣阅读司南》等15部书。曾获国家科学技术进步奖二等奖（科普类），“全国优秀科普作品”奖。曾被评为“全国优秀科技工作者”、“北京市科学技术普及工作先进个人”。2018年1月被中国科协和《人民日报》社评为“2017年十大科学传播人物”。

科学阅读的人生启迪/尹传红
第一辑　前沿纵览
　纳米技术就在我们身边/刘忠范
　引力波之谜/甘本祓
　气象卫星智擒台风的秘密/曹静
　量子计算机是什么？/高博
　当病毒成了人类的战俘/顾卓雅
　钻冰取火/郭友钊
　人机智能问答/王元卓　陆源
第二辑　太空探索
　火星，中国来了！/郑永春
　巨镜“韦布”今秋凌霄/卞毓麟
　话说“水星七杰”——年前美国载人航天这样起步/卞毓麟
　火星车的“火”/贾阳
　恒星爆炸时，地球安全吗？——超新星爆发如何影响地球生命/李鉴
　月球探秘/王倩
第三辑　自然巡礼
108张虎皮
　隐藏的创新大师/李峥嵘
　树木古年轮的神奇指示作用/冯伟民
　企鹅岛和海豹滩/金雷
　黑弹树棒棒糖里的象和蜂/刘华杰
　鸟儿是恐龙变的吗/叶剑　徐星
　芍药殿春风/祁云枝
　守护南海珊瑚林/赵致真
　我是紫薇，但不是格格/韩静华
第四辑　生活解码
　冰雪盛会/赵致真
　大数据能胜过人的经验吗？/程萍
　印象派的点彩法和梵高的向日葵/张文虎
　灵机一动是哪儿在“动”？/王明宇
　细胞如何传递“情报”？/王欣
　应对新灾难：先进与脆弱/尹传红

科学阅读的人生启迪
尹传红
科学的世界绚丽多彩，
科学的身影无处不在。
你正在翻阅的《纳米技
术就在我们身边》这部文集
，聚焦前沿纵览、太空探索
、自然巡礼、生活解码四大
科学议题，向你娓娓讲述科
学世界中的点点滴滴，为你
提供一些学校科学课以外的
科学“营养”，期望你借此能
够更好地理解科学、欣赏科
学，进而认识科学、掌握科
学。
“科学上有些东西是深具
魅力的，少许微不足道的事
实就可以引出一大堆猜想。
”美国作家马克·吐温借其作
品主人公讲出的一句话，让
我思之再三很有感怀，因为
我在少年时代就曾有幸感受
过这样的魅力，并且延续了
关联中的思考，得到了颇受
其益的智慧启迪。
记得是在读小学四年级
的时候，我向数学老师发问
：“为什么把平角定为180度
，而不是100度或200度？”
老师答复我说：“这是早就
定下来的数学规则呀。”但
这并不能令我满意。
后来，我从一本科普书
上读到：古巴比伦人崇拜太
阳，他们看到太阳每天东升
西落，在天空中划过一个半
圆弧，而这个半圆弧的弧长
正好相当于180个太阳(当然
是视觉中的太阳)的累加，
于是他们就把平角定为180
度，整圆自然就是360度了
。
原来如此！我又惊讶又
兴奋，仿佛自己在科学上有
了一个新发现，由此我便爱
上了数学。
过后不久，我又在课外
阅读中看到了发生在2200
多年前的一个故事，更感欣
喜和振奋。这故事说的是，
当时世界上最大的海港——
埃及的亚历山大港，有一座
当时世界上最大的图书馆—
—亚历山大图书馆，馆长名
叫埃拉托色尼(约公元前
275-前194年)，他是一位数
学家、地理学家和天文学家
。有一天，他在读书时留意
到一个记述：在赛印南部前
哨，靠近尼罗河的一条大瀑
布的附近，如果选择在6月
21日(夏至)的正午竖一根与
地面垂直的木棍，那么，该
木棍并不会有影子。
夏至是一年中白昼最长
的一天，时间越向正午推移
，庙宇廊柱投下的影子长度
就越短，直到正午时分，影
子完全消失。此时在深井的
水中能够看到太阳的倒影，
太阳正位于头顶上方。
这是一项很容易被其他
人忽略的观测。木棍、阴影
、井中的倒影、太阳的位置
——这些简单的日常事物可
能有什么重要意义吗？
作为科学家的埃拉托色
尼显然不会放过对这些日常
事物的观察，他问自己：为
什么在同一时刻，位于赛印
城的木棍没有阴影，而位于
他身居的亚历山大城的木棍
却会投下明显的阴影呢？他
认为，唯一可能的答案就是
，地球的表面是弯曲的。
后来，他根据亚历山大
和赛印两地观测到的影子长
度差异，推测出两地沿地球
表面的角距离大约是7度。
如果想象两根木棍可以延伸
至地球中心，那么它们的交
角为7度。7度差不多是整个
圆周的五十分之一。而已知
亚历山大和赛印两地相距约
800千米，800×50=40000
，也就是说，地球的周长应
该约为40000千米。
这已经非常接近正确的
答案了。(今天我们知道地
球赤道周长大约为40076千
米。)而埃拉托色尼用的工
具只有木棍、眼睛、双脚、
大脑和他所具备的科学思维
。2200多年前他就取得了
如此重大的成就，成为第一
个精确测量出地球大小的人
。这又意味着什么呢？
后人根据埃拉托色尼估
测的地球大小重新绘制了世
界地图，新地图表明亚洲离
欧洲的距离比实际距离要近
得多，这激励了意大利航海
家和探险家克里斯托弗·哥
伦布向西航行的壮举。
1492年，哥伦布发现美洲
新大陆，开创了到新世界探
险和殖民的时代。它终结了
东西半球的彼此隔绝，启动
了人类全球化的最初进程，
并成为人类历史发展的重要
转折点。
伟大的探险还带来了更
重要的影响，那就是大大激
发了西方人的想象力，使得
他们能够以更开阔的视野来
看待五大洲、七大洋，乃至
于整个地球。
到了1600年，人类已知
的世界范围已经加倍于前。
人们的想象力不仅游走全世
界，而且向上深入天空。我
们的眼光已不再局限于地球
表面上的某一点空间，而是
扩及整个地球。地平线的消
失，意味着一个全新的局面
。
连带来看，是不是可以
说，古人埃拉托色尼的阅读
、观察与思考改变了世界，
或者说，在某种程度上创造
了一个新的世界？
类似这样的例子不胜枚
举。
事实上，许多杰出的人
物都是在优秀的科普作品、
科幻作品的熏陶和影响下走
进科学世界的。而他们的努
力探索、敢为人先，终以创
新成果将昨日之梦想化为今
日之现实，进而又拓展了学
科的边界、扩充了知识的疆
域，推动了时代的进步和社
会的发展。
在那些优秀的科普作品
、科幻作品中，对奇思妙想
的科学解读，对新异事物的
形象描述，对自然奥秘的探
索引导，对创新创造的理性
思考，都得到了很好的呈现
。这对增进人们，特别是青
少年朋友对科学的兴趣和理
解，激发想象力和创造力，
锤炼理性思维，进而追求科
学人生，实现自己的梦，都
大有裨益。
在我看来，科学方面的
阅读，既有知识的增长，

优秀的科普作品、科幻作品中，对奇思妙想的科学解读，对新异事物的形象描述，对自然奥秘的探索引导，对创新创造的理性思考，都得到了很好的呈现。这对增进人们，特别是青少年朋友对科学的兴趣和理解，激发想象力和创造力，锤炼理性思维，进而追求科学人生，实现自己的梦，都大有裨益。

引力波之谜
甘本祓
举世惊艳
2016年的春节为何分外热闹？因为2016年2月11日，美国国家科学基金会(NSF)会同加州理工学院(Caltech)、麻省理工学院(MIT)和激光干涉引力波天文台(LIG0)科学合作组织(LSC)的科学家，在华盛顿国家媒体俱乐部举行新闻发布会，向全世界正式宣布：人类首次从地面直接成功地探测到了引力波！
早在100年前的1916年，爱因斯坦发表广义相对论后，就预言了它。
UGO实验室执行主任、加州理工学院教授莱兹在新闻发布会上异常激动地说：
我们探测到了引力波！我们做到了！……这也是
首次听到宇宙通过引力波与我们的对话，在这之前，我们都听不见……对弓l力波的直接探测，实现了50年前就定下的伟大目标：直接探测难以捕捉的事物，更好地理解宇宙。我们在爱因斯坦广义相对论发表100周年之际，完美地续写了爱因斯坦的传奇。
LSC发言人、路易斯安那州立大学天文物理学家冈萨雷斯接着说：“这项探测是一个新时代的开始，引力波天文研究不再是纸上谈兵。我们能‘听’到引力波，从而就能‘听’到宇宙，这是引力波最令人欣赏之处！”
探测引力波事件发生在2015年9月14日9时50分45秒(世界协调时间)。该波从南方来，先经过美国利文斯顿激光干涉引力波天文台，后经过汉福德激光干涉引力波天文台，只差7毫秒，与光速扫过两台的时间相符。信号波形相同，频段一致，信号频率范围为35～250赫兹。据此断定是同一波。为防误判，科学家们又经过了5个月的分析、研究、鉴别，最终肯定了探测成果的可靠性，这才慎重地公之于众。
这个引力波是由两个黑洞的碰撞与合并时产生的。它俩各自的质量分别相当于太阳质量的36倍和29倍。按说，它们合并后的质量应是两者质量相加，即65倍太阳质量。但事实却是：合并的黑洞质量只有62倍太阳质量。那还有3倍太阳质量呢？是它俩旋近、合并之际，转化为引力波辐射到宇宙中去了。
这是人类第一次探测到引力波，也是首次直接证实了黑洞的存在，亦是首次测得两个黑洞的碰撞与合并。可谓一箭三雕、意义非凡！有人说：“这是一项划时代的成就！”还有一些人说：“应把2016年称为引力波世纪元年！”
为将此事载人史册，特将其定名为：GW150914。其中，GW是引力波的英文字头缩写，后面就是测到它的日期：2015年9月14日。
按说，人们对“引力”二字并不陌生，早在17世纪，物理祖师爷牛顿就已讲过，那就是连小学生都知道的万有引力定律。且不论是否因为苹果掉下来砸了牛顿的头，才促使他思考，但人们却早已形成共识：人之所以能站在地球上、而没有被抛上天，就是地心引力的功劳。可是，过了300多年，在“引力”之后，又加上一个“波”字，为什么人们就如此惊艳呢？下面就来揭开这个谜。
大师预言
这事，归根到底都是因为爱因斯坦的“异想天开”所致。想当初，在瑞士首都伯尔尼的国家专利局，担任三级技术员的26岁的毛头小伙爱因斯坦，敢于挑战权威、大胆创新，于1905年发表了狭义相对论，推翻了绝对空间、绝对时间、质量与能量无关和以太说等经典物理学的一系列旧观念，建立了现代物理学的一系列新观念，却留了一个引力问题悬而未决。于是，他又十年磨一剑，于1915年发表了广义相对论，推出了引力场方程，建立了引力的新观念。这个新观念的核心，就是把引力用时空弯曲来解释。例如，地球围绕太阳转，是因为太阳的巨大质量，使太阳周围的时空发生了弯曲。
1916年6月，爱因斯坦在《普鲁士科学院会刊》(物理数学卷)上发表文章，预言了引力波的存在。1918年2月，爱因斯坦又在该刊发表文章，进一步阐述了他的引力波观点。那么，什么是引力波呢？既然广义相对论认为引力是时空弯曲，那么引力波当然就是弯曲时空的波动。由于这种波动相对较弱，因此科学家把它称为“时空涟漪”，英文为“ripples of space—time”。
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