宇宙传记 作者：约翰·格里宾

宇宙传记 出版社：湖南科学技术出版社

宇宙传记 内容简介

本书作者揭示了宇宙的奥秘，以及更显至关重要的——我们如何才能了解这些奥秘。本书描述了宇宙是如何开始的，早期宇宙是什么样子，它的结构如何发展演进，以及出现了什么物质使其结合在一起。他描述了物质从哪里来，恒星和星系如何形成，以及在我们的太阳系中生命如何产生。此外，在介绍了到目前为止我们对宇宙的认识之后，他进一步展望未来，揭示这一旅程往后会如何继续。宇宙的一生是否会在大收缩或大撕裂时达到高潮，亦或是在我们有机会弄清楚这个问题之前，地球就将受到来自宇宙空间的撞击？

宇宙传记 目录

致谢

前言——为何要为宇宙作传？

1 如何认识我们自以为已经知晓的事物？

2 是否存在万物至理？

3 宇宙从何而来？

4 早期宇宙是如何演进的？

5 可观测宇宙的结构是如何发展演化的？

6 什么使宇宙结合在一起？

7 化学元素从何而来？

8 太阳系从何而来？

9 生命起源自何处？

10 一切将如何结束？

术语表

宇宙传记 精彩文摘

20世纪之初，科学家们已然知晓地球万物皆由原子构成，每种原子构成各自的化学元素——氧原子、金原子、氢原子，如此等等。他们还知晓原子也并非如先前所认为的那样是不可分割的，在适当的环境下，其中称为电子的部分是可以被分离出来的。那时，人们倾向于将电子模型表述为微小粒子，而且实验也显示，电子的确表现得像微小粒子。玻尔解开的谜题是，光是以何种方式被个别不同种类的原子所放射（吸收）的。相比于普朗克对不同原子所构成的发光体发出的光所进行的研究，他的研究更加精细了。可见光的光谱涵盖了彩虹的所有颜色（彩虹实际上就是一种光谱）。然而，如果将一种纯净的化学元素在火焰中加热，它便会辐射出非常准确的波长（或称之为色彩），在光谱中产生一条光带。以钠为例，其辐射的色彩就是彩虹中处于橘黄色的部分。而且，每种化学元素（即每种原子）各自产生出与众不同的光带，像指纹和条码一样独一无二。彩虹的多姿多彩正是因为阳光是由不同种类原子所放射出的不同波长色光组成的缘故。通常，各种色光混杂在一起会呈现出白色光，但是，正如牛顿用棱镜片所做的研究那样，当阳光经过雨滴的折射，这些颜色便被分离出来。

因为光是能量的一种形式，所以由原子放出的光中的能量必须来源于原子（能量不可能凭空生成，这是物理学最基本的定律，尽管我们以后将会看到，即便是这条定律也存在其局限性）。玻尔意识到，能量来源于原子外部电子的重排。电子携带负电荷，而原子核携带正电荷，因而电子受到原子核的吸引，正如地球上的物体被引力吸引一样。假如你搬动一件重物上楼，你就必须做功（加入能量）才能移动这一重物远离地心。假如你将其从楼上窗户抛下，能量就被释放了，先是转化为下落物体的动能，然后落地时化为热能，使撞击点的地表轻微升温，因为原子和分子会因撞击而轻微地震荡四散。玻尔提出，如果原子外部的电子朝向原子核运动，靠近原子核，就会释放出能量（比如光）。如果较接近原子核的电子吸收了能量（或许是从光中，或者因为原子受热），它会向原子核外围跃动。但是，能量为何总要以某种确定的波长，以确定的量释放或者吸收呢？