十万个为什么

章节摘录

为什么说太空很拥挤？    因为大量人造物体的逐渐增加，事实上太空正变得相当拥挤，并且由于这些东西互相碰撞而造成了更多的碎片。    做一个估测，太空中有7 000个大型的物体，大约位于500千～900千米高的位置上。其中2 000个是仪表装置，但仅有大约5%在运行。还有4万个小块和碎片是碰撞的产物或是火箭分解后的残留物。还要加上大约300万个微粒，可能是剥离的涂料或是尘埃，其中的一些可能会以28.8万千米/小时——足以使国际空间站的窗子出现裂纹的速度前进。    “黑洞”理论为什么是天文学研究的热点？    美国科学家惠勒根据爱因斯坦的理论证明了黑洞的存在。他认为太空中有一些质量很大的天体，会由于内部存在的强大的引力，自行坍缩成一种新的、体积很小但密度极大的天体。只要在它的旁边，任何物质，包括光线，都会被吸引进去而消失。它不向外面释放任何物质和能量，用探测仪器也不能看到它，所以惠勒给它起了一个形象的名字——黑洞。    惠勒的黑洞理论的提出，在物理学史上刻下了永久的标记。他后来又写了一部关于黑洞的专著《引力理论与引力坍缩》。在书中，他详细分析了黑洞的形成及特点，这本书也被认为是宇宙理论研究中里程碑式的著作。“黑洞”一时间成了天文学研究的热点。    光为什么不能从黑洞中逃脱？    如果你完全坚守着牛顿的万有引力，那么解释黑洞这个问题就变得非常困难了。我们在日常的活动中如玩撞球或掷球时，牛顿定律被使用得很好——甚至连火箭发射都是遵循牛顿定律的。但是当它面对向黑洞这样复杂的问题时，你不得不开始考虑是什么引力在空间中起作用。这就是爱因斯坦在20世纪早期所研究的问题。他的引力理论认为引力影响着一个叫做时空的由时间和空间组成的组合体。爱因斯坦认为引力扭曲了时空，以至于光不能沿着直线前进。从A点到B点之间直线运行是最快的方式，除非它沿的并不是直线。    这将帮助你去理解如下问题：你也许会认为从伦敦到加拿大西海岸的温哥华最便捷的方式就是沿着直线飞越过太平洋，但实际并不是这样。它们会先向北飞向苏格兰，然后穿越格陵兰的上方，因为这才是最直接并且最短的航程，虽然它看起来并不是。这个世界在我们的视界里就是一个平面——我们使用的所有地图都是平的——所以看起来直线穿越大海好像是最短的路线。但是如果你看着一个地球仪——这个世界的真实模拟物，你会很容易的发现最短的路线是穿越过格陵兰的一个大圆弧。    这同样适用于时空。在我们看来太空是一个平面，而且这个观点被广泛接受，即使是对我们最想做的事即登上月球也是如此。但是，一旦我们开始讨论太空中引力非常强的那些地方——例如黑洞——我们就不得不开始考虑时空中引力的作用。想象这里有一张划有一条直线的蹦床，如果你将一包很重的马铃薯放在它的中间，蹦床将向中间陷下去，而这条直线也不再是直的。这时如果你将一个弹球从蹦床的一头滚到另一头，在蹦床上它不会沿着一条直线前进，而是会在蹦床上曲线前进。而那就是时空和光线之间发生的事。引力扭曲了时空，而光跟随着已经被引力弯曲的直线穿越时空。黑洞将时空扭曲得太厉害以至于直线实际上已经被弯曲成一个圆，而光就沿着圆形轨道不停地旋转，直至消失。所以说，光是无法从黑洞中逃脱的。    太空为什么是黑的？    地球上，白天的天空是亮的，这是因为空气分子能够反射阳光，就像一面面小镜子。但是在月球上没有大气层，所以天空一片漆黑，连星光也消失了。同样的道理，宇宙空间本身也是空荡的，几乎没有能够将光线反射进我们眼睛里的物质，所以我们看到的空间就是黑暗的——即使太阳周围也是漆黑一片。    但是关于宇宙的黑暗仍然存在着疑团：宇宙中所有的天体发出的光为什么不能合在一起形成明亮的光？天空为什么会在晚上变黑？    托玛斯·迪奇斯是16世纪的天文学家，他当时也研究了这些问题，他认为宇宙是无限的，宇宙在各个方向上拓展，在这个无尽的空间里，有无数颗恒星。但是按照他的推理，如果宇宙里充满了恒星，天空被星光笼罩，那么夜空将和白天一样明亮。然而事实并不是这样。迪奇斯终其一生都没能解开这个难题。    威尔海姆·奥伯斯(一位19世纪的天文学家)也花了许多年来思考同样的问题，并且关于天空为什么是黑暗的问题被称为“奥伯斯佯缪”。奥伯斯考虑了很多种可能，最后认为原因是宇宙空间里的尘埃：或许我们看不见远处恒星发出的光，是因为宇宙中的尘埃吸收了这些光。    但奥伯斯死后，天文学家们计算了所有恒星发光的总和，结果发现，这个能量足以让挡在半路的所有尘埃升温发光。也就是说，夜空在闪亮的尘埃的照耀下也变得一片光明。于是，问题又回到了起点。    显然，事实是夜晚被黑暗笼罩。一定是这个理论有问题。关键是，问题出在哪里？迪奇斯、奥伯斯和其他天文学家都认为在无限大的宇宙中有无数颗恒星。但事实上，他们错了。    美国马萨诸塞大学的爱德华·哈里森在他《夜的黑：宇宙之谜》一书中写道：宇宙中的恒星数量并不足以覆盖整个天空，所以夜空是黑的，其实宇宙本身也不是无限大的。    借助于强大的太空望远镜，我们几乎可以看到最远的恒星。光从遥远的恒星传播到地球上需要几百万年，所以当我们遥望夜空深处时，就是在回顾历史。最强大的天文望远镜能帮助我们看到某颗在100亿年前发出的光的恒星。    宇宙的历史只有150亿年，天文望远镜越发达，我们就能看见越远的恒星，也就是越远古时期的景象。埃德加·爱伦·坡受到这个理论的启发，写下了许多带有恐怖和超自然色彩的小说、诗歌，其中有《渡鸦》、《告密的心脏》等。1848年，爱伦·坡在《我得之矣：一首散文诗》中写道：在漆黑的夜空深处，我们看到了宇宙诞生前的虚无。    按照哈里森的理论，爱伦·坡的诗刻画了一个真实的宇宙。就像他诗中写的“穿过群星，我们看到了宇宙的源头。”P3-5

前言

科学技术的发展日新月异，它既方便了我们的生活，也给我们带来了许多问题：为什么说航天飞机是破坏臭氧的凶手？玻璃上的花纹是怎样刻出来的？为什么触摸屏能对人的触摸做出反应？为什么液晶能显像？为什么从全息照片上能看到物体的立体图像？为什么激光能帮助鉴别珠宝的真伪？为什么巡航导弹能准确击中目标？为什么汽车轮胎上有各种凹凸不平的花纹？为什么恒星会发光而行星不行？为什么说草木也有感情？为什么天上会下酸雨？为什么火焰通常是橙色的？为什么电脑不能代替人脑？手机真的容易引起爆炸吗？人类真会灭绝吗？建立月球基地可行吗？冰河时代将再次来临吗？如果北极冰盖完全融化会有多少陆地因此被淹没？……这些问题的答案或富含丰富的科学文化知识，或蕴含大自然的神奇奥秘，或标示人类社会发展的里程碑……寻求这些答案，是青少年朋友好奇和求知的天性使然。《十万个为什么》正是为满足他们的这种需求而编著的。    最早的《十万个为什么》产生于20世纪60年代，是一批富有使命感的学者奉献给亿万青少年的一部经典的通俗科普读物。自从它问世以来，便因其独特的体例、丰富的知识，深受广大青少年朋友的喜爱，至今销量已累积超过1亿册，是我国发行量最大的百科类图书。可以说《十万个为什么》影响了中国几代人，各种版本也层出不穷。然而时代在发展，社会在进步，《十万个为什么》为了适应市场的需要和读者的需求，也在不断推陈出新！我们编辑的《新编十万个为什么》，内容包罗万象，涵盖了宇宙探索、自然地理、人体解秘、浩瀚历史、动物世界、植物百科、人体解秘、交通运输、科技之光、兵器大全、竞技体育、物理揭秘、化学趣语、教育常识、经济常识、生活万象、健康指南、民俗大观、文化艺术等十几个部分，就像一所小型图书馆，不仅给读者以严谨、科学的指导，并且增补了近年来各领域的最新研究成果，想读者之所想，更加方便他们及时学习和掌握。    在编排体例上，编者首先将各个领域的问题以“为什么”的形式逐一提出，在读者的脑海中产生警醒提示的作用，随后用精确、简洁却不失生动有趣的语言做出解答，加深读者印象；在内容编排上注重各条目间的内在联系和逻辑顺序，结合青少年朋友的知识结构和阅读习惯，有些还附有图表加以拓展和延伸，扩大读者知识面。    总之，这是一套能让你恍然大悟的魔法书，是一套具有教育意义和创新精神的图书，书里有太多的别人不知道的，并且你也未必知道的知识。拥有了它，就等于拥有了一个巨大的知识宝库，就等于拥有了一笔终身用之不竭的财富。

书籍目录

第一卷宇宙探索为什么银河系与银河是两个不同的概念？为什么天体都是球形的？为什么说太空很拥挤？“黑洞”理论为什么是天文学研究的热点？光为什么不能从黑洞中逃脱？太空为什么是黑的？星星为什么掉不下来？为什么恒星会发光而行星不会发光？恒星为什么会有五彩斑斓的颜色？科学家为什么能算出行星或恒星的温度？太阳为什么会发光发热？太阳为什么也自转？太阳系中的行星为什么都在旋转？为什么说“太阳系”不是唯一的？为什么说太阳消失了地球将会变得很糟？为什么木星上有红斑？土星为什么有环围绕？为什么地球没有土星那样的环？太阳为什么能使行星按轨道运行？火星为什么呈火红色？人类为什么不能居住在火星上？火星上的水为什么那么少？为什么金星表面温度特别高？为什么月球、水星和金星上面遍布陨坑？为什么天空中的星星会组成图案？为什么说南北半球看到的星座不同？天上的星星为什么会有明暗的不同？为什么北极星看起来是不动的？为什么会形成极光？彗星为什么会有尾巴？哈雷彗星为什么会得此名？地球为什么能安然穿过彗星的尾巴？月球为什么离我们越来越远？为什么人们会误以为月食比日食次数多？为什么日食时不能用眼睛直接观察？月球为什么会引起地球上的潮汐现象？月亮为什么有圆缺变化？月亮上为什么广布环形山？月亮朝着地球的为什么总是同一面？为什么月亮靠近地平线时看起来比较大？为什么在白天也能看到月亮？为什么会出现流星？地球为什么是倾斜的？为什么说地球的自转速度是变化的？为什么我们感觉不到地球的转动？为什么地球上的大气中只含有1／5的氧气？为什么说托勒密是古代天文学的权威？为什么说“日心说”冲击了宗教神学？为什么布鲁诺会被罗马教廷烧死？伽利略为什么受到教会的审判？为什么称第谷为“星学之王”？为什么赫歇尔的发现是天文史上的一次革命？为什么开普勒能够发现行星运动三定律？拉普拉斯为什么是将上帝赶出宇宙的人？为什么称齐奥尔科夫斯基为“航天之父”？为什么会产生“宇宙大爆炸理论”？张衡为什么会发明地动仪？伽利略为什么能发明望远镜？天文学家为什么要通过望远镜来看星星？为什么天文望远镜越大越好？为什么天文台多设在山上？为什么有些天文台建在海底？为什么天文台的屋顶是圆的？在太空中宇航员为什么要靠摆动来称体重？你知道为什么要研究天文学吗？你知道中国古代在天文学上的贡献吗？你知道称雄千年的“浑天说”吗？你知道“宣夜说”吗？你知道统治千年的“地心说”吗？天文台为什么是圆顶结构？天文台最好能依山傍水而建，你知道为什么吗？你知道天文台的钟表有多少种吗？你知道射电望远镜的用途吗？你知道南极洲为什么是天文学家瞩目的地方吗？哈勃空间望远镜的用途是什么？你知道人类怎样才能飞离地球吗？你知道人类的第四环境吗？宇航员在太空中会长高吗？你知道宇航员是怎样从座舱进入太空的吗？你知道航天服对宇航员多么重要吗？宇航员在航天器里是怎样吃食物和饮水的？你知道宇航员在太空中会超重吗？谁是第一个进入太空的人？你知道第一个女宇航员吗？你知道航天技术还能用于考古研究吗？八大行星是怎样运动的？什么是行星的逆行？太阳有多大？太阳有多重？太阳为什么会东升西落？为什么早上的太阳看起来比中午的大？为什么说太阳是个大火球？太阳为什么能够发光发热？太阳能散发出多少能量？什么是日食？为什么各地看日食的时间会有所不同？日全食过程分几个步骤？什么是‘‘贝利珠”？能否“延长”日食的时间？研究日食有哪些科学意义？太阳共分为几个层次？太阳大气是由什么构成的？太阳表面温度指的是哪里的温度？太阳的哪一部分被称为“燃烧的草原”？太阳表面的“火焰喷泉”是什么？日冕是由什么组成的？日冕和太阳黑子有什么联系？太阳上也刮风吗？什么是太阳黑子？太阳黑子很黑吗？太阳黑子会削弱太阳的亮度吗？什么是太阳活动？太阳活动中最剧烈的现象是什么？耀斑到底有多大能量？太阳与地球的距离是固定的吗？太阳离地球近时就是夏天吗？什么是太阳辐射强度？太阳高度角是怎样影响太阳辐射强度的？地球有多大？地球是什么样子的？地球为什么不会飞向太阳？地球公转的轨道是什么形状的？太阳系中只有地球上存在生命吗？月球是怎样运动的？月亮为什么会有阴晴圆缺？什么是月相？月亮在农历十五这天是最圆的吗？月亮为什么会一直跟着人走？月亮为什么只在晚上出现？月亮到底有多大？月亮上的一天有多长？在月球上说话为什么听不见声音？为什么我们看不到月球的另一半脸？月球的两面有什么不同？月球表面的模样从不改变吗？月球上有水吗？月亮真的是“广寒宫”吗？月海是月亮上的大海吗？月球为什么被视为人类的“第八大洲”？月球是地球唯一的天然卫星吗？月光对地球有什么作用？月亮与人的情绪有什么关系？人在月球上可以跳多高？从月亮上看到的地球是什么样子？月食是怎么回事？多长时间可以看见一次月食？为什么没有月环食？你能在晴朗的夜空中找到行星吗？行星为什么有时会逆行？怎样对行星分类？为什么水星和金星只有在早晚才能看见？太阳系中的星体会乱跑吗？你知道为什么在太阳系中只有地球上存在生命吗？太阳系的行星都有卫星吗？你知道太阳系中表面温度最高的是哪颗行星吗？你知道水星其实没水吗？你知道太阳系中哪几颗行星有固体表面吗？你知道火星名字的由来吗？火星会和地球一样有生命吗？为什么火星的大行星地位正在受到怀疑？你知道太阳系最大的行星——木星吗？……第二卷浩瀚历史第三卷人体解密第四卷科技之光

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作者简介

最早的《十万个为什么》产生于20世纪60年代，是一批富有使命感的学者奉献给亿万青少年的一部经典的通俗科普读物。自从它问世以来，便因其独特的体例、丰富的知识，深受广大青少年朋友的喜爱，至今销量已累积超过1亿册，是我国发行量最大的百科类图书。可以说《十万个为什么》影响了中国几代人，各种版本也层出不穷。然而时代在发展，社会在进步，《十万个为什么》为了适应市场的需要和读者的需求，也在不断推陈出新！我们编辑的《新编十万个为什么》，内容包罗万象，涵盖了宇宙探索、自然地理、人体解秘、浩瀚历史、动物世界、植物百科、人体解秘、交通运输、科技之光、兵器大全、竞技体育、物理揭秘、化学趣语、教育常识、经济常识、生活万象、健康指南、民俗大观、文化艺术等十几个部分，就像一所小型图书馆，不仅给读者以严谨、科学的指导，并且增补了近年来各领域的最新研究成果，想读者之所想，更加方便他们及时学习和掌握。

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