尤克里里有趣的故事

尤克里里有趣的故事,第1张

1 尤克里里有趣小知识

尤克里里有趣小知识 1尤克里里完全入门24课的内容简介

学会一种乐器而且能够自在弹唱是许多人的梦想!号称全世界最简单的弹唱乐器—Ukulele,由于它的小巧、携带方便和容易上手的特质让人感觉亲近,容易完成自弹自唱的目标,若是一辈子只想学一种乐器,Ukulele会是不错的选择。

学习乐器选歌很重要,好听的歌可以提高大家的学习兴趣,《尤克里里完全入门24课》收录了许多经典好听的歌曲,希望可以让大家快乐学习Ukulele。

本书对于歌曲的内容编排并非以原曲的编排方式,而是以乐器特性与其随性乐趣为主,让大家可以轻松学习。

《尤克里里完全入门24课》内容包含以下五个部分:

一、热身篇

Ukulele的基本常识介绍,包含Ukulele的历史、种类和Ukulele音阶等。

二、弹唱篇

本书主要为Ukulele学习者设计,内容适合初、中级学生,整理出学习Ukulele的24堂课,并针对不同类型歌曲提供不同的弹奏技巧,让学习者可以轻松弹唱。

三、乐理篇

内容包含学习Ukulele常用且实用的简单乐理,像是移调、转调等,让学习者可以不只是会弹音乐,而且可以灵活运用音乐。

四、Ukulele相关小常识篇

内容包含一般人比较常问的问题,如何选购Ukulele、相关配件等。

五、经验分享篇

内容包含Ukulele Q&A,自弹自唱经验分享,和学习Ukulele的建议等。本书由陈建廷编著。

2(急)关于毕达哥拉斯的五个有趣的小故事或小知识

对数的崇拜 据说,毕达哥拉斯发明了勾股定理后,破例杀了一百头牛,举行了一个“百牛祭”,邀请全城的人庆祝。

有一流行至今的诗句这样说道:“毕达哥拉斯发现了有名的图形,为此操办了遐迩闻名的百牛大祭。” 在这次祭会上,毕达哥拉斯发表了演讲,向人们描绘了一幅画面:由数产生点,由点产生线,由线产生出平面图形,由平面图形产生出立体图形,由立体图形感觉到的一切物体产生出水、火、土、空气四种元素。

这四种元素以各种不同的方式相互转化,并创造出有生命的、有精神的、球形的世界。认识世界,就是要认识支配世界的数。

灵 感 一次,毕达哥拉斯走过铁匠铺,铁匠打铁的和谐声音吸引了他。他站着听了好久,发现声音高低与铁锤的重量有关。

于是,他比较了不同重量铁锤发出不同谐音之间的比例关系,从而测定了各种音调的数学关系,并从音乐和声中发现了宇宙和谐论。著名学者伽莫夫曾说:“这一发现大概是第一次数学公式表示,完全可以认为是理论物理发展的第一步。”

设计铸币 据说,毕达哥拉斯在克罗通时,设计了一种铸币,第一个将货币引入南意大利。铸币的正面有阳文的本城的纹章,圆周形的边纹有城名的几个主要字母,另一面是同样的图案,但为阴文。

这些铸币体现了毕达哥拉斯关于“宇宙上下两方和中央所处的地位关系是相同的,只是彼此相反”的观点。 爱智慧的人 有一次,毕达哥拉斯同弗琉斯的统治者雷翁谈话,雷翁称赞他的天才和雄辩,并询问他的技艺是什么。

毕达哥拉斯回答说:“我不是什么技艺大师,只是一个爱智慧的人(哲学家)。”他第一个提出哲学家不是“有智慧的人”,而是“爱智慧的人”,哲学就是“追求智慧的学问”。

静观者 希腊哲学是静观的。毕达哥达斯曾有这样一个比喻:在现世生活里有三种人,正像到奥林匹克运动会上来的也有三种人一样。

那些来做买卖的人都属于最低的一等,比他们高一等的是那些来竞赛、夺取桂冠的人。然而,最高的一种乃是那些只是来观看的人们。

同样,在生活中,有些人为的是功名禄位,有些人是金钱的奴隶,可是,有少数人作了最好的选择,他们将自己的精力和时间用来思考自然,从事科学研究, 智慧的人,这就是哲学家。 神圣的女人 在与人谈起女人是否值得尊重时,毕达哥拉斯说:“她们有三个神圣的名字,起初被称之为处女,然后被称之为新娘,最后被称之为母亲。”

朋友的灵魂 一次,毕达哥拉斯闲逛时,看见一个人正在打一条狗,他显出非常怜悯的样子,厉声说:“住手,不要打它,因为我听出了它的声音,我一个朋友的灵魂附着它。” 法力无边 据说,毕达哥拉斯具有支配野兽的法力。

有一只母熊在多尼亚附近对居民造成恐怖,他去教化,终使它听话,不再骚扰生物,只吃果子和蜜制糕点。有一次,他说服了一头牛,终于使它不去啃蚕豆作为奖赏,毕达哥拉斯让它免上屠宰场,将它送给塔兰特的赫拉神庙喂养。

他还能平息风暴,消除地震,制止流行病。有一天,他路过卡萨斯时,河水大声向他致敬。

这吓坏了所有在场的人。 神的传人 阿巴里斯是极北地带的阿波罗神庙的老祭司,他跨越山川,一路上为神庙化缘乞讨。

在克罗顿遇见毕达哥拉斯后,他立刻认出这就是神,就将箭献给了毕达哥拉斯。毕达哥拉斯接受了献礼,作为回报,他让阿巴里斯看了他的金腿----埃及祭司在毕达哥拉斯的大腿上贴的阿通----赖双翼日的金叶,并说:我是太阳神的传人,下凡来拯救人类,你要予以协助。

于是,阿巴里斯将全部财产捐献给了毕达哥拉斯同盟。 “圣人” 毕达哥拉斯在来意大利的路上在地洞里居留了一段时间。

过了一段时间后,毕达哥拉斯走出地洞,身材变得枯萎,看上去像一具尸骨,然后他走到 中宣称他曾经去过哈得斯,甚至还跟他们讲了他的经历。那些人备受感动以至于哀泣不已,甚至嚎啕恸哭,于是把他视为圣人。

那些人甚至还把自己的妻子送到他那儿,希望她们能学会他的一些教义。因此,她们也被称作毕达哥拉斯派妇女。

奇 迹 几个渔民刚刚打了一大网鱼,毕达柯拉斯在海边遇见了他们,立刻就说出了网里的鱼有多少条,数字极其准确,然后用钱将鱼买下,统统扔进了海里。他人还没有到克罗顿,这个奇迹就传开了。

不久以后,他在那里的学校声名鹊起。 为信仰而死 毕达哥拉斯及其学派将豆子看得非常神圣,并规定不能踩豆子地,不能吃豆子。

大约在公元前500年左右的一天,毕达哥拉斯及其门徒在米罗家讲学时,一位叫居隆的贵族弟子因毕达哥拉斯拒绝他入会而怀恨在心,煽动了一批人放火将房子烧了。毕达哥拉斯在门徒的搀扶下逃离了火海,当他们逃到一块豆子地前停住了,他宁可被捕也不愿意违背盟规而践踏它。

这样,他被追来的人打死了。也有人说,他逃到梅塔蓬达避难,禁食40天后死于缪斯神庙。

3尤克里里好学吗:简单快速学会尤克里里教材22

我只看过完全入门24课,推荐给你

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对于常见的三指法和常见 都有介绍,shuffle节奏型、folk和慢摇滚等都是以前没有学过的,后来发现学了这个之后很多类型的歌曲都能触类旁通,学起来也快。24课视频地址:/ukulele24

其实尤克里里这个小乐器也是相当的万能,什么样属性的音乐都能驾驭。而这本书的亮点就在于,作者把不同的音乐形态单独拿出来讲,这样系统的分类在同类的教学书里还是少见的。在乐理方面,这本24课还是交代的相对清晰的。对于完全没有乐理基础或乐器的初学者,最好是能找一个前辈或老师讲解一下。书中的歌曲:遇见、宝贝、星晴、彩虹、小情歌、青花瓷、新不了情、旅行的意义、小手拉大手等等···大爱啦!!!看起来又方便!

4尤克里里,0基础,应该先练习什么比较好,怎么练习

问的问题比较多,先回答几个简单的吧:

1、0基础的先学会调音,如果你的尤克里里音不对其他都是白搭;

2、然后练习单音,也就是我们常说的do lai mi fa sol la ci(1234567)

3、接着练习 , 涉及的东西比较多我待会给你个论坛链接,你慢慢看;

4、新手在练习初阶都会感觉手指笨,这个是很正常的,但不要因此丧失信心,你网上看到的那些大神都是从手指笨一步步走出来的,坚持,多练习就好;

5、按F 时弹不响,可能是因为你的手指姿势不正确,比如按到品丝上了,比如被其他手指的指腹压住了等等,都有可能,这个不难,调整一下手指就好;

6、左手按品的手指不要留指甲,右手留一点点就好;

7、 的快速变换只有一个秘诀:练!你能按正确姿势坚持练多久就能换得有多快。

其他详细问题你可以在Realsun尤克里里贴吧找到很全面的答案:/p/3857907192fr=frs

5尤克里里教材书这么多,哪本教程更适合初学更好

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狂战传说是一款由万代南梦宫娱乐开发并发行的一款日式角色扮演游戏,游戏也是传说系列的第16部正篇作品,下面我们就为大家带来狂战传说主线第十六章四圣主攻略流程。

其他攻略:狂战传说全收集详细攻略流程

主线-第十六章:四圣主

宝箱:共24个

第一节:捷克森港

step1在莱欧奈尔岛的码头处与格里莫夫人对话,经过商量后,Velvet等人打算用Velvet吞噬圣寮四大天王(除了Arthur,也就是奥斯卡姊弟、时雨、梅尔齐欧)来作为“不含恶意”的灵魂进行献祭,不久就是绯红之日,去到生命之池,也就是齐莱拉斯火山。

step2接下来起航前往赫拉维萨港口,可是航行期间,彼之主发动了新一轮的镇压仪式。

为了一探究竟,一行人暂时改变航道,前往捷克森港。

step3到步以后只能够徒步前往王城。

在王宫前,大伙会遇到红翼店家以及王子,他们正在保护一名女孩。

这时候会出现新敌人——预言信使,别看她们有Lv60,但防御力极差,其招式跟Teresa类似,但一个奥义基本能够秒杀她们。

step4战斗结束后,王子却被掳走了,而且被关押在大祭司别墅当中。

前往喷泉广场西面,找到地下通道入口进入陵墓,在陵墓入口附近找到传送门就可以快速前往别墅层。

step5进入到别墅当中直接赶往礼拜堂的地下室,也就是之前关押格里芬的地点。

这时候会出现三名预言信使,将她们击倒即可。

剧情:王子所保护的女孩,其母亲因为偷食物而被圣寮处决了,这就是圣寮所谓的“镇压”的真面目,这就是Arthur和彼之主所谓的“理想世界”。

王子决不同意这做法,可是他只能够寄望Velvet等人,他知道只有Velvet才能够阻止这一切。需要打败Arthur才能够给每个人建造一个自由的世界。

Velvet一行人要继续坚持计划,唤醒四圣主,夺走彼之主的领域。

step6返回到捷克森码头,回归正道,继续前往赫拉维萨。

航行中,Velvet在梦境内遇到奥斯卡两姊弟,他们虽然无法原谅Velvet,但也表示会作为灵魂献祭出去,以阻止圣寮的恶行。

今天开始读陀思妥耶夫斯基的《卡法马佐夫兄弟》,看到人物表有点被吓到了,人真多啊,人名真长啊

费尧多尔·巴甫洛维奇·卡拉马佐夫——地主。

德米特里(米特里、米嘉、米剑卡)·费尧多罗维奇·卡拉马佐夫——长子。

伊万·费尧多罗维奇·卡拉马佐夫——次子。

阿列克塞(阿辽沙、阿辽什卡)·费尧多罗维奇·卡拉马佐夫——幼子。

阿黛拉伊达·伊万诺夫娜——米嘉的母亲。索菲娅·伊万诺夫娜——伊万和阿辽沙的母亲。

帕维尔·费尧多罗维奇·斯乜尔加科夫——卡拉马佐夫家的厨子。彼得·亚历山德罗维奇·米乌索夫——米嘉母系的亲戚。彼得·福米奇·卡尔甘诺夫——米乌索夫的远亲。

卡捷琳娜(卡嘉、卡笺卡)·伊万诺芙娜·维尔霍夫策娃——米嘉的未婚妻。

阿格拉菲娜·亚历山德罗芙娜·斯维特洛娃(格露莘卡、格露莎)——米嘉的情妇。

叶卡杰丽娜·奥西波芙娜·霍赫拉科娃——有钱的寡妇。莉扎(Lise、莉兹)——霍赫拉科娃的女儿。

格里果利·瓦西里耶维奇·库图佐夫——卡拉马佐夫家的仆人。玛尔法·伊格纳启耶夫娜——格里果利的妻子。

库兹马·库兹米奇·萨姆索诺夫——商人,格露莘卡的姘夫。

穆夏洛维奇——格露莘卡的旧情人。

符鲁布列夫斯基——穆夏洛维奇的同伴。

佐西马神父——修道院长老。约西甫神父。帕伊西神父。菲拉邦特神父。

米哈依尔(米沙)·奥西波维奇·拉基津——神学校学生。

玛丽亚·康德拉企耶芙娜——卡拉马佐夫家的邻居。

尼古拉·伊里奇·斯涅吉辽夫——退伍上尉。伊柳沙——小学生,斯涅吉辽夫的儿子。郭立亚·克拉索特金——伊柳沙的同学。

尼古拉·帕尔菲诺维奇·涅柳多夫——预审推事。

伊波里特·基里洛维奇——检察官。

米哈伊尔·马卡罗维奇(马卡雷奇)·马卡罗夫——警察局长。

马夫里基(奇)·史梅尔卓夫——派出所长。

菲久科维奇——律师。

赫尔岑什图贝——老医生。

瓦尔文斯基——医生。

彼得·伊里奇·别尔霍津——青年公务员。

特里丰·博里塞奇——客栈老板。

玛特辽娜——格露莘卡的厨娘。

菲妮娅——格露莘卡的侍女,玛特辽娜的孙女。

马克西莫夫——破落地主。

古希腊有几派哲学家,对宇宙的变化做过很多看起来可笑、仔细想想却是深入的思考。

首先,宇宙必须是变化的,否则我们无法谈论时间。我在第1讲中谈计时的时候,就说过古人用日晷计时,那是利用日出日落,这就是变化。现代电脑里的石英钟则是利用石英晶体振动,最精确的原子钟是利用光的振动。没有变化没有运动就不会有时间,所以,宇宙中的万事万物是不停地变化的。

这样看来,古希腊哲学家赫拉克利特认为世界上所有的东西都在变化,是很自然的。这位哲学家有一句名言:“你不能两次踏进同一条河流,因为新的水不断流过你的身旁。”但是,如果我们仔细一想,总会觉得他的观点有点毛病。比如说,我们能不能将他的看法推广到一切事物呢?如果下一个时刻的一块石头不是上一个时刻的那块石头,我们是不是要每时每刻给石头重新命名?

当然,作为现代人,我们知道了,其实我们还是可以认为有些东西是不变的,例如,一个基本粒子就是一个基本粒子;例如,我们认为,上一个时刻的电子和下一个时刻的电子是完全一样的。在古代希腊,最早看到这个最重要的现代物理学概念的人是德谟克利特以及他的老师留基伯,这两个人认为世界是由不可分割的原子构成的,只是,他们出生得太早了,根本无法用实验来证明他们的想法。

在这一讲,我们会谈一谈宇宙中的各种基本粒子和一些天体的寿命,这也是一个与时间有关的话题。

古希腊人中最聪明的一些人认识到宇宙中物质可以分割成不变的原子,但一直没有得到证实,在时间的长河中,这种深刻的认识被遗忘了2000多年。在物理学中,直到玻耳兹曼,为了解释热力学,才让原子论复活。但是,正如我在第2讲中谈到的,玻耳兹曼在世的时候,原子论一直没有得到主流科学家的承认,直到爱因斯坦用原子论解释了布朗运动,科学界才接受了原子论。

现在我们都知道了,一个原子是由电子和原子核构成的。很有意思的是,电子的发现,却比原子论被普遍接受的时间要早一些。

1858年,德国物理学家普吕克尔用一种叫阴极射线管的东西做了一个重要实验。什么是阴极射线管呢?就是一个气体比较少的玻璃管中间有一个电极。在这个实验中,普吕克尔将阴极射线管接上电源,他发现,阴极射线管的管壁发出绿色的荧光,他觉得可能有什么东西在电极上被释放出来了。到了1876年,另一位德国物理学家哥尔茨坦认为这是从阴极发出的某种射线,并命名为阴极射线。

要再过一些年,物理学家才发现阴极射线其实是由一些微小的肉眼根本看不到的粒子组成的,这些粒子就是电子。1897年,英国物理学家汤姆孙将阴极射线放在电场和磁场里,结果他发现,这些射线不但可以被弯曲,而且还可以被反射,如果阴极射线是波的话,就很难解释这些现象。所以,汤姆孙认为阴极射线是由粒子组成的,他测量了这些粒子的电荷和质量的比例。他还用实验证明了,不论这些阴极射线来自什么气体,它们的质量都是一样的。

后来,经过很多科学家的努力,原子模型被建立起来了:任何一个原子,中间是一个原子核,周围是一些电子。例如,在最轻的原子中,中间是一个最简单的原子核,也就是质子,外面是一个电子。并且,电子要比质子轻大约2000倍。

如果我们单独将电子隔离出来,一般认为,电子的寿命是无限的,也就是说,电子会永远存在下去。所以,电子看上去最接近德谟克利特心目中的“原子”,永远不会改变,永远存在下去。当然啦,如果我们将电子和它的反粒子也就是正电子放在一起,电子就不会永远存在下去了,电子和正电子会找到对方,湮灭成光子。我在《给孩子讲相对论》中谈到了狄拉克是如何预言正电子的,也谈到了电子的一位“老大哥”——谬子。

地球上的物质都是分子和原子,也就是电子和原子核构成的。那么,谬子是怎么被发现的呢?20世纪上半叶,一些好奇心很重的物理学家将可以测量电荷的静电计放在气球上,然后将气球放到数千米的高空,发现了很多在地面上看不见的宇宙射线。正如阴极射线是由电子组成的一样,这些宇宙射线也是由一些粒子组成的。

1936年,美国物理学家安德森在宇宙射线中发现,有一种粒子在磁场中弯曲得比质子射线厉害,却不如电子射线的弯 曲程度。如果假设这种粒子的质量比质子小,比电子大,那么就可以解释这种现象,比如说,这种粒子比质子轻,在磁场中就比质子容易弯曲。安德森就这样发现了一种新的基本粒子,这种基本粒子就是谬子。

谬子的电荷和电子完全一样,质量却比电子大了差不多200倍。但这并不让人惊讶,让人惊讶的是,谬子不像电子那样寿命是无限的,它的寿命非常短,只有五十万分之一秒。

好奇的小伙伴可能会问了,那个时候原子钟还没有被发明出来,科学家是怎么测量这么短的寿命的呢?其实,当我们谈一个粒子的寿命的时候,我们是假设这个粒子的速度等于零,也就是静止的。现在,爱因斯坦的相对论就派上用场了。大家还记得吧,在爱因斯坦的相对论里,对一个运动的物体来说,它的内部运动看上去是慢动作的,比如说一个运动的时钟走得比静止的时钟要慢一点。越是以接近光速运动的物体,它的内部运动的动作越慢。同样,一个粒子在飞速运动的时候,它的寿命比静止的时候要长。在宇宙射线中的谬子的运动速度非常接近光速,所以谬子的寿命其实很长。

尽管飞速行进的谬子寿命可以被任意拉长,静止的谬子的寿命却十分短,短到我们用普通的石英钟都无法计量。为什么谬子的寿命这么短呢?在基本粒子的世界,其实我们应该问一个相反的问题,相比于谬子,为什么电子的寿命可以无限长呢?这是因为,根据我们的经验,自然中任何事物的寿命通常是有限的,一个生物是如此,甚至一块没有生命的石头也是如此。

就拿一块石头来说,它只要暴露在空气中,或者在水里,就会被侵蚀,时间长了,就会风化或者变成更小的石头。从原子分子的观点来看,石头是由原子分子构成的,这些原子和分子当然可能分离出一些,这样,一块石头就会变小,甚至彻底消失。

那么,物理学家是如何看待基本粒子的呢?就像古希腊人一样,现代物理学家是这样定义一个基本粒子的:它不能被分割成更小的粒子。基本粒子本身不能分割,却会从一种基本粒子变成另一种基本粒子,或者更多的基本粒子。而导致这种变化的,就是19世纪末发现的两种新的相互作用。

第一种新相互作用,和某些原子核不稳定有关,这种不稳定现象又叫放射性。放射性涉及的相互作用被称为弱相互作用,原因是这种作用比电磁力小很多。第二种新相互作用,就是将质子和中子结合在一起形成原子核的力,这种力比电磁力还要大很多,因此叫强相互作用。在此之前,人类已经知道自然界存在两种基本相互作用,或两种基本力,一种就是万有引力,另一种是电磁力。发现原子核放射性之后,人类才发现,原来在这两种力之外还有别的力存在。

最初发现放射性的人是法国物理学家亨利·贝克勒尔,和 历史 上很多重要物理学发现一样,贝克勒尔发现放射线也是非常偶然的。

1895年,伦琴发现了X射线,尽管这是非常重要的发现,但X射线本身也是光子。伦琴在第二年年初公布了他的发现,轰动了世界,消息传到巴黎,法国科学院就讨论了伦琴的发现。贝克勒尔正好在场,他得知这种射线是阴极射线管打在物质上发出的,第二天就开始在自己的实验室里用荧光物质做试验。他用两张厚黑纸把感光底片包起来,然后把铀盐放在黑纸包好的底片上,他发现底片居然感光了,这说明铀盐会发出一种射线,也许是X射线。经过反复试验,他终于确证这与X射线无关,而是铀元素自身发出的一种射线,他把这种射线称为铀辐射。1896年5月18日,他在法国科学院报告说:铀辐射是原子自身的一种作用,只要有铀这种元素存在,就不断有这种辐射产生。后来我们都知道了。铀原子核本身不稳定,它的寿命是有限的,它会衰变成其他元素的原子核。

现在我们知道了,放射性涉及很复杂的过程,其中一种过程就是弱相互作用。科学家经过长达70年的研究,终于弄明白了弱相互作用到底是怎么回事。有一件事情非常重要,在自然界中,除了光子之外,所有基本粒子都参与弱相互作用。

现在我们可以解释孤立的电子为什么寿命是无限的,而谬子的寿命很短。电子和谬子都参与弱相互作用,这两种粒子看起来很像,只是谬子比电子重了200倍。电子为什么寿命是无限的呢?电子不可能通过弱相互作用衰变成其他粒子,因为它是带电粒子中最轻的,如果它衰变,衰变的产物必须有一个比它更轻的,所以它不可能衰变。

谬子就很不幸了,因为电子比它轻,它就可以衰变成电子加上其他粒子。真实的结果是,谬子会衰变成电子再加上两个中微子。那么,科学家为什么会花上70年才弄清楚弱作用呢?就拿谬子来说,它的衰变过程还挺复杂的。谬子先衰变成一个中微子和一个叫W粒子的东西,然后W粒子再衰变成电子和另一个中微子。

下面这张图展示了谬子衰变的过程,其中有三个粒子带有负号,意思是这些粒子带一个负电荷。两个中微子还有两个不同的下标,这是因为它们是两种完全不同的中微子。科学家经过漫长的研究,终于在20世纪60年代预言了W粒子的存在,预言这种粒子的人,就是我们在上一讲中提到的温伯格,以及他的中学同学格拉肖。

现在说一说温伯格和格拉肖的故事,这两个人是中学同学,当然他们预言W粒子的时候,早已不是中学生了。因为这两个人一生中的很多事情都有关联,所以我们同时讲他们的故事。首先,温伯格的全名是斯蒂芬·温伯格,而格拉肖的全名是谢尔登·格拉肖。他们的出生地都是纽约市,而且他们都是犹太人。格拉肖比温伯格大几个月,格拉肖是1932年年底出生的,温伯格是1933年5月出生的。巧合的是,他们进入同一所中学,也就是纽约的布朗克斯理科中学,并成了同班同学。这是一所很有名的中学,又是一家以科学为特色的中学,因此两位同学在中学时学习上就有了竞争。

犹太人有一个特点,就是希望后代成为知识分子,在精神领域获得成就。格拉肖的父母是来自俄国的移民,父亲是一名管道工,这样的家庭背景使得格拉肖从小就努力好学,希望脱离父母的阶层。无独有偶,温伯格的父母也是移民。他们在1950年从中学毕业后都去了康奈尔大学上学,同时在1954年大学毕业。大学毕业后,温伯格去了哥本哈根大学的玻尔研究所读了一年研究生,然后去了普林斯顿大学,并在1957年获得博士学位,真是神速,那一年他才24岁。格拉肖从康奈尔大学毕业后直接去了哈佛大学读研究生,不过他拿到博士学位的时间比温伯格晚了两年。格拉肖拿到博士学位之后,去了哥本哈根,在玻尔研究所隔壁的北欧理论物理研究所做博士后。

尽管格拉肖比温伯格晚两年才拿到博士学位,但他也挺幸运的,因为他的研究生导师是另一位著名犹太裔美国物理学家施温格。为什么说他很幸运呢?正是他的导师施温格影响了他,让他对弱相互作用产生兴趣。在那个年代,尽管物理学家发现了很多与弱相互作用有关的现象,比如谬子会衰变,中子也会通过弱作用衰变(我稍后再谈这个事情),但物理学家还没有一个解释弱作用的理论。

在玻尔研究所的时候,有一天格拉肖突然来了灵感,他想,弱作用很弱,这说明有一个中间过程,而这个中间过程发生起来很困难。什么是中间过程呢?比如说电磁力,一个电荷通过产生电磁场去影响另一个电荷,产生电磁场的过程就是中间过程。在第二次世界大战之后,格拉肖的老师施温格以及另一名著名物理学家费曼已经弄清楚了电磁力的完整理论,电荷产生电磁场的过程可以看成电荷发出一个光子,当这个光子被另一个电荷接收之后,另一个电荷就感受到了一个力。

在下页这张图中,有两个电子,还有一个光子用希腊字母表示。我们都知道,光子的质量为零,因此电子很容易辐射它,这样我们就能解释为什么电磁力比较强,同时电磁力也传递得很远。

回到格拉肖在气候阴沉的哥本哈根获得的灵感。他想起他的老师施温格曾经说过,弱作用也是通过一种像光子一样的粒子传递的,只不过这种粒子的质量比较大。当然,施温格之前并没有解决弱作用这个难题,因为,后来格拉肖意识到,需要三种新粒子才能完全解释弱作用,这是格拉肖在哥本哈根获得的最重要的灵感。格拉肖想到的三种粒子都是什么呢?一种就是前面谬子衰变过程中出现的那个带负电的粒子,又叫负W粒子,第二种是负W粒子的反粒子,也叫正W粒子,它会出现在反谬子衰变的过程中。格拉肖想到的第三种粒子,叫Z粒子,不带电。因为这三种新的基本粒子都在弱作用过程中扮演重要的角色,所以叫作中间玻色子。三种中间玻色子都很重,W粒子比质子重了80倍,Z粒子比质子重了91倍。正因为这些粒子都很重,所以谬子这样的粒子在发出它们时比较困难——就像我们扔一个很重的铅球。这样的话,弱力相比电磁力就弱很多,而且传递得不远。弱力传递得不远就可以解释为什么它只在原子核内发生。

格拉肖随后在1961年发表了关于弱作用的论文,这篇论文后来为他赢得了诺贝尔奖,当然,格拉肖不得不和另外两位物理学家共享这个诺贝尔奖,其中一位就是温伯格。

看来,从中学时代就竞争的两位同学中的格拉肖赢得了第一步。从1966年起,温伯格就开始思考他的竞争对手格拉肖的理论,他发现这个理论有一个重要的缺陷,就是如果把量子力学在其中扮演的角色考虑进来,就会出现问题。这个问题很专业,我就不仔细给大家讲了。总结成一句话,温伯格在格拉肖理论的基础上引进了第四种粒子,这种粒子很有名,叫作上帝粒子。有了上帝粒子,整个弱作用理论就完美了。1967年,温伯格发表了完整的弱作用理论,在这个理论中,温伯格还顺手将电磁力也包括了进来。比温伯格晚一年,在欧洲工作的巴基斯坦物理学家萨拉姆也发表了和温伯格一样的理论。1979年,格拉肖和温伯格以及萨拉姆一同获得了诺贝尔物理学奖。

正因为中间玻色子的存在,很多基本粒子就有了有限的寿命,例如,谬子的寿命大约是五十万分之一秒。其实,中间玻色子的寿命更短。就拿负W粒子来说,它自己就会衰变成电子和中微子,因此它的寿命只有大约亿亿亿分之一秒。Z粒子也会衰变,比如说衰变成一个电子和一个正电子,同样,它的寿命也只有亿亿亿分之一秒。

小伙伴们都知道,原子是由电子和原子核构成的,原子核又是由质子和中子构成的。但是大家可能不知道的是,中子本身只有在原子核中才是稳定的,一出了原子核,它就不稳定了。原因是什么呢?简单地说,中子的质量比质子大了一点点,所以它会衰变成质子,加上一个电子,再加上一个中微子。为什么质量大一定会衰变呢?早在1905年,爱因斯坦就根据他的相对论得出质量就是能量的结论,那么,粒子的质量大能量就大,通常就不稳定,这就像一个铁球放在山坡上会滚下来一样。中子不带电,它如果衰变成一个质子,就必须顺带一个电子,这样质子加电子的总电荷为零。

中子因为会衰变,在真空中也就有了有限的寿命,但它的寿命比谬子可长多了,大约有14分钟半。当然,科学家早就搞清楚了,原来有些不稳定的原子核,就是因为里头的中子不稳定造成的,这就是著名的衰变。下面就是原子核通过中子衰变的示意图。

你可能会问了,为什么中子的寿命是14分钟多,但好多原子核的寿命比这个时间长很多很多呢?答案是,在不稳定的原子核中,中子的能量比它在真空中的能量要小,这是它们受到了原子核中质子和其他中子吸引的缘故。

到了20世纪60年代,一些物理学家发现,要解释原子核中质子和中子的互相吸引,必须假设质子和中子都不是基本粒子,而是由一种叫夸克的基本粒子构成的。但是,人们从来没有见过夸克,这怎么办?有一个很简单的办法,你可以假设在质子以及中子中,夸克是由弦一样的东西连接起来的,如果你拼命想拉断弦,弦是会断的,但是在断弦的两端又会出现新的夸克,也就是说,夸克从来不单独出现,它们总是出现在弦的两端。给大家看看质子的情况:

我们看到,质子中有三个夸克,两个u夸克,一个d夸克,那三根弹簧一样的东西就是我前面说的弦。比方说,假定我们拼命拉右上方的那个红色的u夸克,弦断了,但会出现两个新的夸克,一个连着原来的红色u夸克,成为一个新的粒子,另一个夸克还是和蓝色的u夸克以及绿色的d夸克待在一起,成为新的质子。当然啦,我们不可能真的跑进质子里头拉扯夸克,物理学家是在加速器中用别的粒子轰击质子,这样质子的能量就会变大,弦也就被拉断了。

现在,我们知道了质子是如何由夸克构成的,那么中子呢?下面就是中子由夸克构成的情况。

对比一下质子,我们看到,质子里面右上方的红色u夸克被红色d夸克取代了,这就是中子和质子的一点不同。正是这点不同,使得中子的质量比质子大一点点,原因是d夸克比u夸克重一点点。聪明的小伙伴这时可能会想到,中子衰变成质子正是由红色的d夸克衰变成红色的u夸克造成的。没错,情况正是这样,再看下页的图。大家看到,d夸克通过先衰变成u夸克和负W粒子,负W粒子再衰变成一个电子加一个中微子。这不就像谬子的衰变情况吗?没错,温伯格当年已经预言了这个衰变,或者说,他重新解释了中子衰变。

那么,现在我们可能会问了,夸克到底是谁提出来的呢?想到夸克的人,不是一个物理学家而是两个物理学家,他们在不同的地方各自想到的。这两个人,一个叫盖尔曼,我在《给孩子讲相对论》里谈到了他。另一个人叫茨威格,这个茨威格不是那个著名作家,而是另一个人,两个不同的茨威格差了50多岁呢。

夸克这个古怪的名字是盖尔曼想出来的。我在《给孩子讲相对论》中提到过,盖尔曼这个人懂得好多语言,正因为如此,他居然看得懂一本几乎是天书的小说,叫《芬尼根的守灵夜》。这本小说反正我看不懂,因为里面出现好几种欧洲语言。根据盖尔曼自己说:“1963年,我把核子的基本构成命名为‘夸克’(quark),我先想出的是声音,而没有拼法,所以当时也可以写成‘郭克’(kwork)。不久之后,在我偶然翻阅詹姆斯·乔伊斯所著的《芬尼根的守灵夜》时,我在‘向麦克老大三呼夸克’这句中看到夸克这个词。由于‘夸克’字面上意思为海鸥的叫声,很明显是要跟‘麦克’及其他这样的词押韵,所以我要找个借口让它读起来像‘郭克’。但是书中代表的是酒馆老板伊厄威克的梦,词源同时有好几种。书中的词很多时候是酒馆点酒用的词。所以我认为或许‘向麦克老大三呼夸克’源头可能是‘敬麦克老大三个夸脱’,那么我要它读‘郭克’也不是完全没根据。再怎么样,字句里的‘三’跟自然中夸克的性质完全不谋而合。”

怎么样,上面这段话已经充分显示盖尔曼的语言能力了吧?其实也显示了盖尔曼这个人喜欢卖弄的性格。那么茨威格是怎么称呼夸克的呢?他取了一个后来被大家遗忘的名字:埃斯,也就是扑克牌里的那个A。

好了,基本粒子的寿命我们就谈到这里,下面我们谈谈宇宙中其他东西的寿命。

首先,我们最关心的就是太阳的寿命了。俗话说“万物生长靠太阳”,太阳不仅照亮了我们的世界,它也是地球上几乎一切能源的来源,我们地球上的大气以及水在阳光的照耀下形成风以及云彩,植物在阳光的照耀下得以生长。那么,阳光是怎么产生的呢?这件事被科学家弄清楚也不过80年的时间。原来,太阳里面的温度高到让氢原子核不断地转变成氦原子核,在转变的过程中,一些能量变成了光,这就是热核聚变过程。尽管有大量的能量被产生出来,但这种过程还是比较慢的,这样,我们的太阳的寿命据估计大约还有50亿年。等太阳中心的氢经过热核聚变都转变成了氦,一种叫氦闪的短暂爆炸过程就会发生,太阳的外层被爆炸向外推,形成了红巨星。这个红巨星十分巨大,外围将波及我们的地球。

因为太阳已经存在了大约50亿年,所以太阳的寿命一共有100亿年左右。太阳变成红巨星时,它的内核会变成一种叫白矮星的东西。

我们会问,那么其他恒星的寿命有多大呢?科学家经过计算发现,越大的恒星寿命就越短。当然,这里的“大”指的不是这颗恒星直径有多大,而是指恒星的质量。为什么越大的恒星寿命越短呢?答案其实很简单,越大的恒星内部的温度就越高,热核聚变的速度也就越高,这样的恒星会很快将氢烧完。如果一颗恒星的质量比太阳大很多,在它烧完燃料的最后阶段会爆炸,变成超新星。比如说,蟹状星云就是一颗超新星爆发后留下的遗迹。

前面说了,质量越大的恒星寿命就越短。质量最大的恒星的寿命只有几百万年,它们变成超新星爆发后,中心的物质还有很多,一般都变成了黑洞。质量中等的恒星,例如我们的太阳,寿命大约有100亿年或者稍微短些。还有的恒星质量不到太阳的一半,这些恒星的寿命都很长,最长的可以达到几千亿年,比宇宙目前的年纪要大多了。

不同恒星爆炸后的结局不同,小恒星的中心会变成白矮星,中等恒星的中心会变成中子星,大恒星的中心会变成黑洞。从现有的知识来看,黑洞的寿命最长了,这是为什么呢?

几十年前,科学家认为因为黑洞不发光,也没有任何其他能量会从黑洞里面跑出来,这样黑洞就会永远存在下去,也就是说,黑洞的寿命是无限长的。1973年,情况发生了改变,因为那位著名的物理学家霍金发现,黑洞本身并不黑。1973年9月,霍金访问莫斯科,和当时苏联几位杰出的物理学家讨论,他们告诉霍金,按照量子力学的不确定性原理,一个转动的黑洞应该辐射粒子。霍金觉得这个说法靠谱,但是他不喜欢他们的计算方法。很快,两个月过后,霍金在牛津大学的一次非正式讨论会上公布了他的结论,他发现不转动的黑洞也能辐射粒子。

这是怎么一回事呢?首先,我要给大家回顾一下量子力学的不确定性原理。根据量子力学,任何物体其实并不像我们以为的那样每时每刻都有确定的位置。一般来说,一个粒子会同时在很多地方。粒子的位置是不确定的,其实任何物理对象都有不确定性,甚至真空也有不确定性。物理学家将狭义相对论和不确定性原理结合,然后发现,真空中会不停地产生粒子和它们的反粒子,只是,这些正反粒子成对地出现又成对地消失,平时不可能被我们看到。现在,霍金将黑洞放了进来,他发现,在黑洞的边缘,正反粒子对当然也成对地出现和消失,但是,由于黑洞的强大引力,会有一定概率将一对粒子中的一个吸入黑洞,而另一个粒子逃离了黑洞,这样,从表面上看,黑洞就辐射出了一个粒子。

你会问了,黑洞的边缘不是连光都跑不出来吗,那么,这个粒子是怎么跑出来的?这就是量子力学奇妙的地方了。其实,早在20世纪20年代,伽莫夫就用量子力学成功地解释了原子核裂变。根据经典理论,一个原子核中的粒子是不可能跑出来的,但是,不确定性原理容许一个粒子有一定概率跑出来。同样,在黑洞的边缘,一个粒子也有一定的概率跑出来。真空中成对的粒子出现,其中一个粒子会跑出来,都是不确定性原理的结果。

这样,霍金完成了著名的黑洞辐射的发现。但是,宇宙中的黑洞往往很大,黑洞越大,辐射就越慢。经过计算,物理学家发现,任何一个宇宙中的黑洞通过黑洞辐射消失的时间都是不可思议地长,远远长于一个小恒星的寿命。

总结一下,宇宙中最长寿的是孤立的电子,电子消失只有一种可能,就是当它遇到一个正电子时。至于质子,很可能也是最长寿的。中子的寿命很短,其他基本粒子的寿命就更短。黑洞是最长寿的天体。

宇宙的诞生

我们现在观察到的宇宙,其边界大约有100多亿光年。它由众多的星系所组成。地球是太阳系的一颗有生命的普通行星,而太阳是银河系中一颗普通恒星。我们所观察到的恒星、行星、慧星、星系等是怎么产生的呢?

宇宙学说认为,我们所观察到的宇宙,在其孕育的初期,集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点。在141亿年前左右,奇点产生后发生大爆炸,从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。

宇宙大爆炸后001秒,宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后,物质迅速扩散,温度迅速降低。大爆炸后1秒钟,下降到100亿度。大爆炸后14秒,温度约30亿度。35秒后,为3亿度,化学元素开始形成。温度不断下降,原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下,形成恒星系统,恒星系统又经过漫长的演化,成为今天的宇宙。

物质现象的总和。广义上指无限多样、永恒发展的物质世界,狭义上指一定时代观测所及的最大天体系统。后者往往称作可观测宇宙、我们的宇宙,现在相当于天文学中的“总星系”。

2003年2月份,美国国家航空航天局曾向全世界公布他们有关宇宙年龄的研究成果。根据其公布的资料显示,宇宙年龄应该为137亿岁。2003年11月份,国际天体物理学研究小组宣称,宇宙的确切年龄应该是145亿岁。地球的形成大约是距今45亿年。

词源考察 在中国古籍中最早使用宇宙这个词的是《庄子·齐物论》。“宇”的含义包括各个方向,如东西南北的一切地点。“宙”包括过去、现在、白天、黑夜,即一切不同的具体时间。战国末期的尸佼说:“四方上下曰宇,往古来今曰宙。”“宇”指空间,“宙”指时间,“宇宙”就是时间和空间的统一。后来“宇宙”一词便被用来指整个客观实在世界。与宇宙相当的概念有“天地”、“乾坤”、“六合”等,但这些概念仅指宇宙的空间方面。《管子》的“宙合”一词,“宙”指时间,“合”(即“六合”)指空间,与“宇宙”概念最接近。

在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,在俄语中叫кocMoc ,在德语中叫kosmos ,在法语中叫cosmos。它们都源自希腊语的κoσμoζ,古希腊人认为宇宙的创生乃是从浑沌中产生出秩序来,κoσμoζ其原意就是秩序。但在英语中更经常用来表示“宇宙”的词是universe。此词与universitas有关。在中世纪,人们把沿着同一方向朝同一目标共同行动的一群人称为universitas。在最广泛的意义上,universitas 又指一切现成的东西所构成的统一整体,那就是universe,即宇宙。universe和cosmos常常表示相同的意义,所不同的是,前者强调的是物质现象的总和,而后者则强调整体宇宙的结构或构造。

宇宙观念的发展 宇宙结构观念的发展 远古时代,人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态,他们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造作了幼稚的推测。在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为,天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状也是拱形的。公元前7世纪 ,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央则是高山。古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河。古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上,而象则站在巨大的龟背上,公元前7世纪末,古希腊的泰勒斯认为,大地是浮在水面上的巨大圆盘,上面笼罩着拱形的天穹。

最早认识到大地是球形的是古希腊人。公元前6世纪,毕达哥拉斯从美学观念出发,认为一切立体图形中最美的是球形,主张天体和我们所居住的大地都是球形的。这一观念为后来许多古希腊学者所继承,但直到1519~1522年,葡萄牙的F麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ,地球是球形的观念才最终证实。

公元2世纪,C托勒密提出了一个完整的地心说。这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动,月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。为了说明行星视运动的不均匀性,他还认为行星在本轮上绕其中心转动,而本轮中心则沿均轮绕地球转动。地心说曾在欧洲流传了1000多年。1543年,N哥白尼提出科学的日心说,认为太阳位于宇宙中心,而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。1609年,J开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了哥白尼的日心说,同年,伽利略·伽利雷则率先用望远镜观测天空,用大量观测事实证实了日心说的正确性。1687年,I牛顿提出了万有引力定律,深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因,使日心说有了牢固的力学基础。在这以后,人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。

在哥白尼的宇宙图像中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点。1584年,乔尔丹诺·布鲁诺大胆取消了这层恒星天,认为恒星都是遥远的太阳。18世纪上半叶,由于E哈雷对恒星自行的发展和J布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计,布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。18世纪中叶,T赖特、I康德和JH朗伯推测说,布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。弗里德里希·威廉·赫歇尔首创用取样统计的方法,用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例,1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图,从而奠定了银河系概念的基础。在此后一个半世纪中,H沙普利发现了太阳不在银河系中心、JH奥尔特发现了银河系的自转和旋臂,以及许多人对银河系直径、厚度的测定,科学的银河系概念才最终确立。

18世纪中叶,康德等人还提出,在整个宇宙中,存在着无数像我们的天体系统(指银河系)那样的天体系统。而当时看去呈云雾状的“星云”很可能正是这样的天体系统。此后经历了长达170年的曲折的探索历程,直到1924年,才由EP哈勃用造父视差法测仙女座大星云等的距离确认了河外星系的存在。

近半个世纪,人们通过对河外星系的研究,不仅已发现了星系团、超星系团等更高层次的天体系统,而且已使我们的视野扩展到远达200亿光年的宇宙深处。

宇宙演化观念的发展 在中国,早在西汉时期,《淮南子·俶真训》指出:“有始者,有未始有有始者,有未始有夫未始有有始者”,认为世界有它的开辟之时,有它的开辟以前的时期,也有它的开辟以前的以前的时期。《淮南子·天文训》中还具体勾画了世界从无形的物质状态到浑沌状态再到天地万物生成演变的过程。在古希腊,也存在着类似的见解。例如留基伯就提出,由于原子在空虚的空间中作旋涡运动,结果轻的物质逃逸到外部的虚空,而其余的物质则构成了球形的天体,从而形成了我们的世界。

太阳系概念确立以后,人们开始从科学的角度来探讨太阳系的起源。1644年,R笛卡尔提出了太阳系起源的旋涡说;1745年,GLL布丰提出了一个因大彗星与太阳掠碰导致形成行星系统的太阳系起源说;1755年和1796年,康德和拉普拉斯则各自提出了太阳系起源的星云说。现代探讨太阳系起源z的新星云说正是在康德-拉普拉斯星云说的基础上发展起来。

1911年,E赫茨普龙建立了第一幅银河星团的颜色星等图;1913年,伯特兰•阿瑟•威廉•罗素则绘出了恒星的光谱-光度图,即赫罗图。罗素在获得此图后便提出了一个恒星从红巨星开始,先收缩进入主序,后沿主序下滑,最终成为红矮星的恒星演化学说。1924年 ,亚瑟·斯坦利·爱丁顿提出了恒星的质光关系;1937~1939年,CF魏茨泽克和贝特揭示了恒星的能源来自于氢聚变为氦的原子核反应。这两个发现导致了罗素理论被否定,并导致了科学的恒星演化理论的诞生。对于星系起源的研究,起步较迟,目前普遍认为,它是我们的宇宙开始形成的后期由原星系演化而来的。

1917年,A阿尔伯特·爱因斯坦运用他刚创立的广义相对论建立了一个“静态、有限、无界”的宇宙模型,奠定了现代宇宙学的基础。1922年,GD弗里德曼发现,根据阿尔伯特·爱因斯坦的场方程,宇宙不一定是静态的,它可以是膨胀的,也可以是振荡的。前者对应于开放的宇宙,后者对应于闭合的宇宙。1927年,G勒梅特也提出了一个膨胀宇宙模型1929年 哈勃发现了星系红移与它的距离成正比,建立了著名的哈勃定律。这一发现是对膨胀宇宙模型的有力支持。20世纪中叶,G伽莫夫等人提出了热大爆炸宇宙模型,他们还预言,根据这一模型,应能观测到宇宙空间目前残存着温度很低的背景辐射。1965年微波背景辐射的发现证实了伽莫夫等人的预言。从此,许多人把大爆炸宇宙模型看成标准宇宙模型。1980年,美国的古斯在热大爆炸宇宙模型的 基础上又进一步提出了暴涨宇宙模型。这一模型可以解释目前已知的大多数重要观测事实。

宇宙图景 当代天文学的研究成果表明,宇宙是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。

层次结构 行星是最基本的天体系统。太阳系中共有八大行星:水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星。除水星和金星外,其他行星都有卫星绕其运转,地球有一个卫星 月球,土星的卫星最多,已确认的有17颗。行星 小行星 彗星和流星体都围绕中心天体太阳运转,构成太阳系。太阳占太阳系总质量的9986%,其直径约140万千米,最大的行星木星的直径约14万千米。太阳系的大小约120亿千米。有证据表明,太阳系外也存在其他行星系统。2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的天体系统——银河系。银河系中大部分恒星和星际物质集中在一个扁球状的空间内,从侧面看很像一个“铁饼”,正面看去�则呈旋涡状。银河系的直径约10万光年,太阳位于银河系的一个旋臂中,距银心约3万光年。银河系外还有许多类似的天体系统,称为河外星系,常简称星系。现已观测到大约有10亿个。星系也聚集成大大小小的集团,叫星系团。平均而言,每个星系团约有百余个星系,直径达上千万光年。现已发现上万个星系团。包括银河系在内约40个星系构成的一个小星系团叫本星系群。若干星系团集聚在一起构成更大、更高一层次的天体系统叫超星系团。超星系团往往具有扁长的外形,其长径可达数亿光年。通常超星系团内只含有几个星系团,只有少数超星系团拥有几十个星系团。本星系群和其附近的约50个星系团构成的超星系团叫做本超星系团。目前天文观测范围已经扩展到200亿光年的广阔空间,它称为总星系。

多样性 天体千差万别,宇宙物质千姿百态。太阳系天体中,水星、金星表面温度约达700K,遥远的冥王星向日面的温度最高时也只有50K;金星表面笼罩着浓密的二氧化碳大气和硫酸云雾,气压约50个大气压,水星、火星表面大气却极其稀薄,水星的大气压甚至小于2×10-9毫巴;类地行星(水星、金星、火星)都有一个固体表面,类木行星却是一个流体行星;土星的平均密度为070克/厘米3,比水的密度还小,木星、天王星、海王星的平均密 度略大于水的密度,而水星、金星、地球等的密度则达到水的密度的5倍以上;多数行星都是顺向自转,而金星是逆向自转;地球表面生机盎然,其他行星则是空寂荒凉的世界。

太阳在恒星世界中是颗普遍而又典型的恒星。已经发现,有些红巨星的直径为太阳直径的几千倍。中子星直径只有太阳的几万分之一;超巨星的光度高达太阳光度的数百万倍,白矮星光度却不到太阳的几十万分之一。红超巨星的物质密度小到只有水的密度的百万分之一,而白矮星、中子星的密度分别可高达水的密度的十万倍和百万亿倍。太阳的表面温度约为6000K,O型星表面温度达30000K,而红外星的表面温度只有约600K。太阳的普遍磁场强度平均为1×10-4特斯拉,有些磁白矮星的磁场通常为几千、几万高斯(1高斯=10-4特斯拉),而脉冲星的磁场强度可高达十万亿高斯。有些恒星光度基本不变,有些恒星光度在不断变化,称变星。有的变星光度变化是有周期的,周期从1小时到几百天不等。有些变星的光度变化是突发性的,其中变化最剧烈的是新星和超新星,在几天内,其光度可增加几万倍甚至上亿倍。

恒星在空间常常聚集成双星或三五成群的聚星,它们可能占恒星总数的1/3。也有由几十、几百乃至几十万个恒星聚在一起的星团。宇宙物质除了以密集形式形成恒星、行星等之外,还以弥漫的形式形成星际物质。星际物质包括星际气体和尘埃,平均每立方厘米只有一个原子,其中高度密集的地方形成形状各异的各种星云。宇宙中除发出可见光的恒星、星云等天体外,还存在紫外天体、红外天体、X射线源、γ射线源以及射电源。

星系按形态可分为椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系、透镜星系和不规则星系等类型。60年代又发现许多正在经历着爆炸过程或正在抛射巨量物质的河外天体,统称为活动星系,其中包括各种射电星系、塞佛特星系、N型星系、马卡良星系、蝎虎座BL型天体,以及类星体等等。许多星系核有规模巨大的活动:速度达几千千米/秒的气流,总能量达1055焦耳的能量输出,规模巨大的物质和粒子抛射,强烈的光变等等。在宇宙中有种种极端物理状态:超高温、超高压、超高密、超真空、超强磁场、超高速运动、超高速自转、超大尺度时间和空间、超流、超导等。为我们认识客观物质世界提供了理想的实验环境。

运动和发展 宇宙天体处于永恒的运动和发展之中,天体的运动形式多种多样,例如自转、各自的空间运动(本动)、绕系统中心的公转以及参与整个天体系统的运动等。月球一方面自转一方面围绕地球运转,同时又跟随地球一起围绕太阳运转。太阳一方面自转,一方面又向着武仙座方向以20千米/秒的速度运动,同时又带着整个太阳系以250千米/秒的速度绕银河系中心运转,运转一周约需22亿年。银河系也在自转,同时也有相对于邻近的星系的运动。本超星系团也可能在膨胀和自转。总星系也在膨胀。

现代天文学已经揭示了天体的起源和演化的历程。当代关于太阳系起源学说认为,太阳系很可能是50亿年前银河系中的一团尘埃气体云(原始太阳星云)由于引力收缩而逐渐形成的(见太阳系起源)。恒星是由星云产生的,它的一生经历了引力收缩阶段、主序阶段、红巨星阶段、晚期阶段和临终阶段。星系的起源和宇宙起源密切相关,流行的看法是:在宇宙发生热大爆炸后40万年,温度降到4000K,宇宙从辐射为主时期转化为物质为主时期,这时或由于密度涨落形成的引力不稳定性,或由于宇宙湍流的作用而逐步形成原星系,然后再演化为星系团和星系。热大爆炸宇宙模型描绘了我们的宇宙的起源和演化史:我们的宇宙起源于200亿年前的一次大爆炸,当时温度极高、密度极大。随着宇宙的膨胀,它经历了从热到冷、从密到稀、从辐射为主时期到物质为主时期的演变过程,直至10~20亿年前,才进入大规模形成星系的阶段,此后逐渐形成了我们当今看到的宇宙。1980年提出的暴涨宇宙模型则是热大爆炸宇宙模型的补充。它认为在宇宙极早期,在我们的宇宙诞生后约10-36秒的时候,它曾经历了一个暴涨阶段。

哲学分析 宇宙概念 有些宇宙学家认为,我们的宇宙是唯一的宇宙;大爆炸不是在宇宙空间的哪一点爆炸,而是整个宇宙自身的爆炸。但是,新提出的暴涨模型表明,我们的宇宙仅是整个暴涨区域的非常小的一部分,暴涨后的区域尺度要大于1026厘米,而那时我们的宇宙只有10厘米。还有可能这个暴涨区域是一个更大的始于无规则混沌状态的物质体系的一部分。这种情况恰如科学史上人类的认识从太阳系宇宙扩展到星系宇宙,再扩展到大尺度宇宙那样,今天的科学又正在努力把人类的认识进一步向某种探索中的“暴涨宇宙”、“无规则的混沌宇宙”推移。我们的宇宙不是唯一的宇宙,而是某种更大的物质体系的一部分,大爆炸不是整个宇宙自身的爆炸,而是那个更大物质体系的一部分的爆炸。因此,有必要区分哲学和自然科学两个不同层次的宇宙概念。哲学宇宙概念所反映的是无限多样、永恒发展的物质世界;自然科学宇宙概念所涉及的则是人类在一定时代观测所及的最大天体系统。两种宇宙概念之间的关系是一般和个别的关系。随着自然科学宇宙概念的发展,人们将逐步深化和接近对无限宇宙的认识。弄清两种宇宙概念的区别和联系,对于坚持马克思主义的宇宙无限论,反对宇宙有限论、神创论、机械论、不可知论、哲学代替论和取消论,都有积极意义。

宇宙的创生 有些宇宙学家认为,暴涨模型最彻底的改革也许是观测宇宙中所有的物质和能量从无中产生的观点,这种观点之所以在以前不能为人们接受,是因为存在着许多守恒定律,特别是重子数守恒和能量守恒。但随着大统一理论的发展,重子数有可能是不守恒的,而宇宙中的引力能可粗略地说是负的,并精确地抵消非引力能,总能量为零。因此就不存在已知的守恒律阻止观测宇宙从无中演化出来的问题。这种“无中生有”的观点在哲学上包括两个方面:①本体论方面。如果认为“无”是绝对的虚无,则是错误的。这不仅违反了人类已知的科学实践,而且也违反了暴涨模型本身。按照该模型,我们所研究的观测宇宙仅仅是整个暴涨区域的很小的一部分,在观测宇宙之外并不是绝对的“无”。现在观测宇宙的物质是从假真空状态释放出来的能量转化而来的,这种真空能恰恰是一种特殊的物质和能量形式,并不是创生于绝对的“无”。如果进一步说这种真空能起源于“无”,因而整个观测宇宙归根到底起源于“无”,那么这个“无”也只能是一种未知的物质和能量形式。②认识论和方法论方面。暴涨模型所涉及的宇宙概念是自然科学的宇宙概念。这个宇宙不论多么巨大,作为一个有限的物质体系 ,也有其产生、发展和灭亡的历史。暴涨模型把传统的大爆炸宇宙学与大统一理论结合起来,认为观测宇宙中的物质与能量形式不是永恒的,应研究它们的起源。它把“无”作为一种未知的物质和能量形式,把“无”和“有”作为一对逻辑范畴,探讨我们的宇宙如何从“无”——未知的物质和能量形式,转化为“有”——已知的物质和能量形式,这在认识论和方法论上有一定意义。

时空起源 有些人认为,时间和空间不是永恒的,而是从没有时间和没有空间的状态产生的。根据现有的物理理论,在小于10-43秒和10-33厘米的范围内,就没有一个“钟”和一把“尺子”能加以测量,因此时间和空间概念失效了,是一个没有时间和空间的物理世界。这种观点提出已知的时空形式有其适用的界限是完全正确的。正像历史上的牛顿时空观发展到相对论时空观那样,今天随着科学实践的发展也必然要求建立新的时空观。由于在大爆炸后10-43秒以内,广义相对论失效,必须考虑引力的量子效应,因此有些人试图通过时空的量子化的途径来探讨已知的时空形式的起源。这些工作都是有益的,但我们决不能因为人类时空观念的发展或者在现有的科学技术水平上无法度量新的时空形式,而否定作为物质存在形式的时间、空间的客观存在。

人和宇宙 从本世纪60年代开始,由于人择原理的提出和讨论,出现了人类存在和宇宙产生的关系问题。人择原理认为 ,可能存在许多具有不同物理参数和初始条件的宇宙,但只有物理参数和初始条件取特定值的宇宙才能演化出人类,因此我们只能看到一种允许人类存在的宇宙。人择原理用人类的存在去约束过去可能有的初始条件和物理定律,减少它们的任意性,使一些宇宙学现象得到解释,这在科学方法论上有一定的意义。但有人提出,宇宙的产生依赖于作为观测者的人类的存在。这种观点值得商榷。现在根据暴涨模型,那些被传统大爆炸模型作为初始条件的状态,有可能从极早期宇宙的演化中产生出来,而且宇宙的演化几乎变得与初始条件的一些细节无关。这样就使上述那种利用初始条件的困难来否定宇宙客观实在性的观点失去了基础。但有些人认为,由于暴涨引起的巨大距离尺度,使得从整体上去观测宇宙的结构成为不可能。这种担心有其理由,但如果暴涨模型正确的话,随着科学实践的发展,一定有可能突破人类认识上的困难。

宇宙

宇宙,是我们所在的空间,“宇”字的本义就是指“上下四方”。

地球是我们的家园;

而地球仅是太阳系的第三颗行星;

而太阳系又仅仅定居于银河系巨大旋臂的一侧;

而银河系,在宇宙所有星系中,也许很不起眼……

这一切,组成了我们的宇宙:

宇宙,是所有天体共同的家园。

宇宙,又是我们所在的时间,“宙”的本意就是指“古往今来”。

因为,我们的宇宙不是从来就有的,它也有着诞生和成长的过程。现代科学发现,我们的宇宙大概形成于二百亿年以前。在一次无比壮观的大爆炸中,我们的宇宙诞生了!(这就是著名的“大爆炸”理论。)

宇宙一经形成,就在不停地运动着。科学家发现,宇宙正在膨胀着,星体之间的距离越来越大。

宇宙没有开始,没有结束,没有边界,更没有诞生与毁灭,只有一个个阶段的结束与开始,我们现阶段的宇宙大概形成于二百亿年以前。在一次无比壮观的大爆炸中,这阶段的宇宙开始了!最新研究表明,大爆炸孕育于黑洞中,黑洞将所有物质,包括光子在内压到一个点,这时连电子,中子,质子等都已不存在(究竟是什么物质比电子还小呢当代科技无法解释,暂称为夸克),这时发生了比核聚变更高等级的爆炸,这种爆炸的范围至少波及数十亿光年,又一个新的宇宙纪元就诞生了题名]:宇宙

参考资料:

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