宇宙和微观世界

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20世纪的科技成就!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

1903年第一架自主操纵飞行的飞机试飞成功
1901年
诺贝尔奖第一次颁发
瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会设立诺贝尔奖。德国物理学家伦琴获得第一届诺贝尔物理学奖
ABO血型系统发现
奥地利病理学家兰德斯坦发现了人的ABO血型系统,奠定输血疗法的基础
1902年
遗传的染色体理论奠基
德国细胞学家鲍维里在这一年的发现为遗传的染色体理论奠定了基础
1903年
第一架飞机试飞成功
美国莱特兄弟在人类航空史上首次实现了自主操纵飞行,飞行时间为12秒
1904年
世界上第一只电子管问世
英国人弗莱明制造出世界上第一只电子管,标志着世界从此进入了电子时代
1905年
狭义相对论发表
爱因斯但提出质能转换公式,提出光量子学说,创立狭义相对论
1906年
发明无线电广播
美国人费森登发明无线电广播,声音同步传送使地球的概念变小
1907年
第一台复印机问世
最早的照相复印机在纽约出现,1938年美国人卡尔森取得第一张静电复印制品,1959年施乐914型静电复印机面世
发明塑料
美国人贝克兰发明酚醛塑料的制作方法
1908年
原子实在性得到证实
法国物理学家佩兰经过一系列实验证实了布朗运动理论分子和原子的实在性由此得到公认
1909年
美国人皮尔里成为第1个到达北极的人
法国布列奥特研制的单翼飞机成功飞越英吉利海峡
1910年
染色体学说创立
美国人摩尔根证实基固是遗传单元,在染色体上呈线状排列
(1911-1920)

1913年第一条工业流水装配线出现
1911年
发现金属低温超导现象
荷兰人翁纳斯发现金属低温超导现象
确立原子核概念
英国人卢瑟福提出具有实验依据的原子有核模型,确立了原子核的概念
1912年
大陆漂移学说首次公布
奥地利人黑斯发现宇宙射线
1913年
玻尔发表量子化原子结构理论
丹麦人N.玻尔把卢瑟福的原子模型和普朗克量子论大胆
而巧妙地结合起来,为各种物理量的量子化打开了大门
工业流水线出现
美国人亨利.福特发明规模生产汽车的流水装配线
1914年
第一架现代滑翔机问世
德国人哈恩设计出了第一架现代滑翔机。它既可做水平滑翔,又能凭借暖气流不断上升。
1915年
第一条跨越大西洋的无线电通信线路开通
美国电报电话公司成功地开通了第一条跨越大西洋的无线电通信线路
1916年
广义相对论提出
爱因斯坦完成广义相对论,深刻地揭示了空间、时间、物质、运动之间的内在联系
1919年
阿尔法粒子打开原子核
英国人卢瑟福在实验室里第一次用阿尔法粒子击碎原子核
第1个电台在英国开始播音
(1921-1930)

1929年宇宙膨胀理论首次提出
1921年
短波首次跨越海洋传播
由业余无线电爱好者实现的这一传播使短波成为长距离和洲际通信的主要频段
1922年
第1个动态字宙学模型提出
苏联人弗里德曼重新讨论爱因斯坦的引力场方程在宇宙结构问题上的应用,得出了非静态的宇宙模型
胰岛素提取成功
加拿大人班廷和贝斯特成功提取出纯胰岛素使治疗糖尿病成为可能
1923年
第一台电冰箱问世
瑞典人浦拉腾和孟德斯制成世界上第一合电冰箱
柯达彩色胶片问世
1924年
美国人哈勃首次发现银河系外还有星系
1925年
脉冲调制雷达诞生
美国开始研制能测距的脉冲调制雷达并首先用它来测量电离层的高度
1926年
第一枚液体燃料火箭发射成功
美国人戈达德成功地发射了世界上第一枚液体燃料火箭,奠定了人类太空旅行的基础黑白电视机问世
苏格兰人贝尔德展示了他发明的黑白电视机。1927年BBC播放电视节目。1928年他发明了30线彩色电视机
1927年
宇宙膨胀的概念出现
比利时人勒梅特提出“勒梅特宇宙模型”。1932年进1步提出“原始原子”爆炸起源的理论。后来被伽莫夫发展成为“大爆炸宇宙理论”
1928年
青霉素问世
英国人弗莱明发现青霉菌有杀菌作用,由此制成最早的抗生素——青霉素
1929年
哈勃提出宇宙膨胀理论
1930年
发现冥王星
美国人汤博发现冥王星,这也是太阳系中最后被发现的行星
(1931-1940)

1938年第一张静电复印制品出现
1931年
发明回旋加速器
美国人劳伦斯发明了用以研究加速后的粒子行为的回旋加速器
1932年
第一台电子显微镜问世
德国人诺尔和鲁斯卡发明透射电子显微镜,使人类观察微观世界的能力空前提高
发现中子
英国J.查德威克发现中子,提出原子核由质子和中子构成,改变了人们的物质结构概念
发现正电子
美国人安德森发现正电子,即首次发现的物质的反粒子。
美国人海曼研制出了第一台临床心脏起搏器
1933年
最早的器官移植成功
苏联人费拉托夫异体角膜移植成功,这是最早的器官移植
1934年
发明尼龙
美国的卡罗瑟斯首次实现全人工合成的纤维,称为尼龙
人工合成维生素C
英国人霍沃斯成功地合成维生素C,这是人工制成的第1种维生素
1935年
预言介子的存在
日本人汤川秀树发表了核力的介子场论,预言了介子的存在,由此获得了1949年诺贝尔物理学奖
1937年
第一架射电望远镜建成
英国人雷伯建成世界上第一架射电望远镜,对射电天文学的早期发展起了极重要的作用
1938年
发现铀裂变现象
德国人哈恩和施特拉斯曼发现铀裂变现象,并且掌握了分裂原子核的基本方法
1939年
第一台电子数字计算机问世
美国人阿塔纳索夫与贝利合作,设计并试制成功一台世界上最早的电子数字计算机的样机,称为“ABC机”
(1941-1950)

1946年第一台通用电子计算机ENIAC问世
1941年
巨人计算机研制成功
英国人图灵设计制造了二战期同用于破译德国密码的巨人计算机
1942年
世界上第一座原子核反应堆建成
美籍意大利裔物理学家费米领导了世界上第一座原子核反应堆的建设和实验工作
1944年
薛定谔出版《生命是什么?》
奥地利人薛定谔出版《生命是什么?》一书,用热力学和量子力学理论论证基因的稳定性和突变发生的可能性,为分子生物学的诞生做了理论上的准备
1945年
第一颗原子弹爆炸成功
人类第一颗原子弹在美国的新墨西哥州沙漠中爆炸成功
1946年
制造出第一台通用电子计算机
世界上第一合通用电子计算机ENIAC研制成功。它重30吨,装有1.8万个真空管,每秒可运算5000次加法和360次乘法。这是计算机发展史上的一座里程碑
大爆炸理论发表
美籍俄裔天体物理学家伽莫夫发表大爆炸理论,在此基础上形成的标准宇宙模型解释了众多观测事实
1947年
发明晶体管
美国贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克利组成的研究小组研制出世界上第一只晶体管,成为人类微电子革命的先声,对电子计算机的进1步发展具有决定性意义
1948年
信息论、控制论和系统论创立
美国人香农创立信息理论,美国人维纳创立了控制论,奥地利人贝塔朗菲创立了系统论
1949年
第一架商用客机开始运营
第一架商用客机载36名乘客飞行于欧洲上空,开启了民航世纪的新篇章
碳14年代测定法开始实际应用
由美国人利比奠基的碳14测定法开始实际应用于考古年代测定
1950年
创立人工智能学说
英国人图灵发表论文《计算机能思维吗?》,提出了机器能思维的观点,并涉及了检验机器有没有智能的智力试验,为人工智能的研究提供了理论依据和检验方法
(1951-1960)

1953年DNA双螺旋分子结构被发现
1951年
第一座试验性核电站建成
美国在加利福尼亚海滨建成第一座试验性核电站
银河系的构造探明
美国、荷兰和澳大利亚的天文学家先用光学方法,继用射电方法发现并描绘了银河系的旋涡结构
1952年
第一牧氢弹试验成功
11月1日美国在太平洋上的马绍尔岛比基尼环礁上试爆成功世界上第一枚氢弹
制成小儿麻痹疫苗
美国人索尔克和萨宾分别研制出注射和口服的小儿麻痹症疫苗
1953年
发现DNA分子双螺旋模型
美国人沃森和英国人克里克发现DNA双螺旋结构的分子模型,这一成就被誉为20世纪生物学方面最伟大的发现,也被认为是分子生物学诞生的标志
1954年
美国首次播出彩色电视节目
首例肾移植手术成功
美国人默里先后取同合子及异合子孪生子的肾做移植术获得成功
1955年
发现反质子
美国人张伯伦在高能加速器上用人工方法获得反质子
1956年
人工合成脱氧核糖核酸(DNA)
美国人科恩伯格人工合成脱氧核糖核酸(DNA),为此获1959年诺贝尔生理学或医学奖
1957年
第一颗人造地球卫星由苏联发射成功
1958年
发明体外心脏起搏器
瑞典人森宁发明心脏起搏器,应用至今挽救了无数的生命
美国人基尔比制成第一块集成电路
1959年
无人太空船首次成功登陆月球
苏联的无人太空船首次成功登陆月球,并且拍回了大量的照片
1960年
宇宙起源的大爆炸理论由英国人霍金提出
第一台激光器诞生
美国人梅曼研制成功世界上第一合红宝石激光器。同年美国的贾万研制成功在1.15 微米(红外线)处工作的氦氖激光器
美国人平卡斯研制的第一批口服避孕药上市
1961-1970)

1969年人类首次登上月球
1961年
第一艘载人飞船上天
苏联宇航员加加林驾驶“东方”号字宙飞船首次绕地球飞行取得成功,开辟人类航天新纪元
1963年
肝脏移植
托马斯.斯塔泽尔成功实施了肝脏移植手术
1964年
第一颗同步通信卫星发射成功
美国成功发射“辛康号”地球同步通信卫星,揭开了国际通信卫星发展的序幕
1965年
大爆炸理论获得验证
美国人彭齐亚斯和威尔逊探测到1种宇宙背景辐射并经与普林斯顿研究组互访后确认,宇宙背景辐射是大爆炸学说最强有力的支持
1967年
1969年
1967年
心脏移植手术成功
南非人巴纳德成功实施了人类第一次心脏移植手术患者存活了18天
1908年
原子实在性得到证实
法国物理学家佩兰经过一系列实验证实了布朗运动理论分子和原子的实在性由此得到公认
1969年
人类第一次在月球上行走
美国宇航员阿姆斯特郎等人登上了月球,拉开了人类探索宇宙奥秘的帷幕
美国大学校园网“阿帕网”(ARPANet)建成,互联网诞生
(1971-1980)
1971年
世界上第1个空间站升空
苏联将人类历史上第1个空问站“礼炮”号发射上天
英特尔公司推出第一代微处理器:Intel4004
1972年
CT研制成功
英国人汉斯菲尔德研制成功电子计算机断层扫描机,即CT。此发明被誉为自伦琴发现X射线以来,放射诊断学上最重要的成就
1974年
转基因动物诞生
美国人耶尼德首次应用显微注射法获得转基因小鼠
1975年
个人计算机问世
第1种个人计算机Altair 8800在美国问世
制造单克隆抗体
阿根廷人米尔斯坦和德国人科勒用杂交瘤方法制造单克隆抗体成功
1977年
中子弹研制成功
美国研制成功中子弹。这是继原子弹、氢弹之后的第三代核武器,实际上是1种加强辐射的氢弹
1978年
“试管婴儿”路易丝在英国出世
英国人爱德华兹首次用体外受精回植的方法培育出世界上第一例“试管婴儿”
(1981-1990)

1981年可往返的“哥伦比亚”号航天飞机发射成功
(1991-2000)
1997年NASA的遥控探测车在火星表面着陆
篇二 : 20世纪改变人类生活的重大科技发明9
基因工程
科学界预言,21世纪是一个基因工程世纪。基因工程是在分子水平对生物遗传作人为干预,要认识它,我们先从生物工程谈起:生物工程又称生物技术,是一门应用现代生命科学原理和信息及化工等技术,利用活细胞或其产生的酶来对廉价原材料进行不同程度的加工,提供大量有用产品的综合性工程技术。
生物工程的基础是现代生命科学、技术科学和信息科学。生物工程的主要产品是为社会提供大量优质发酵产品,例如生化药物、化工原料、能源、生物防治剂以及食品和饮料,还可以为人类提供治理环境、提取金属、临床诊断、基因治疗和改良农作物品种等社会服务。
生物工程主要有基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程等5个部分。其中基因工程就是人们对生物基因进行改造,利用生物生产人们想要的特殊产品。随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前,生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密,而是开始跃跃欲试,设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。
美国的吉尔伯特是碱基排列分析法的创始人,他率先支持人类基因组工程
如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去,将DNA重新组织一下,不就可以按照人类的愿望,设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型吗?这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同,它很像技术科学的工程设计,即按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的
那个“基因”重新“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物。这种完全按照人的意愿,由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术,就被称为“基因工程”,或者称之为“遗传工程”。
人类基因工程走过的主要历程怎样呢?1866年,奥地利遗传学家孟德尔神父发现生物的遗传基因规律;1868年,瑞士生物学家弗里德里希发现细胞核内存有酸性和蛋白质两个部分。酸性部分就是后来的所谓的DNA;1882年,德国胚胎学家瓦尔特弗莱明在研究蝾螈细胞时发现细胞核内的包含有大量的分裂的线状物体,也就是后来的染色体;1944年,美国科研人员证明DNA是大多数有机体的遗传原料,而不是蛋白质;1953年,美国生化学家华森和英国物理学家克里克宣布他们发现了DNA的双螺旋结果,奠下了基因工程的基础;1980年,第一只经过基因改造的老鼠诞生;1996年,第一只克隆羊诞生;1999年,美国科学家破解了人类第 22组基因排序列图;未来的计划是可以根据基因图有针对性地对有关病症下药。
人类基因组研究是一项生命科学的基础性研究。有科学家把基因组图谱看成是指路图,或化学中的元素周期表;也有科学家把基因组图谱比作字典,但不论是从哪个角度去阐释,破解人类自身基因密码,以促进人类健康、预防疾病、延长寿命,其应用前景都是极其美好的。人类10万个基因的信息以及相应的染色体位置被破译后,破译人类和动植物的基因密码,为攻克疾病和提高农作物产量开拓了广阔的前景。将成为医学和生物制药产业知识和技术创新的源泉。

美国的贝克维兹正在观察器皿中的菌落,他曾对人类基因组工程提出警告。
科学研究证明,一些困扰人类健康的主要疾病,例如心脑血管疾病、糖尿病、肝病、癌症等都与基因有关。依据已经破译的基因序列和功能,找出这些基因并针对相应的病变区位进行药物筛选,甚至基于已有的基因知识来设计新药,就能“有的放矢”地修补或替换这些病变的基因,从而根治顽症。基因药物将成为21世纪医药中的耀眼明星。基因研究不仅能够为筛选和研制新药提供基础数据,也为利用基因进行检测、预防和治疗疾病提供了可能。比如,有同样生活习惯和生活环境的人,由于具有不同基因序列,对同一种病的易感性就大不一样。明显的例子有,同为吸烟人群,有人就易患肺癌,有人则不然。医生会根据各人不同的基因序列给予因人而异的指导,使其养成科学合理的生活习惯,最大可能地预防疾病。

人类基因工程的开展使破译人类全部DNA指日可待。
信息技术的发展改变了人类的生活方式,而基因工程的突破将帮助人类延年益寿。目前,一些国家人口的平均寿命已突破80岁,中国也突破了70岁。有科学家预言,随着癌症、心脑血管疾病等顽症的有效攻克,在2020至2030年间,可能出现人口平均寿命突破100岁的国家。到2050年,人类的平均寿命将达到90至95岁。
人类将挑战生命科学的极限。1953年2月的一天,英国科学家弗朗西斯·克里克宣布:我们已经发现了生命的秘密。他发现DNA是一种存在于细胞核中的双螺旋分子,决定了生物的遗传。有趣的是,这位科学家是在剑桥的一家酒吧宣布了这一重大科学发现的。破译人类和动植物的基因密码,为攻克疾病和提高农作物产量开拓了广阔的前景。1987年,美国科学家提出了“人类基因组计划”,目标是确定人类的全部遗传信息,确定人的基因在23对染色体上的具体位置,查清每个基因核苷酸的顺序,建立人类基因库。1999年,人的第22对染色体的基因密码被破译,“人类基因组计划”迈出了成功的一步。可以预见,在今后的四分之一世纪里,科学家们就可能揭示人类大约5000种基因遗传病的致病基因,从而为癌症、糖尿病、心脏病、血友病等致命疾病找到基因疗法。
继2000年6月26日科学家公布人类基因组"工作框架图"之后,中、美、日、德、法、英等6国科学家和美国塞莱拉公司2001年2月12日联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。这次公布的人类基因组图谱是在原"工作框架图"的基础上,经过整理、分类和排列后得到的,它更加准确、清晰、完整。人类基因组蕴涵有人类生、老、病、死的绝大多数遗传信息,破译它将为疾病的诊断、新药物的研制和新疗法的探索带来一场革命。人类基因组图谱及初步分析结果的公布将对生命科学和生物技术的发展起到重要的推动作用。随着人类基因组研究工作的进一步深入,生命科学和生物技术将随着新的世纪进入新的纪元。
基因工程在20世纪取得了很大的进展,这至少有两个有力的证明。一是转基因动植物,一是克隆技术。转基因动植物由于植入了新的基因,使得动植物具有了原先没有的全新的性状,这引起了一场农业革命。如今,转基因技术已经开始广泛应用,如抗虫西红柿、生长迅速的鲫鱼等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的诞生。这只叫“多利”母绵羊是第一只通过无性繁殖产生的哺乳动物,它完全秉承了给予它细胞核的那只母羊的遗传基因。“克隆”一时间成为人们注目的焦点。尽管有着伦理和社会方面的忧虑,但生物技术的巨大进步使人类对未来的想象有了更广阔的空间。


宇宙是一个微观宇宙与宏观宇宙的物质系统

作者:黄姤 旁述:黄媂 编著/配图:K²(黄金) 宇宙是一个创造万物的作坊,最值得骄傲的产品就是——人类,宇宙有两点让我们感到非常困惑: ①人类在宇宙中非常独特,因为我们费尽心力也始终没有在除了地球以外的其他天体找到一点点和我们相似的智慧生命存在,似乎宇宙中允许有偶然。 ②宇宙又处处表现出它的标准化,一些基本原则在宇宙中非常通行,因此宇宙应该不是一个刻意创造偶然的场所。 然而,不管我们的存在是普遍还是偶然,生命能够在宇宙中被创造已经是毫无议义的了。 我们处在被称之为“宇宙”的物质系统之中,我们越来越认识到宇宙的物质性,随着对宇宙了解的增多,对物质的认识深度也不断地增加,如今大多数的人都认为宇宙是一个完全可以理解的物质行为,虽然它本身并没有智慧,但由于宇宙物质系统的精妙,就能使我们这种和宇宙以同样的元素构成的物体能够具有智慧,也就是说宇宙可以通过对原子等基本粒子的不断加工使它们变得足够的复杂和巧妙,直至生命的产生,当然这需要漫长的历程来进化,所谓进化它是一个生命的专有名词,实际上就是指一种携带有信息密码的物质能够自己复制,并且不断地利用复制的错误或者不准确,让环境选择消灭其中一部分和保留其中的另一部分继续生存的过程。 物质系统——微观宇宙 对原子进行加工的力量其实来自原子核内部的几种力: 图解:自然界四种基本作用力 这些力的概念,虽然还很陌生,但以后人们就应该像熟悉自己的菜谱一样熟悉它们,因为人类已经到了相对论和量子力学时代,这几种力特性不一样、力量不一样、延伸的长度也不一样,而一个物体中什么时候什么力占上风就决定着这个物体是什么性质,而什么力能够主宰一个物体又取决于这个物体中原子核数量的多少,准确的说在每个原子核中同时存在着4种力,这4种力根据周围原子核数量的情况,在力与力之间会形成不同的力量对比,有时候相互竞争,有的时候相得益彰,于是就出现了它们合并的时候的恒星(燃烧的太阳),也出现了它们和谐状态下不燃烧的宁静地球。 图解:自然界四种基本作用力示意图 物质系统——宏观宇宙 我们生存在一个由发光的恒星和不发光的岩石星球天体的组合之中,这是生命能够存在的最直接的模式,那个发光的星球就是太阳(恒星),它的质量在我们的生活中通俗地说就是质量,太阳的质量大约是地球的33万倍(地球质量约为 5.965 10^24kg),更具体的说,就是一个太阳拥有的原子核数量大约相当于33万个地球所拥有的原子核的数量,这样表达更准确,因为重量的概念和秤的状态有关,而宇宙中秤的状态很难有标准,而原子核是标准的,太阳之所以是太阳就因为它拥有的原子核数量多,通常叫做质量大,而不是因为物质成分的不同,也不是因为太阳是一种物质成分,而地球是另一种物质成分,除此没有别的奥秘。太阳中拥有的元素,地球上也全部拥有,然而太阳在燃烧,而地球则是冰冷的,除了地球的核心,这是因为在不同质量大小的物体中,力的表现形式不同。 物质系统——生命 从生命的角度说,我们既需要几种力相互竞争的星球,也需要几种力和平共处的星球,一颗热的星球照耀着一颗冷的星球就会产生生命,这是没有任何意义的,然而事实是这颗热的星球和这颗冷的星球必须搭配的非常微妙,才能使生命的产生成为可能,而这种微妙的概率甚至微小到几万亿分之一 ,因为到目前为止,在宇宙的其他地方始终没有发现有确切的生命迹象。 生命的稀罕是我们认识宇宙的一个非常大的心理障碍,在没有找到第2个生命的形式之前,人类总是难以消除自己心中的阴影或者困惑,自己到底是不是宇宙中纯粹物质的产物呢?我们渴望见到和自己相似的生命在另外的宇宙空间存在,这恐怕已经是人类心目中最崇高的目标了,不过宇宙也没有太难为执着追求自己来龙去脉的人类,地球的周围就是宇宙的通向四面八方的窗口,除了有一层必不可少的大气,使得星光有些朦胧以外,人类追寻自己的身世是没有障碍的,而人类也从没有停止对黑暗中物质的思索,现在人类向宇宙证明了一个智慧生命的群体可以自学成长并且可以在这种 探索 中极大的受益。 物质如何化为能量首先要研究的是太阳,因为我们明白每天都轮回一次的光明和黑暗到底是怎么回事,我们需要知道给予我们所深深依赖的热量和光明的是什么东西,然后才能理解宇宙中其他的事情,认识太阳:“一个是要认识太阳为什么在目前这个位置上,另一个是要认识太阳为什么能这样的发光”。 为什么在这个位置上是一个观测的问题,这一点在500年前由波兰天文学家哥白尼开始了正确的论述,证明了太阳比地球大得多而且控制着地球围绕它旋转,然而认识它的发光机制确实又费了一番周折,因为这种发光机制在地球上没有,无论怎样发挥想象力,都只能用化学或者常规物理的方法来猜测,但都无法解释太阳为什么能长久而稳定地高效燃烧。 前人根据牛顿定律计算出了太阳的质量,如果把这些巨大的质量换算成煤居然只能烧几千年,而从地球上的生命存在的证据来判断,太阳至少已经存在了45亿年以上。 图解:太阳(恒星)结构示意图 太阳燃烧的究竟是什么呢? 这需要伟大的想象力,这个思考的成就主要应归功于爱因斯坦,他把宇宙的运动在一个高度上统一了起来,这种统一就是物质和能量的转换,这种转换就发生在物质的本身(原子核)上,爱因斯坦计算出太阳的燃烧是物质的燃烧或者说是原子核的燃烧,因为所谓物质就是原子核,只要追究到原子核的行为才能解释像太阳这样的天体为什么能够存在这么长久。 地球上我们所熟悉的燃料比如木头、煤、石油等等的燃烧,这都是电子的燃烧,是电子在不同的分子结构中蹦蹦跳跳所释放的能量。 核能和电子能也就是化学能,能量效率的差距是有天壤之别的,有一个公式 E=mc ² 是爱因斯坦智慧的经典,用它就能计算宇宙中最重要的一个现象——物质和能量的转化,当然就能计算太阳以及任何与核燃烧有关的物质的状态。 图解:质能方程(质能方程式) 其实原子核到处存在,我们人体就主要是由它组成的,它们都是可以燃烧的,但人体里的原子核不具备燃烧的条件,因为它们被分隔得很远,比如说原子核是一颗玻璃弹珠,那么每颗玻璃弹珠的距离差不多就是10公里,如果把人体中的原子核一个一个地挨在一起放着,整个人的体积就会比一粒花生都还要小,所以每个原子核就像散落在银河系中的恒星一样,在正常的情况下根本就不会碰在一起。 图解:原子结构示意图 为什么不会碰在一起? 因为每个原子核都有电,也就是有电磁力,而电磁力是同性相斥的,宇宙中所有的原子核都是正电荷,它们相互排斥,在正常情况下原子核们没有机会碰到一起,而能够和它们接近的是拥有负电荷的电子,它们能被原子核的电磁力吸引,但由于电子以极快的速度围绕原子核旋转,离心力使它们和原子核保持相当远的距离。 其实从物质的角度来说人体是通透的,我们在触摸的时候有实体感是因为我们触摸的是电磁力,是电子和原子核之间的相互作用的力,其实这是宇宙中最好的状态,它说明宇宙为物质创造了宽松的环境,让每个原子核拥有足够的空间使自己成为拥有电子的完整原子,并且可以用它外围的电子去构造各种物质的形态,这就是说,如果不是这样不给原子以这种自由,那么宇宙中很多东西比如生命,人类甚至地球就都不存在了。 当然,如果宇宙中的原子都这么自由,生命也不会存在,因为正是需要剥夺许多原子的自由,让它的原子核裸露才能使我们这种自由的原子组合成智慧的生命,得到足够的能量,这种能量就是来自原子核们被强迫的碰撞,因为在原子核的里面有宇宙中最强大的力——强核力,它由强子组成,每个原子核中都有3个强子,它们原本极其活跃,就像三只暴躁的青蛙,总想离开井底传到外面去,只有强核力能够束缚它们,不过这个强核力虽然力量极大,但它的作用距离却特别的短,只能作用在原子核的半径范围,也就是说宇宙中最大的大力士他(她)的胳膊却是最短的。 图解:原子核中的3个强子 强子平时相互根本就挨不着,所以也无法体现出它强大的威力,然而一旦有机会使它们相互能够碰到对方,那就要惊天动地的相互结合了。而它们在结合的时候需要极大的能量,这些能量就只能在原子核里面获得,而获得的方式就是把物质变成能量,物质里蕴藏能量极为惊人,当强核力向物质所要能量的时候,仅仅只使用物质的一点点大约只占到原子核总质量的7‰,但这一点点就创造了像恒星这样辉煌的燃烧,这么明亮和长久,这就是一部分原子核在结合时抛出的物质所创造出来的宇宙的火焰。 当原子核们聚合在一起,一部分物质变成能量从原子核中迸发出来时,原子核就会减轻,太阳就是这样,它在燃烧的过程中体重在不断的减轻,它每秒钟有7亿吨的原子核参与碰撞,而彻底消失的物质大约是每秒钟400万吨,这就是不断发生的永久化为能量的7‰的质量,这和地球上人类所熟悉的燃烧完全不同。 地球上的燃烧无论怎么燃烧,地球都不会变轻,因为地球上的燃烧只是分子在改变格局,比如说是氧气和碳的结合,从一种状态变成另一种状态,地球上的这种分子级别的被称之为化学能量的燃烧和太阳的原子核的燃烧相比要差20000000倍,1公斤的氢原子核聚变相当于4000吨石油和6000吨煤的能量,太阳之所以能够让原子核燃烧,是因为它能让这些原子核近距离地接触,也就是说宇宙中原子核一般是不接触的,而一旦接触就要爆发能量,这是宇宙的一个原则。在太阳内部就能够让原子核接触,因为它能使原子核运动,运动中的原子核就可以跨越它们之间坚实的隔膜——电磁力。 电磁力是宇宙中第二强大的力,它只有强核力的1%,但是强核力的特点是缩在原子核里面,在核的范围内才能发挥作用,而电磁力却可以无止境地向外延伸,因此强核力实际上就像是被关在电磁力里面的青蛙,虽然弹跳力很惊人却没有用武之地,幸亏这样,否则人体的电磁力如果突然消失,那么原子核就会瞬间碰撞,一个人拥有了原子核的能量足足相当于一颗氢弹。 宇宙中大部分的原子核是被以电磁力的电网相互隔离的状态存在的,这原子核都很懒惰,所以它们并没有产生什么光彩,只是以尘埃的形式漂浮在宇宙之中。 然而在宇宙中还有不少被强迫运动的原子核它们的运动场就是恒星,在恒星上原子核精神抖擞,争先恐后地相互碰撞,因此宇宙中就出现了无数闪烁的光点,我们称之为——恒星,也就是大小不一的太阳,这些都是原子核集体运动的成果,宇宙因为它们的运动而星光灿烂,原子核的运动场必须很大,当一个物体不断地增大,它的内部就会发生一种现象,那就是越来越热,热会使原子核快速运动,就如同 汽车 高速行驶一样,它们会产生巨大的冲撞力量,这种力量能够突破原子核原有电磁力的隔离,而使原子核的距离越来越近,当距离近到强核力能够相互接触到对方的范围时,它们就会瞬间碰撞在一起,同时用7‰的物质产生出巨大的核能来完成这次碰撞。 在太阳的内部就是这种高速运动的原子核,每时每刻稳定的发生着碰撞,太阳才因此而发光,虽然太阳的质量随着它的能量的不断释放而减少,但是它的质量非常大这点损失无足轻重。 图解:星光灿烂的宇宙 时间的本质始终是科学界最大的谜团 科学最前沿的可控核聚变什么时候能实现 宇宙之所以没有形成比超星系更大的结构是因为引力的原因

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