宇宙 精彩片段:
第九章 恒星的生命
太阳神睁开双眼,埃及大地撒满阳光,当他闭上眼睛,埃及大地便又陷入黑暗,由此方有白昼和黑夜之分。诸神出于其口,像生出自其眼。万物莫不由他创造。他是金碧辉煌的神童,他的光芒使所有的生命都显得生气勃勃。
引自古埃及托勒密王朝时期的禅语
上帝创造的物质颗粒的形状和大小各异,……也许密度和引力也不相同。因此,自然规律才会千变方化,宇宙也才会千姿百态。至少我看不出这一切有什么矛盾之处。
牛顿《光学》
夜空高悬,星光闪闪:我们常常躺在地上,仰望群星,谈论着这些星星究竟是创造出来的还是自然产生的。
马克·吐温《哈克贝利·芬》
每当我……极需得到……宗教的安慰时,我就到户外去描绘夜空的繁星。
荷兰画家梵·高
制作苹果馅饼需要小麦和苹果,还要这儿加一点、那儿添一撮,最后用炉子烘烤。馅饼的配料是由分子组成的,比如糖分子或水分子。这些分子又是由碳原子、氧原子、氢原子及少数其他原子组成的。这些原子又来自何方呢?除氢原子外,其他的原子都是星体造就的,一个星球就像一个宇宙灶,能把氢原子烧制成较重的原子。星球是由星际的气体和尘埃凝聚而成的,氢是这些气体和尘埃的主要成分。氢是在宇宙大爆炸中生成的。假如你想从头开始制作苹果馅饼,你就必须首先创造宇宙。
假如把一个苹果馅饼切成两半,将其中的一半再切成两半,按照德漠克利特的想法这样切下去,要切多少次才能切成原子呢?答案是:大约要连续切90次。这当然是不可能做到的。因为不会有这么锋利的刀,况且馅饼又极易破碎;原子非常小,肉眼无论如何是看不见的。不过,还是有办法做到的。
在1910年前后的45年中,人们在英格兰剑桥大学首次揭示了原子的本质。这个方法之一是:用原子碎片轰击原子,再观察它们是如何跳出来的。典型的原子外层裹着一层电子云。电子就是带电的粒子,它所带的电荷被随机地规定为负电荷。电子决定原子的化学性质,因此才有光灿灿的金子,冷冰冰的铁和具有晶体结构的钻石。在原子的内部,原子核深深隐藏在电子云里面,它是由带正电荷的质子和中性的中子组成的。原子非常小,1亿个原子首尾相连也只有小指尖那么大。而原子核则更小,只有原子的十万分之一。难怪人们用了这么长的时间才发现原子核①,然而,原子的大部分质量却集中在原子核内。相比之下,电子犹如漂浮的绒毛。由此可见,原子内部充满了空间,物质内部是很空虚的。
我就是由原子组成的,我放在桌子上的胳膊肘就是由原子组成的,桌子也是由原子所组成的。既然原子如此之小,原子内部又是如此之空虚,原子核甚至更小,那么,为什么桌子能把我撑住?为什么我的胳膊肘的原子核不会轻易地滑进桌子的原子核中去呢?为什么我不会卷成一团或者掉到地球的另一端呢?A·爱丁顿就是经常这样问自己的。
答案在电子云里。我胳膊肘中的原子外层有负电荷,桌子中每个原子的外层也都有负电荷,这些负电荷相互排斥。我的胳膊肘之所以不会穿透桌子,就是因为原子核周围有电子,这些电子的电力是很强的。日常生活中的一切无不依赖原子的结构。如果去掉原子中的电荷,任何事物都将变成看不见的微尘。没有这种强大的电的作用力,世界上就不会有物体,而只有四处漂游的电子、质子和中子以及基本粒子的引力球——支离破碎的宇宙残骸。
当我们假定将苹果馅饼切成单一的原子时,我们面临着一个无穷小的问题;当我们抬头仰望夜空时,我们则碰到一个无穷大的问题。这些无穷是时空的无穷回归:在空间上没有尽头,在时间上没有穷尽。如果你站在理发店的两面镜子之间,你会看到你本人的许多映像,每一个映像都是另一个映像的反映。但你不可能看到无穷无尽的映像,因为镜子不可能绝对平整,光传播的速度也不是无穷快,同时,你站在镜子中间阻碍了光的反射。这里所谓的“无穷大”是一个比任何数字都要大的数。