第十一章 創世年代

關燈
直于光的傳播方向。

    對一般物質而言,這種橫向振動隻發生在固體中。

    在液體和氣體物質中,振動的粒子隻能沿着波的行進方向運動。

     29 事實上,如果用l表示兩個碼頭之間的距離,請記住順流時的合成速度為V+v,逆流時為V-v,我們得到整個航行的時間為: 30 &ldquo菲茨傑拉德收縮&rdquo之名源自第一個引入這種觀念的物理學家菲茨傑拉德,他認為這種收縮是運動的一種純機械效應。

     31 當然,這隻是理論上的描述。

    實際上,即使真有兩艘飛船以這樣的速度相遇,每艘飛船上的乘客也看不到另一艘,一如你無法看到速度隻有飛船若幹分之一的子彈。

     32 或者也可以說,是由于四維空間中的畢達哥拉斯公式在時間方面發生了扭曲。

     33 大圓是一個穿過球心的平面切割球面所得到的圓。

    赤道和子午線均為這樣的大圓。

     34 煉金術士會用以下公式來表示對鐵礦石的處理: 土原子+火原子─&rarr鐵分子, (礦石) 把鐵的生鏽表示為: 鐵分子─&rarr土原子+火原子。

     (鏽) 而我們則會把這些過程寫為: 鐵氧化物分子─&rarr鐵原子+氧原子 (鐵礦石) 和 和鐵原子+氧原子─&rarr鐵氧化物分子。

     (鏽) 35 即力的大小與兩個物體之間距離的平方成反比。

     36 現在利用&ldquo煉金術&rdquo(見後)可以用人工方法制造出更為複雜的原子,比如用來制造原子彈的人造元素钚有94個電子。

     37 對不确定性原理的更詳細讨論請參見拙作《物理世界奇遇記》(Mr.TompkinsinWonderland,TheMacmillanCo.,NewYork,1940)。

     38 由于較重的氯元素占25%,較輕的占75%,所以平均原子量為:0.25×37+0.75×35=35.5,這正是早期化學家發現的數值。

     39 源自意指&ldquo相等&rdquo的希臘詞&iota&sigma&omicron&sigmaf和意指&ldquo位置&rdquo的希臘詞&tau&omicron&pi&omicron&sigmaf。

     40 從原子量表中我們可以看到,元素周期表開頭的那些元素,原子量等于原子序數的2倍,這意味着這些元素的原子核包含有相同數目的質子和中子。

    而重元素的原子量增加得更快,這表明這些元素的原子核中的中子多于質子。

     41 M.Born,Atomicphysics(G.E.Stechert&Co.,NewYork,1935). 42 T.B.Brown,ModernPhysics(JohnWiley&Sons,NewYork,1940). 43 雖然從原則上講,電子對可以在完全空虛的空間中形成,但電子對的形成過程大大得益于原子核周圍的電場。

     44 這些高能粒子的速度高達光速的99.9999999999999%,對其來源所作的最簡單(但也可能最可信)的解釋是認為,它們的加速是由于太空中飄浮的巨大氣體塵埃雲(星雲)之間存在着極高的電勢。

    事實上,我們可以預期,這些星雲積累電荷的過程就類似于大氣層中的普通雷雲積累電荷的過程,不過前者的電勢差要大得多。

     45 這可以通過轟擊原子核來做到,本章稍後将會描述這種方法。

     46 在這方面,最新的實驗證據表明,中微子的重量還不到電子的十分之一。

     47 要記住,銀原子核既不發生聚變也不發生裂變。

     48 卡是熱量單拉,将1克水的溫度升高1℃所需的能量為1卡。

     49 比如在1克鈾材料中,每秒鐘有數千個原子裂開。

     50 上述過程可以表示成反應式:13Al27+2He4&rarr14Si30+1H1。

     51 布萊克特照片(本書未刊登這幅照片)上記錄的核反應式是:7N14+2He4&rarr8O17+1H1。

     52 核反應式為:5B11+1H1&rarr2He4+2He4+2He4。

     53 核反應式為:1H2+1H2&rarr1H3+1H1。

     54 這裡發生的過程的核反應式可以寫成以下形式: (a)中子的産生:4Be9+2He4(鐳發射的&alpha粒子)&rarr6C12+0n1 (b)中子轟擊氮原子核:7N14+0n1&rarr5B11+2He4。

     55 這些數值隻是為了舉例而給出的,并不對應于任何實際的原子核。

     56 更詳細的讨論可參見1947年VikingPress出版的SeligHecht,ExplainingtheAtom。

    EugeneRabinowitch博士的增訂版收在Explorer平裝叢書中。

     57 關于鈾堆的更詳細讨論,請再次參閱原子能的專門書籍。

     58 所有數值都是在标準大氣壓下測得的。

     59 參見第十一章。

     60 把金屬絲加熱到高溫狀态時,其内部電子的熱運動會變得更加劇烈,一些電子會逸出表面。

    無線電愛好者都知道,該現象已被用于電子管。

     61 這裡未考慮玩家可随意代替任意一張牌的額外的&ldquo百搭&rdquo所引起的複雜性。

     62 如果可以,請使用計算尺或對數表! 63 英文中小山羊是Kid,基德是Kidd,兩者詞形和發音都很相像。

    &mdash&mdash譯注 64 半徑為1的圓的周長是其直徑的&pi倍,即2&pi,因此四分之一圓周的長度是即。

     65 事實上,由于氣體分子的間距很大,空間并不擁擠,所以給定體積内雖然有大量分子,但根本不會阻礙新的分子進入。

     66 一個10英尺寬、15英尺長、9英尺高的房間的體積為1350立方英尺或5×107厘米3,因此包含5×104克空氣。

    由于空氣分子的平均質量為30×1.66×10-24&asymp5×10-23克,所以分子總數為5×104/5×10-23=1027。

     67 必須考慮這種一半對一半的分布,因為動量守恒定律使得所有分子不可能都朝同一個方向運動。

     68 還有違背能量守恒定律的所謂&ldquo第一類永動機&rdquo,不用提供任何能量它就能做功。

     69 1微米等于0.0001厘米,通常用希臘字母&mu表示。

     70 大家還記得,根據我們對原子結構的讨論,鎂原子(原子序數為12,原子量為24)的原子核有12個質子和12個中子,周圍環繞着12個電子。

    若把鎂原子劈成兩半,我們便得到了兩個新的原子,每一個原子都包含6個質子、6個中子和外面的6個電子,或者換句話說,得到了兩個碳原子。

     71 有時細胞的尺寸巨大,比如整個雞蛋黃就是一個細胞。

    不過在這些情況下,細胞中的生命物質仍然尺寸很小,大塊的黃色物質隻是為小雞的胚胎發育所積累的養料罷了。

     72 在熱水中溶解大量的鹽,并将其冷卻到室溫,這樣便制得了過飽和溶液。

    由于溶解度随着溫度的降低而減小,水中含有的食鹽分子将會大于水所能溶解的數量。

    然而,這些過量的食鹽分子會在溶液中保持很長時間,直到丢進一小粒食鹽晶體為止。

    可以說,這粒鹽提供了初始的推動,作為一種組織劑将食鹽分子從溶液中驅遣出來。

     73 比如根據以下假想的化學反應方程式:3H2O+2CO2+C2H5OH=2[C2H5OH]+3O2,一個酒精分子會形成另一個酒精分子。

     74 同樣道理,用蠟燭在紙上寫字,字迹也是顯不出來的。

    但若用黑色鉛筆将紙的顔色加深,那麼由于石墨不會粘在被蠟覆蓋的地方,字迹就會在深色背景下清晰可見了。

     75 需要注意的是,給活細胞染色往往會把它們殺死,使其停止發育。

    于是,圖92所示的那種連續的細胞分裂并不是對同一個細胞的觀察,而是給處于不同發育階段的不同細胞染色所得到的結果。

    不過從原理上講,這兩者并無多大不同。

     76 我們不妨将這個計算結果與關于原子彈爆炸的類似計算(見第七章)作一比較。

    使1公斤鈾的每一個原子(總共2.5×1024個原子)都發生裂變所需的原子分裂過程次數可由類似的方程2x=2.5×1024計算出來,結果為x=61。

     77 這種說法适用于人類和所有哺乳動物,而對于鳥禽來說,情況則正好相反;公雞有兩條相同的性染色體,而母雞卻有兩條不同的性染色體。

     78 與大多數其他生物相反,果蠅的染色體非常大,其結構很容易用顯微照相來研究。

     79 切牌:從一副紙牌中拿起一部分翻轉過來以決定由誰發牌﹑誰先出牌等。

    &mdash&mdash譯者 80 正常尺寸的染色體都太小了,顯微鏡研究無法将其分解成單個基因。

     81 正如我們已經解釋的,&ldquo同分異構&rdquo是指分子由相同的原子所構成,但原子以不同的方式排列着。

     82 突變現象的發現隻對達爾文的經典理論作了一點修改,即物種演化緣于不連續的跳躍式變化,而不是緣于達爾文所設想的連續的小變化。

     83 實際上,構成病毒微粒的原子數可能比這少得多,因為它們很可能如圖103所示&ldquo内部是空的&rdquo,由旋狀的分子鍊所構成。

    倘若煙草花葉病毒真有這樣一種結構,各種原子團隻位于圓柱體的表面上,那麼每個病毒微粒的原子總數将會減少到隻有幾十萬個。

    當然,同樣的說法也适用于單個基因裡的原子數。

     84 更精确地說是0.600&Prime±0.06&Prime。

     85 最好是在初夏的晴朗夜晚作這種觀察。

     86 脈動現象最先發現于造父一,因而以此命名。

     87 不要把這些脈動星與所謂的食變星相混淆,後者是由兩顆彼此圍繞對方旋轉并且周期性掩食對方的恒星所組成的系統。

     88 地球上的氫大都以它的氧化物&mdash&mdash水的形式存在。

    大家知道,雖然地球表面有3/4的面積被水覆蓋,但與整個地球的質量相比,水的質量是很小的。

     89 這是形成星際物質的塵粒的近似尺寸。

     90 關于生命在地球上的起源和演化,更詳細的讨論可參見拙著《地球自傳》(1941年首版,1959年修訂版)。

     91 &ldquo紅巨星&rdquo和&ldquo白矮星&rdquo這兩個名稱源于其亮度與表面的關系。

    由于稀薄的恒星有很大的表面來釋放内部産生的能量,所以它們表面溫度較低,呈紅色;而高密度恒星的表面則必定溫度很高,呈白熱狀态。

     92 這是因為根據魏茨澤克的理論,太陽的形成不會比太陽系早很久,而我們地球的估計年齡大緻是這麼大。

     93 根據哈勃的原始數據,兩個相鄰星系之間的平均距離約為170萬光年(1.6×1019公裡),其相互退行速度約為每秒300公裡。

    假設宇宙是勻速膨脹的,其膨脹時間即為=5×1016秒=1.8×109年。

    不過,根據最新數據估計的時間值要更大一些。

     94 核液體的密度為1014克/厘米3,而目前空間中物質的平均密度為10-30克/厘米3,所以宇宙的線收縮率為。

    因此,目前的5×108光年距離在那時隻有=10-6光年=1000萬公裡。

     95 運動粒子的動能與其質量成正比,其相互之間的勢能則與質量的平方成正比。

     插圖1 放大175000000倍的六甲基苯分子 插圖2 a.始于雲室外壁和中央鉛片的宇宙線簇射。

    磁場使簇射産生的正、負電子沿相反方向偏轉。

     b.宇宙線微粒在中央隔片中産生核衰變。

     插圖3 人工加速的微粒引起的原子核嬗變 a.一個快氘核擊中雲室中重氫氣的另一個氘核,産生一個氚核和一個普通的氫核(1D2+1D2&rarr1T3+1H1); b.一個快質子擊中硼核,使之裂成三個相等的部分(5B11+1H1&rarr32He4); c.一個圖中看不見的中子從左邊射入,把氮核打碎成一個硼核(向上的徑迹)和一個氮核(向下的徑迹)(7N14+0n1&rarr5B11+2He4)。

     插圖4 鈾核裂變的雲室照片一個中子(當然在圖中看不見)擊中了橫放在雲室中的薄鈾箔的一個鈾核。

    兩條徑迹對應着兩個裂變碎片分别以1億電子伏左右的能量飛離。

     插圖5 a和b.果蠅唾液腺染色體的顯微照片,顯示了倒置和相互易位; c.雌性果蠅幼體染色體的顯微照片。

    圖中标有X的是緊緊挨在一起的一對X染色體,标有2L和2R的是第二對染色體,标有3L和3R的是第三對,标有4的是第四對。

     插圖6 這是活的分子嗎?放大34800倍的煙草花葉病病毒微粒。

    這幅照片是用電子顯微鏡拍攝的。

     插圖7 a.大熊座中的螺旋星雲,它是一個遙遠的宇宙島(俯視圖); b.後發座中的螺旋星雲,它是另一個遙遠的宇宙島(側視圖)。

     插圖8 蟹狀星雲。

    1054年,中國天文學家觀測到天空中的這個位置有一顆超新星,此蟹狀便是這顆超新星爆發時抛出的不斷膨脹的氣體包層。