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海森伯不确定性原理_奇点天文奥秘
海森伯不确定性原理_宇宙时间奥秘 在海森伯对量子力学的发展中，出现了另一个使人惊奇的特点。这就是他 1927 年提出的著名的“不确定性原理”。这一原理断言，自然界中存在一个测量精度的极限。设想一个像电子那样的物体从空间中飞过。按照经典物理学，它具有位置和动量，这两者可以被同时测量。而海森伯的原理简单说来，就是表明在亚原子领域，不可能同时精确地知道电子的位置和动量。如果想测量出某一时刻的准确…- 12k
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哥本哈根解释_奇点天文奥秘
哥本哈根解释_宇宙时间奥秘 玻尔大胆地正面处理了测量带来的难题。他的方法被大多数物理学家所采纳，被称为量子力学的“哥本哈根解释”，因为他一直在这个城市生活和工作。这一解释的基本前提是，我们对微观世界的描述受到我们语言贫乏的限制，而语言是建立在经由感觉传递过来的信息的基础上的。世界具有一个经典的部分，它由测量行为所构成；同时又有一个量子部分，这就是我们正在测量的东西。换句话说，我们所观察的世…- 15.1k
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原子结构与经典物理学的失效_奇点天文奥秘
原子结构与经典物理学的失效_宇宙时间奥秘 在二十世纪的头十年间，接二连三的有关原子结构的发现，就像是一场竞赛。无疑这其中最重要的实验，是盖革（HansGeiger）和马斯登（Marsden）在卢瑟福指导下，于 1909 年在曼彻斯特大学所做的那次实验。它的结果是非凡的，使人们第一次有了印象，一个原子看起来是什么样子；而且开辟了通向新的物质观的途径。这两个人用放射性物质产生的阿尔法粒子束（在…- 8.1k
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玻尔原子和量子论_奇点天文奥秘
玻尔原子和量子论_宇宙时间奥秘 上面说的这些，和原子有什么关系呢？为了了解这一点，我们首先必须回到 1913 年，去看一下丹麦理论物理学家玻尔的研究工作。对于玻尔的才智有各种评价，它们之间有着天壤之别：卢瑟福把他形容为“我从来没有遇见过的最聪明的小伙子”；而伽莫夫却认为，玻尔的最大特点是“思维和理解的迟钝”。邱吉尔（Winston Churchill）也重复过同样的观点，他认为玻尔是一个枯…- 13.8k
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爱因斯坦出场_奇点天文奥秘
爱因斯坦出场_宇宙时间奥秘 普朗克认为他对于黑体辐射的解释是古怪可笑的，因为它与经典电磁理论的教义相矛盾，所以他没有能够进一步地挖掘这一解释的更深的含义。作为一个保守的科学家，他只是把他的理论当做一种用起来方便的假设，而不是当做奥妙的真理。然而他也是一个务实的人，由于这个理论是这样卓有成效，他对它深信不疑。但是当他的理论的全部含义，后来被其他人详尽地加以阐明的时候，他还是受到了很大的震动。…- 14.6k
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量子论的诞生_奇点天文奥秘
量子论的诞生_宇宙时间奥秘 量子力学以一种迂回的方式，出来搭救这些自我毁灭的经典原子。它始于一个并非存心要闹革命的德国物理学家普朗克（Max Planck）。普朗克的工作实际上要比卢瑟福的原子模型早十年。当时所有的理论都不能够解释一个物体的温度和它发出的电磁辐射的量之间的关系：比如，一个烧红了的火钳，当再加热时为什么会变白。当时的理论学家是根据一种理想的模型来作出预言的，这种模型叫做“黑体…- 14k
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波和粒子_奇点天文奥秘
波和粒子_宇宙时间奥秘 波-粒子双重性对显示光的波动本质的经典实验来说，是一个意想不到的周折。这个实验是杨（Thomas Young）在十九世纪初进行并分析的。他让从一个光源发出的光，投射到一个开有两条狭缝的不透明的屏上。 这两条狭缝就像一个二次光源，光穿过它们之后继续传播，最后投射到一个屏幕上，形成明显的明暗相间的带状条纹，这是一种典型的干涉作用。这个实验是光的波动本质的一个很好说明…- 14.8k
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有个几万公里长的巨大红斑
有个几万公里长的巨大红斑 木星除了色彩缤纷的条和带之外, 我们还不难看到木星大气 有一块醒目的标记, 从地球上看去, 就成一个红点, 仿佛木星上长 着一只“眼睛”, 大红斑形状有点像鸡蛋, 颜色鲜艳夺目, 红而略带 棕色, 有时又鲜红鲜红的。人们把它取名为大红斑。 大红斑十分巨大, 南北宽度经常保持达 1 .4 万公里, 东西方向 上的长度在不同时期有所变化, 最长时达 4 万公里。也就是说, 从…- 117.3k
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与原始地球环境相似的土卫六
与原始地球环境相似的土卫六 土卫中最大的一颗是土卫六。过去一直认为它是太阳系最大 的卫星。通过“旅行者 1 号”发回的数据, 发现土卫六的直径是 5150 公里, 比木卫三( 直径 5276 公里) 小, 从此才改变了过去的看 法。土卫六退居第二位, 但仍然比冥王星( 直径 3600 公里) 大, 也 比水星( 直径 4880 公里) 大。自从 1665 年, 荷兰天文学家惠更斯发现土卫六以来, …- 115.3k
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太阳系第一大卫星家族
太阳系第一大卫星家族 土星的卫星共有 23 个, 是太阳系当之无愧的卫星大家族。 在 20 世纪 70 年代, 能在地面上发现的卫星都已找到了, 那时 候 , 土星有 10 颗卫星, 还排在木星的后面( 木星当时发现 12 颗卫星) 。短短 20 多年, 卫星的数目翻了 1 倍多, 这是为什么呢 ? 70 年代以来, 太阳系探索已经进入新纪元———派遣宇宙飞船 进行近距离考察, 甚至登陆行星。我们…- 119.2k
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第四章时间的量子跃迁_奇点天文奥秘
第四章时间的量子跃迁_宇宙时间奥秘 对于时间箭头的存在，量子力学给了我们饶有兴趣的启示。如我们将会看到的，它认为时间的流逝是由某种非常简单的事情决定的：即我们自己对于变化的观测。它揭开了原子世界的奥秘，显示了有一种极其微小的粒子（长寿 K 介子），其存在表示时间是不可逆的。但是物理学家们仍然在为此争论不休：这确实是一个基本线索呢，还是一种风马牛不相及的东西。有一件事倒是很清楚——量…- 16.2k
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时间旅行_奇点天文奥秘
时间旅行_宇宙时间奥秘 广义相对论还有另外一个使人极感兴趣的推论：名副其实的时间旅行。像我们在双生子佯谬中所看到的，在一个非常有限的意义上，狭义相对论和广义相对论的时间膨胀，都允许一个观测者相对另一个观测者作“时间旅行”。然而，事件的时间顺序对所有的观测者都是相同的，即使他们不能接受一个普遍适用的“现在”：在任何运动状态之下，没有一个观测者会看到，光会在从恒星发出来之前到达地球。 但是…- 13.1k
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人择原理_奇点天文奥秘
人择原理_宇宙时间奥秘 有助于我们仍然在黑暗中摸索的宇宙学，一个饶有兴趣的看法是“人择原理”。它使我们注意到这样一个事实，即我们的存在本身，在相当大的程度上决定了我们所看到的宇宙的特点。为什么宇宙是如此浩翰，而生命却是如此罕见？我们所看到的宇宙，它的尺度确实十分巨大，大约有 130 亿光年。由于它的膨胀，这意味着它的年龄也应该差不多是 130 亿年。而另一方面，生命决定于与氢一起存在的另外…- 16k
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通往广义相对论之路_奇点天文奥秘
通往广义相对论之路_宇宙时间奥秘 为了创立广义相对论，爱因斯坦经历了八年艰辛、专心致志的努力。在此期间，新见解不断在他头脑中闪现，同时他也一次又一次地走进死胡同。直到最后，一个崭新的、闪耀着智慧光辉的理论终于出现了。1909年 7 月初，爱因斯坦辞去了他在伯尔尼专利局的工作，去苏黎士大学做教授。这是他在其后五年中得到的几个教授职位的第一个。 从 1907 年底到 1911 年中，爱因斯…- 13.5k
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相对论的不足之处_奇点天文奥秘
相对论的不足之处_宇宙时间奥秘 现在回到我们的主题：爱因斯坦对解释时间箭头无能为力。这其中的原因，是和因果律的概念密切有关的，这个概念认为，结果决不可以先于其原因。设想在一个给定的参考系中，某一事件——例如说一个击球员在空间某 X 处，在某个给定的时刻击中一个板球，引起晚些时候发 生在空间坐标 Y 处的另一个事件——例如说是板球落到外场员的手里。为了使 Y 处的事件能够发生，一定有信息…- 12.1k
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引力时间膨胀_奇点天文奥秘
引力时间膨胀_宇宙时间奥秘 时间在时空中是如何流逝的呢？到 1911 年的时候，爱因斯坦就已经认识到，引力场越强，钟也就会走得越慢：钟离一个大质量天体例如太阳（或是一个超密天体比如黑洞，这样的效应更强）越近，比起另一个放置得很远的钟来，它就走得越慢。这个结论是由整个广义相对论得出的，称为引力时间膨胀，它不同于我们在狭义相对论中遇到过的时间膨胀效应。 这就给出了对爱因斯坦的广义相对论的第…- 13.9k
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