少年图文大历史02?宇宙是如何产生的

作者简介

韩国大元国际中学教师 (物理教育专业），“大历史”丛书第二册《宇宙是如何产生的？》作者，致力于以大历史观念进行更广阔的世界观教育。;.;韩国大元国际中学教师 (物理教育专业），“大历史”丛书第二册《宇宙是如何产生的？》作者，致力于以大历史观念进行更广阔的世界观教育。

内容简介

寻找太阳系的起源 “地球上的物体做直线运动，宇宙中的物体做圆运动。” 在牛顿之前，人们是这样认为的：太阳、月亮和恒星围绕地球旋转，做圆周运动；在地球上，球体滚落或物体掉落做的是直线运动。人们就以这个想法为基础，分别解释了地球上以及宇宙中的运动。但是行星的运动与恒星不同，并不按照一定的圆形轨道画圆，很难以圆周运动来解释其过程，因为需要导入周转圆和异心圆等概念。随着适用于所有空间的原理——万有引力广为人知，作为，不仅是行星，所有天体的运动都可以得以解释。需求是发展的原动力。通过需要解释说明的特殊现象，科学家们找到了能够解释说明的普遍原理，从而创造出更加科学的理念。 科学家们观测天体发现，在既定路径上运动的恒星之间徘徊着运动的天体。为了解释这一现象，科学家们进行了长时间的研究。大部分的恒星向着一定的角度运动，那些单独运动的天体被称为“行星”，即徘徊的意思。主张天动说的人们用十分复杂的理论解释了宇宙中存在的层层天体，宇宙最终因行星的运动得以摆脱层层天体。 受到牛顿影响的乔治?路易斯?布丰（1707—1788）对太阳系进行了研究。牛顿的《自然哲学的数学原理》记载着，若将与地球体积相同的铁块烧红，即使过了很长时间（6 000年）它也不会冷却，就算是过了5万多年也会是一样。他认为就像从宇宙中飞来的流星撞上了地球，彗星在太阳周围转动也可能会撞上太阳。 布丰认为，从遥远的地方向太阳飞来的彗星与太阳发生撞击，由此掉落出来的物质渐渐冷却形成行星，其中以适当温度冷却，最终形成生命的就是地球。事实上，在那之前，神学家们以《圣经》为依据，普遍认为太阳系是约6 000前形成的，而布丰以实验和计算为依据首次推测出太阳系的起源。 布丰测定出了大小不一的铁珠子加热至变红，然后变冷却年需要的时间，再以这个实验结果为依据，计算地球大小的珠子冷却下来所需的时间。按照他的计算，地球最少是在7.5万千年前形成的。他提出这样的假说：太阳与彗星相撞形成地球，原始地球是以熔融状态沸腾着，直到后来渐渐冷却。“太阳系源自彗星与太阳的相撞，脱离出来的物质由于重力凝聚形成球形，渐渐冷却形成行星，小一些的团块形成卫星。”虽然布丰提出的“彗星冲撞说”证据不足，但这个假说却是对太阳系是如何形成的最早的科学解释。与布丰提出的太阳与彗星相撞诞生了地球这一说法相反，比我们认识的太阳系的起源更加具有戏剧性的构思是在尘埃云团中同时诞生了太阳和行星的星云说。20世纪80年代初开始，科学家们通过尖端望远镜观测小星星，其结果显示它们被灰尘和气体形成的冰冷的圆盘包围着。这个事实验证了星云说的科学性。虽然星云说是1734年由斯威登堡首次提出的，但却因康德和拉普拉斯的理论变得广为人知。 1755年，康德广泛应用牛顿的定律，试图以力学说明宇宙的起源。他主张太阳系形成之前，原是半径有几光年的巨大原始气体星云云团。这个气体星云依托重力慢慢回旋、冷却，依靠重力收缩，形成了太阳和行星。这个星云说与角动量守恒定律相违背，1796年，数学家拉普拉斯将其发展成康德-拉普拉斯星云说。 渐露真容的宇宙构造 在康德之后，对宇宙进化论进行说明的学者是英国的天文学家赫歇尔（1738-1822）。在他八十年的人生里，虽然从未离开过村子半步，但他比任何人都要关注遥远的宇宙。曾是手风琴演奏家的赫歇尔，亲手制造出了当时性能最优的望远镜，观测了8等星以上的所有恒星。 由于在夜空中，土星是肉眼也可以观测到的，所以数千年来人们坚信土星是太阳系最后的行星。但是1781年赫歇尔用望远镜观测到双子座中有一个陌生的天体在发光。它与其他恒星不同，为清晰的圆盘模样，一闪也不闪，也不像彗星一般有尾巴。恒星无论有多大看起来就像是一个点，天体看起来如同圆盘的话，就意味着距离非常近。赫歇尔将这个天体的存在报告给了格林尼治天文台，之后追踪其轨道，系统地观测它。由此，太阳系的第七颗行星，依靠赫歇尔的不懈观测为世人所知。它的体积是太阳系的2倍以上。 1784年赫歇尔开研究银河系构造的先河。在无人知晓怎样准确测定恒星距离的年代里，他以北半球为基准，以最近的天体天狼星作为距离的基本单位来计算宇宙的大小。他用自己制作的望远镜，将整片天空彻底观察了一遍，测定出了恒星的个数和亮度。根据不同的距离，恒星亮度，以空间不同进行区分，推测出一定量的恒星形成圆盘模样的宇宙构造。 给这场历史性争论画上句号的人正是哈勃（1889-1953）。1924年，他利用变星测定了争议中的仙女座的距离，揭示了仙女座在比我们银河半径更远的地方。由此，仙女星云不是包含银河系尘埃和云团的集团星云，而是位于我们银河系边缘的外部星系。最终科学家证明了银河系是宇宙构造的一部分。 生活在21世纪的我们，通过相对性理论和量子力学的宇宙论，通过尖端望远镜的观测资料认识着宇宙。随着宇宙微波背景辐射的发展，我们更加确信宇宙正在膨胀。我们观测了相当于宇宙三分之一的广大地区，将宇宙的巨大构造制作成了三维地图。我们了解了宇宙的构造是十分巨大的，除此之外，我们还知道了，我们生活的宇宙并不是唯一的宇宙，它是以平行宇宙为主的无数宇宙中的一个，而且人们正在不断地对其进行观测研究。我们相信，通过科学技术的发展，在不超过百年的时间内，我们可以更加准确、具体地观察到宇宙的真实面貌。 由于现在还没有通过观察或实验得出证明材料，所以争论还会持续下去。如果我们生活在平行宇宙的假说被证实的话，我们将会目睹，我们对于宇宙的理解会迎来划时代的改变。 1.《少年图文大历史》用10个转折点、20个提问，清晰串连宇宙、生命、人类文明的整个历史 如果6500万年前,陨石没有掉落在地球,那么地球上的生命体现在会进化成了什么样子? 如果大爆炸以其他的方式进行,那么宇宙又会变成什么样子呢？ 宇宙究竟从何而来？ 我们又为什么而活？ 这套《少年图文大历史》就是在探讨这样的重大问题时诞生的，以在137亿年的时间线上展开的10个转折点、20个提问为基础，整合了宇宙、生命、人类文明历史。“宇宙篇”的五个单册从“世界是怎样开始的”谈起，分别诠释了“宇宙是怎样产生的”、“构成物质的元素从哪里来”、“太阳系是由什么构成的”、“地球如何成为生命的基地”。关于生命、人类还有文明的诞生等问题，在后续的书中也会一一解答。 2.这套书运用大历史思维，让庞杂的全科知识变得一目了然 科学与人文的有机结合，只有通过打破学科壁垒的思考方式才能成功，这也是这套大历史的研究方法和意义——教给孩子们建立起“过去是所有事件发生的原动力”的大历史思维，和跨学科知识体系，对存在于宇宙、自然和文明中我们进行定位,并找到我们应该怎样更好地生活的答案。 3.知识硬核但好看好玩，弥补课堂空白，锻炼青少年解决生活实际问题的能力 青少年在课堂之外为了满足好奇心，常会翻阅成人书籍,但对许多问题依旧渴望得到体系化的答案。这套《少年图文大历史》不仅具有学术价值，更是一部走出学术，面向普通人群的好看、好玩的教养读物。本系列精选适合青少年的内容，弥补了课堂教育中的缺憾，是将“大历史”学派理念应用到青少年教育上的丛书。 对于在21世纪全球化时代接受教育的青少年来说，大历史是非常需要掌握的思维方式，因为在历史的大转折点上,可以洞察到宇宙物质的开放性、生命的多样性、相互关联性，也就是锻炼将从宇宙开始到现代社会的巨大历史串成一条线的洞察力，以及对于宇宙、生命、文明和自身的洞察力。在给予青少年阅读快乐的同时，也可以培养分析、解决生活实际问题的能力，也告诉他们所学的知识在生活中有怎样的意义。 4．为青少年提供对自己、对世界的新认识，有助于价值观的建立 大历史系列所向往的教育目标在于“态度的变化”，因为通过学习大历史，我们想要回答人人关心的“我们怎样生活得更好”的实际问题。 理解大历史的核心就是打破学科间的界限,也就是拥有开放性思想。这套书的目的也是给我们展示在宏观的构架中宇宙、地球、人类等不同研究对象所持的普遍性及多样性，及其展现出的相互关联性。所以在学习大历史时,比起知道细微的信息、陈旧观念，重要的是对整体的把握、对全局的思考，并在全新的完整知识体系之上，对自身生活及人类本身拥有新的认知。