宇宙的秘密：从粒子到万物(精装)

作者简介

扬？保罗？舒腾（Jan Paul Schutten） 荷兰著名学者和儿童科普作家。原是广告公司编辑，2002年出版一本图书，获得热烈反响，之后成为专职作家。主要撰写知识性读物。凭《生命的秘密：从草履虫到达尔文》荣获“荷兰金铅笔奖”。 弗洛尔？李德（Floor Rieder） 荷兰画家。本为报刊杂志绘制插图，以细致的画风在荷兰艺术界占有一席之地。李德首次尝试创作童书插画便是与舒滕的合作。凭《生命的秘密：从草履虫到达尔文》荣获“荷兰金画笔奖”。

内容简介

看完这三个理由你应该就不会想放火把这本书烧掉了 你肯定见过超美的日落吧？我猜你很可能还看到过晴朗的夜空中无数颗像钻石一样闪烁着的星星。别忘了还有从空中眺望大海、森林或者高山的景象。也许在这种时刻，你会很想知道太阳、星星和地球都是从哪里来的。我们的宇宙是怎么出现的？宇宙里为什么有东西，或者说为什么宇宙不是空空如也的？空荡荡的宇宙听起来也挺有道理的，不是吗？因为只有这样，各种各样的东西才有出现的可能嘛。宇宙里一直都有很多东西吗？还是说空荡荡的宇宙曾经真的存在过？可是如果宇宙本来是空荡荡的，那么这些东西又是怎么凭空出现的？如果宇宙从一开始就有东西，那这些东西又是怎么来的？我们的宇宙是不是被创造出来的？如果是的话，那么宇宙的创造者也是一直存在的吗？“一直”的起点到底是多久以前？无数的尽头又是什么？无数次的无数会比普通的无数更多吗？如果你把自己吃掉，那么你是会变成现在的两倍还是干脆会完全消失？ 如果你也经常产生类似的疑问，那你可就走运了，因为这本书可以帮你解答这些疑问。只不过还有一个小小的麻烦。这个麻烦不大，也不严重，别担心。但是我得把话说在前面。这个麻烦就是：这一大堆的问题当中，有很多其实都没有答案。因为如果我能找得到这些问题的答案，那我早就找一个热带小岛开心地晒太阳去了。到那个时候，我又有钱、又有名，躺在吊床上小口喝着一杯插着小太阳伞的鸡尾酒。毕竟我解决了世界上最难解答的问题嘛。 无数个你 但是你可千万不要因为失望就马上去把这本书烧掉，我们还是能在宇宙起源这条路上走得很远的。有多远呢？我们可以回到宇宙出现后的第一万亿分之一的一万亿分之一的一万亿分之一秒，所以也还不错对不对？还有更妙的，为了探索宇宙的起源，我们还要在物理学和天文学的海洋里游上一圈。在时间旅行的世界里，有黑洞，有暗物质，还有能直接穿透你和整个地球的粒子，还有些粒子可以同时向左转和向右转（你可以自己试试看），当然还有无数个宇宙跟里面的无数个你我——这都是真的！这是一个由那些小到不能再小的东西和大到不能再大的东西组成的世界。天才的思想家和科学家都很认真地思考过这些问题。等你读完这本书，就能对这个世界有一些简单的认识了。现在，把火柴盒放回去吧，你再读几页的话，搞不好会惊讶到从椅子上蹦起来。 你会是那个解开谜题的人吗？ 你知道吗？要想解开这种谜题，最重要的不是进行复杂而且深刻的思考，而是找到那些正确的问题并且把它们提出来。正确的问题指的也就是那些能够被解答的问题。年纪小的孩子往往能想到最棒的问题。所以没准儿你在读完这本书之后就会想到一些问题，然后帮助科学家（或者你自己）解决宇宙之谜呢。 可别忘了：读完这本书之后，你要是再碰到那些号称自己知道宇宙所有奥秘的人，就知道这个人肯定不靠谱了。不过如果你是在一个热带小岛上，碰到一个躺在吊床上喝着一杯插着小伞的鸡尾酒的人，那可就另当别论了。 523个知识点 我还得提醒你一下，这本书里有很多很多的信息。读着读着，你可能会觉得新知识太多了，头都晕了。这是很正常的。我数了一下：这本书里一共有523个有用的知识点。但是你也不用担心你的头被这些新知识撑爆。我们已经做过测试了，还没有出现过大脑支撑不住的测试者。 在这本书里，有些知识点理解起来还是很有难度的。很多聪明绝顶的大科学家都花费了好大的力气才把它们弄懂。当然了，你肯定没有这方面的问题。不过我也知道很多孩子是会和父母一起看这本书的。爸爸妈妈可能不会像你一样，能很快就理解这些知识点，所以我准备了一些“宇宙小知识”。有些内容反复读上两三遍都没问题。因为你对它越熟悉，理解起来就越快。而且你其实不需要弄懂所有的内容。有不懂的地方并不是什么大问题，因为就连世界上最聪明的天才都会遇到无法理解的问题。 第一部分 穿越时间的旅行 想知道宇宙的起源，就要进行一场穿越时间的旅行，跨度大概是140亿年。现在有些人一提起时间旅行就开始皱眉头，说什么时间旅行是很难实现的，或者干脆就说那是不可能的。但其实现实情况并没有那么夸张。你每天都在进行着穿越时间的旅行，只不过和科幻电影里时间旅行的方式不太一样罢了。那种时间旅行非常特别。怎么个特别法呢？要不然这样吧，我们一起在想象中来一场时间旅行怎么样？让我们一起回到很久以前，而且是很久很久很久很久以前。 “千里之行始于足下”，这是古代一位中国智者留给我们的名言，所以我们也得勇敢地迈出第一步。先以一秒钟为单位怎么样？我还没说我们要去哪儿。不过你也不用着急去拿游泳衣，你也不会被送回家。我来倒数，我们准备出发了：3、2、1、0…… 距最近的洗手间38万千米 好了，我们到了。我们往回退了一秒钟，并且在宇宙中前进了38万千米。但是我们往哪个方向走了呢？ 我们得先了解一下安全知识。不论如何，不要脱下你的航天服，因为它不但能保护你免受太阳的高温，也能让你在阴影里不会因为温度过低而冻死。而且这里既没有氧气也没有气压，所以你只能依赖你的航天服：没有氧气的话，你是无法呼吸的；我们的肺已经习惯了气压的存在，如果气压消失了，肺就会肿起来，然后爆掉。记得把头盔上的滤光面窗放下来，这样刺眼的太阳光就不会伤害你的眼睛了。最后，走动的时候一定要加倍小心。你在这里的体重只有在地球上的六分之一，所以如果你像在地球上一样走路的话，每一步都会像在跳远一样，所以你会很容易摔跤的。最好的办法是保持同样的频率，一小步一小步地往前走。虽然这会让你看起来很像是在泳池里面挣扎的天线宝宝，但至少这样会比较安全。好了，安全须知就到这里。很抱歉，让你穿上了纸尿裤，不过它马上就会派上用场了。因为我们现在距离最近的洗手间有38万千米。如果我告诉你，在这里无论是谁都要穿上纸尿裤，你是不是会开心一点儿？只不过“纸尿裤”听起来实在是不够酷，所以航天员都喜欢用“吸水内裤”来称呼它。好了，我知道你不是来跟我讨论纸尿裤的。你正在进行一场想象中的时间旅行。现在，你已经回到了一秒钟之前。 太空中的脚印 你的运气还不错，这里没有太多飘浮着的尘埃。尘埃是很常见的，要是有一颗小行星刚刚坠落在附近，就会产生非常多的尘埃。而且你周围既没有空气也没有水蒸气，所以能一眼看到很远处的高山，好像它们就在眼前一样。你头顶的天空是漆黑的，身边的石头和山脉是银灰色的，上面还罩着一层金色的光晕。除了航天服里面的声音，你听不到任何声响，所以你自己的呼吸声和心跳声都会无比清晰。 你脚下踩着的土地看起来就像白糖一样。颗粒在阳光的照射下闪着光，就像地球上的美丽钻石一样。快看那里，有脚印！上次这里有人光顾那还是五十多年前的事情。稍远一点儿的地方有一面灰色的旗帜在随风飘扬——或者说，它只是看起来像在随风飘扬：毕竟这里连一丝丝的风都没有。美国航天员之前在这里放了一面卷曲的美国国旗，但是在太阳光的照射下，它已经完全变成了灰色。如果你在这个时候抬头，那你看到的星星会和你在地球上看到的完全一样：大熊座、猎户座、仙后座等等。但是你现在看到的星星要比以前看到的清晰得多。看那边，就在地平线上面一点点的地方，你能看到一颗美丽的蓝色星球：地球。如果你刚才还没猜到的话，现在总该知道了吧：你现在正站在月球上。 为什么眼睛总是在做时间旅行？ 假设你有一个超级天文望远镜，比现有的最高级的望远镜还要厉害一百倍。现在我们来用它观察一下地球，你就能找到你的小伙伴们，他们正在操场上玩耍呢。而且他们知道你正在看他们，所以开始向你招手。你肯定会认为你看到的景象就是这一刻正在发生的事情，但是事实不是这样的。你看到的一切其实都是整整一秒钟之前发生的事情。你通过你的眼睛完成了一次时间旅行。你现在距离地球有38万千米那么远，所以你看到的一切都有了一点点延迟。而且你要知道，月亮已经是离我们最近的天体了。太阳离我们更远，有1.5亿千米的距离，所以太阳发出的光要在8分钟之后才能到达地球。 用望远镜观看《星球大战》 所以你看到的所有景象其实都发生在过去，就连你真的“看到”这句话都有三十亿分之一秒的延迟。不过那些观察太空的人才是真的在通过眼睛进行时间旅行。他们的旅程有的时候只有一秒，比如在观察月球的时候；有的时候是几分钟，比如观察火星或者金星这样的星球时；有的时候是好几年，比如观察一些恒星时。大多数情况下，这场旅行穿越的时间会更长。就拿距离太阳最近的一颗恒星来说吧，它的名字叫作比邻星。光从比邻星出发，要花上四年零几个月的时间才能到达地球。所以其他时间旅行的跨度还可能比这长得多。甚至还有这样一些恒星，它们和地球之间的距离实在是太远了，所以从它们那里出发的光，至今还没有到达地球。所有这一切都有一个前提——光的旅行速度是非常非常快的。准确地说，光的旅行速度是最快的。 你还记得电影《星球大战》的开场吗？“很久很久以前，在一个遥远的星系……”假设卢克?天行者和达斯?维达之间的故事真实发生过，而且我们确实拥有一架超级天文望远镜，那么我们就不需要去电影院了，因为我们在家就能亲眼看到太空大战是怎么发生的。 好吧，我承认。我们并没有真的完成一场抵达月球的旅行，我们只是逆着时间的方向往回看而已。超光速的时间旅行在现实中是不可能实现的，不过好在我们想象中的这个时间旅行实验不受这种规则的限制。所以接下来，我们要通过我们的眼睛继续回到过去。不过如果我们总是一秒钟一秒钟地行进，是永远到达不了宇宙起源的那一刻的。所以我们得加把劲。准备好了吗？要出发了！ 科学碰撞美学的另类科普书！天文物理学博士孙正凡审校推荐！5大主题+500余个知识点+100多幅艺术插图，荷兰“金铅笔奖”得主、荷兰“金画笔奖”得主再度强强联合！从宏观宇宙到微观量子，带你探究宇宙的终极奥秘！