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内容简介:
《物理世界奇遇记》内容简介：20世纪在科学发展史上是一个辉煌的世纪，以物理学和生物学的创新性成果为标志的科学成就，极大地改变了世界的面貌，改变了人类的认知水平、生产方式和生活方式。20世纪也是科学史上的一个英雄世纪，一大批别具一格的科学大师风云际会，相继登场，使科学的舞台展现出前所未有的绚丽风采。20世纪发生了两次世界大战，二战催生的原子弹，使社会公众了解了科学的巨大威力，也促使人类认真地审视科学，了解到科学必须要与人类的良知，与人文精神结合在一起，只有合理地利用，才能造福于人类，才能有利于和平，有利于人类社会的可持续发展。进入20世纪80年代，人类更进一步认识到必须携起手来保护生态，控制环境污染，探索可持续发展的道路。可持续发展理念的形成，是20世纪阶级社会发展观进步的一个重大的事件。
回顾20世纪科学走过的道路，从突飞猛进的科学创造，到科学与人文伦理的深度撞击，形成与人文精神交融并进的局面，最终在人类文明史上留下了不同寻常的篇章。
20世纪诞生的科学和思想大师所取得的非凡的科学成就、创造的充足科学和思想养分，孕育了一批优秀的科普作品，为公众提供了丰富的精神食粮。人们可以跟着爱因斯坦、薛定谔、伽莫夫、沃森、温伯格、霍金等等科学大师的生花妙笔去领略科学创造的历程、登攀一个个科学顶峰的征程和科学高峰的神奇景观；可以跟着卡逊在寂静的春天里思考知更鸟的命运；可以跟着萨根去观察宇宙和生命……。今天这些科学大师和思想大师大部分都已离开了我们，但那些优秀科普作品是他们留给后代的不朽的精神财富。
20世纪已经过去，21世纪已经肯定是一个全球化、知识化的世纪，也是科技国际化、网络化的一个时代。可持续发展依然是人类唯一的发展道路， 自然科学、社会科学、人文精神将交叉融合，世界的文化环境会发生很大的变化，东西方文化将会在激荡过程中进一步融合升华，创造出具有国际化，又有民族特色的新文化。在未来15年，中国要基本完成向一个创新型国家过渡。建立创新体系、创新机制配套的基础是要大幅度提高国民的文化教育水平和科学素质，把我国庞大的人口负担真正转化为无可比拟的创新人力资源。
在中国这样一个大国传播普及科技知识、科学精神是一个宏大的系统工程，需要政府组织倡导和社会各界的积极努力。中国科学院也承担着光荣而艰巨的任务，我们有义务整合全院资源努力把科普工作做大、做好，为国家和社会发挥更大的作用。科学出版社是科普图书出版的一支战略方面军，应该大有作为。《20世纪科普经典特藏》把原汁原味的经典科普大餐奉献给新时代读者，辅之以中文点评是一个很好的尝试。希望这些经典著作能给读者以启发，开拓读者的科学视野，更希望这些经典著作能起到示范的作用，推进我们自己的原创科普和科学文化作品的创作和出版。
作者简介:
伽莫夫（1904～1968）
Gamow，George
俄裔美国物理学家。1904年3月4日生于俄国敖德萨，1968年8月20日卒于美国科罗拉多。1928年获列宁格勒大学博士学位后去西欧，在丹麦哥本哈根大学理论物理研究所及英国剑桥大学卡文迪什 实验室等处工作 。1931年任列宁格勒大学教授。1934年移居美国，任乔治·华盛顿大学教授。1956年任科罗拉多大学教授。
伽莫夫在许多科学领域都作出重大贡献。在原子核物理方面，1928 年提出a衰变理论 ，1936年提出β衰变的伽莫夫特勒选择定则。在宇宙论中，1948年后提出大爆炸学说 ，指出宇宙起源于原始的热核爆炸，化学元素依次产生于大爆炸后的中子俘获过程。在生物学方面，提出遗传密码的概念，对此后遗传理论的迅速发展起了很大促进作用。伽莫夫著有关于物理学 、天体演化和宇宙学等方面的科普著作，于1956年获联合国科教文组织卡林格奖。
序点评者序Reviser’S ForewordGamow’s Preface to Mr Tompkins in Paperback1 City Speed Limit 城市速度极限2 The Professor’s Lecture on Relativity which Caused Mr Tompkins’Dreanl 教授那篇使汤普金斯先生进入梦境的相对论 演讲3 Mr Tompkins Takesa Holiday 汤普金斯先生请了个疗养假4 The Notes of the Professor’s Lecture on Curved Space 教授那篇关于弯曲空间的演讲稿5 Mr Tompkins Visits a Closed Universe 汤普金斯先生访问一个封闭宇宙6 Cosmic Opera 宇宙之歌7 BlackHoles,Heat Death,and Blow Torch 黑洞、热寂和喷灯8 Quantum Snooker 量子台球9 The Quantum Safari 量子丛林10 Maxwell’s Demon 麦克斯韦妖11 The Merry Tribe of Electrons 快乐的电子部落11.1 The Remainder of the Previous Lecture through which Mr Tompkins Dozed 上一次演讲中汤普金斯先生因为睡着而没有听到的那部分12 Inside the Nucleus 原子核内部13 The Woodcarver 老木雕匠14 HolesinNothing 虚空中的空穴15 Visiting the‘Atom Smasher’ 参观“原子粉碎机”16 The Professor’s Last Lecture 教授的最后一篇演讲17 Epilogue 尾声
· · · · · · (收起)
原文摘录:
构成原子核的各个粒子是由很强的内聚力维持在一起的，但是，除了这种引力以外，在原子核内还存在着另一种作用方向与它相反的力。事实上，大约占原子核成员总数的一半的质子是带正电的，它们会由于库仑静电力的作用而互相排斥。对于比较轻的原子核来说，由于其中的电荷比较少，这种库仑斥力是无足轻重的，但是，在原子核比较重、电荷很多的场合下，库仑斥力就会同强核引力激烈地竞争。核力是短程力，只在相邻的核子之间起作用，而静电力却是长程力。这就意味着，处在原子核外围的质子只受到紧邻的核子的吸引，而却受到原子核内所有其他质子的排斥。当原子核内的质子增多时，斥力会变得越来越强，而引力并不随之增大。因此，当质子超过一定的数量时，原子核就不再是稳定的，它倾向于把它的某些组成部分驱逐出去，这就是许多处在周期表末尾的元素，即所谓“放射性元素”所发生的情形。
你们可能会从上面的叙述得出结论说，这些不稳定的重原子核会把质子发射出去，因为中子不带任何电荷，所以，它们不是库仑斥力所要排斥的对象。但是，实验告诉我们，实际上被发射出的粒子是所谓“α粒子”（氦的原子核），这是由两个质子和两个中子构成的一种复合粒子。这个事实应该用原子核各个组成部分特殊的结合方式来解释。原来，由两个质子和两个中子结合成α粒子这样的组合特别稳定，因此，一下子把这整个粒子团抛出，要比把它分裂成质子和中子容易得多。 (查看原文)
霜之哀冻
2赞
2016-04-27 09:21:43
—— 引自第157页
“核裂变反应”，最初是在用中子束轰击铀的场合下发现的，但是，人们很快就查明，靠近周期表末尾的其他元素也具有类似的性质。看来，这些重原子核确实已经处在它们的稳定性的边缘了，所以，尽管中子的撞击只提供很小的刺激，却已足以使它们一分为二。
重原子核具有这种不稳定性的事实，使人们想到应该怎样解释为什么自然界中只有92种元素的问题。事实上，任何一种比铀更重的元素都无法存在很久，它们会立即自发地分裂成许多小得多的碎片，而且不需要任何外来的刺激。
从实用的观点看，核裂变现象是很有意义的，它可能成为核能源：当重核分裂时，它们会以辐射和快速运动粒子的形式发射出能量。在被发射出的粒子当中，有一些是中子。它们可以进一步引起邻近原子核的裂变，而后者又能够导致更多中子的发射，产生更多次的裂变，也就是发生所谓的链式反应。只要铀原料足够多（我们称之为临界质量），被发射出的中子便有足够高的概率去击中其他原子核，并引起下一轮的裂变，从而使裂变过程自动持续下去。事实上，这可能演变成一种爆炸性的反应，在几分之一秒的时间内就把贮藏在那些原子核里的能量统统释放出来。这就是第一颗原子弹所依据的原理。
但是，链式反应并不一定会导致一场爆炸。在严格控制的条件下，这种过程也可以有节制地持续进行下去，同时稳定地释放出一定数量的能量。这正是核电站里发生的情形。
像铀这类重元素的核裂变，并不是开发原子核能的惟一途径，在利用原子核能方面，还有一种完全不同的办法。这就是把最轻的元素（如氢）合成比较重的元素。这种过程称为核聚变反应。
当两个轻原子核相接触时，它们会像小盘上的两小滴水银一样，聚合在一起，这种情形只有在非常高的温度下才能够发生，要不然，静电斥力就不允许互相靠近的轻原子核彼此发生接触。但是，当温度达到几千万摄氏度时，静电斥力已不再能阻碍轻原子核互相接触，于是，聚变过程就开始了。最适合于聚变反应的原子核是氘核，这就是重… (查看原文)
霜之哀冻
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2016-04-27 09:21:43
—— 引自第157页