平面上和球面上的地图着色问题是相同的。因为当把球面的地图上色问题解决之后,我们就能把整个球面“摊开”成一个平面,这还是上面那种典型的拓扑学变换。
但是,这类分子所构成的物质的结晶形状和光学性质,都显示出这种不对称性。例如,糖就有两类:左旋糖和右旋糖;还有两类吃糖的细菌,每一类只吞吃与自己旋转方向相同的糖。
不过,如果把一头驴子从面上取下来,在空间中调转一下,再放回面上来,两头驴子就都一样了。与此相似,我们也可以说,如果把一只右手手套从我们这个空间中拿到四维空间中,用适当的方式旋转一下再放回来,它就会变成一只左手手套。
在四维时空几何学的词汇中,这样一根表示每一个单独物质微粒历史的线叫做“世界线”(时空线)。同样,组成一个物体的一束世界线叫做“世界束”。
于是,光以太就被比作类似于火漆的物质。火漆是硬的,在机械力的迅速冲击下易碎;但如果静置足够长的时间,它又会因自己的重量而像蜂蜜那样流动。过去的物理学设想光以太与火漆相似,并充满整个星际空间。它对于光的传播这样的高速扰动,表现得像坚硬的固体;而对于速度只有光速的几千分之一的恒星和行星来说,它又像液体一样被它们从前
有一首无名作家写的打油诗,描写了这种高速运动物体的相对论性收缩效应:
斐克小伙剑术精,
出刺迅捷如流星,
由于空间收缩性,
长剑变成小铁钉。
不过,还有一种可能:也许丢失的能量是被某种我们的观测方法无法察觉的新粒子带走的。……他假设这种偷窃能量的“巴格达窃贼”是不带电荷、质量不大于电子质量的微粒,叫做中微子。
中微子一旦离开原子核,就再也无法捕捉到它了。可是,我们有办法间接地观测到它离开原子核时所引起的效应。当你用步枪射击时,枪身会向后坐而顶撞你的肩膀;大炮在发射中型炮弹时,炮身也会向后坐。力学上的这种反冲效应也应该在原子核发射高速粒子时发生。事实上,我们确实发现,原子核在β衰变时,会在与电子运动相反的方向上获得一定速度。但是事实证明,它有一个特点:无论电子射出的速度是高是低,原子核的反冲速度总是一样。……这个谜的解答在于,原子核在射出电子时,总是陪送一个中微子,以保持应有的能量平衡。
在核能的领域内,我们所处的地位(更确切地说,是不久前所处的地位)很像这样一个爱斯基摩人。这个爱斯基摩人生活在零摄氏度以下的环境中,接触到的唯一固体是冰,唯一液体是酒精。这样,他不会知道火为何物,因为用两块冰进行摩擦是不能生出火来的;他也只能把酒精看成令人愉快的饮料,因为他无法把它升温到燃点。现在,当人类由最近的发明,得知原子内部蕴藏着极大的能量可供释放时,他们的惊讶多么像这个不知火为何物的爱斯基摩人第一次看到酒精灯时的心情啊!
尽管肉眼不能察觉到分子和分子的运动 ,但分子的运动能对人体器官的神经纤维产生一定的刺激,从而使人产生热的感觉。对于比人小得多的生物,如悬浮在水滴中的细菌,这种热运动的效应就要显著得多了。这些可怜的细菌会被进行热运动的分子从四面八方无休止地推来搡去,得不到安宁。
其单个分子所具有的的能量是相同的,只不过对某些物质来说,这样大的能量已足以使它们的分子从固定位置上挣脱开来,而对另一些物质来说,分子只能在原位上振动,如同被短链子拴住的狂怒的狗一样。
然而,仔细考虑一下,就会发觉,尽管我们不能说出这个醉鬼在走完一定路程后肯定位于何处,但我们还是能答出他在走完了相当多的路程后距离灯柱的最可能的距离有多远。……这样,在那些“混合积”里,总是可以找出数值相等、符号相反的一对对可以互相抵消的数对来;N的数目越大,这种抵消就越彻底。只有那些平方项永远是正数,因而能够保留下来。
密度涨落
如果我们是细菌,那么,只要把我们自己接到一个飞轮上,就会造成一台第二类永动机。但这是我们已经没有大脑来想办法利用它了。因此,我们无须因我们不是细菌而感到遗憾的!
如果在二氧化碳水溶液中加入一个酒精分子后,这个酒精分子能够自行把水分子和二氧化碳分子一个个合成新的酒精分子,那么,我们只要往苏打水中滴入一滴威士忌,就会把全部苏打水变成纯威士忌酒。
这个例子并非纯属虚构,后面我们可以看到,确实存在一种叫做病毒的复杂化学物质,它的复杂分子(由几十万个原子组成)就能够从周围环境中取得分子,把它们构成与自己相同的分子。这些病毒既应被看作是普通的化学分子,又应被看作是活的机体,因而正是连接生物与非生物的那一个“丢失的环节”。
在一张纸上用白蜡写字,字迹也是显露不出来的。如果此后用铅笔将纸涂黑,由于被蜡覆盖的纸面不会沾上石墨,字迹就清楚地在黑色背景上显现出来了。这两者是同一个道理。
正是由于这个原因,几十亿年前大自然的骄子——简单的软体动物——才能发展成像诸君这样具有高度智慧、连本书这样诘屈聱牙的东西都读得出、看得懂的生物啊!
例如,“番茄停育症”病毒就会结晶成漂亮的大块斜十二面体!你如果把它和长石、岩盐一样放在矿物标本柜里;不过,一旦把它放回番茄地里,它就会变成一大堆活的个体。
但是,一旦把两种液体倒在一起,核糖核酸的分子就开始以每24个组成一束,蛋白质分子就开始把核酸分子环绕起来,形成与实验开始时完全一样的病毒微粒。
立体镜是一种观看图片立体效果的装置。把两张从两个适当角度拍来的同一物体的照片放到里边,两眼分别观看其中一张,就能产生立体效果。
沿银河伸展方向看去,就好像在密林里向远处张望,看到的是许多重叠交织的树枝树干,形成一片连续的背景;而沿其他方向,则能看到一块块空间,正如我们在树林里面,透过头上的枝叶,可以看见一块块的蓝天一样。
可见,这一大群星体在空间里占据了一个扁平的区域;在银河平面内伸向很远的地方,而在垂直于这个平面的方向上,相对说来范围并不那么远。
伍德(R.W.Wood)教授曾因在巴尔的摩闯红灯行车而被拘捕。他对法官说,由于我们上面所说的现象,他在驶向信号灯的汽车内把信号灯射出的红光看成绿色了。这位教授纯粹是在愚弄法官。如果法官的物理学学得不错,他就会问伍德教授说,要把红光看成绿光,汽车得以多高的速度行驶才行,然后再以超速行车的理由课以罚金!
事实上,很有可能从来就不曾有过所谓爆炸。宇宙现在之所以会膨胀,只是因为在这之前它曾从无限广阔的地域收缩成很致密的状态(当然,这段历史是没有任何记录保留下来的),然后又反弹回来,如同被压缩的物体具有强大的弹力一样。
读者们千万不要把它们作为定论全盘接受下来。引自第100页
2016-11-30 19:35:20
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