本書作者吉諾·格塞雷是美國著名的理論物理學(xué)家,他在書中以溫度這個(gè)物理學(xué)的基本概念為主線,貫穿生物、醫(yī)學(xué)、工程、天體物理及理論物理等領(lǐng)域,從科學(xué)史的角度,探討了溫度與物質(zhì)及生命之間的聯(lián)系。本書從人類及其他恒溫動物的體溫說起,講述了數(shù)百年來地質(zhì)學(xué)家對地球歷史的測定與探索,解釋了絕對零度的原理及其在量子力學(xué)和超導(dǎo)研究上的意義,并介紹了來自熾熱太陽核心的中微子如何幫助我們了解太陽系的形成與歸宿。作者用清晰易懂的筆觸娓娓道來,向讀者展現(xiàn)了一幅奇異的科學(xué)畫卷。
吉諾·塞格雷,美國賓夕法尼亞大學(xué)物理和天文學(xué)教授。他是世界聞名的高能基本粒子理論物理學(xué)家,曾受到美國國家科學(xué)基金、艾爾弗雷德·斯隆基金、約翰·古根海姆基金和美國能源部的嘉獎。本書是他的代表作。
引言 尺子、鐘表和溫度計(jì)
第一章 98.6度
不變的體溫
深入撒哈拉
挺進(jìn)南極洲
當(dāng)事情出了差錯(cuò)
熱度造成休克
第二章 測量工具
第一縷火光
溫度計(jì)的四位發(fā)明者
來自麻省的伯爵
蒸汽動力
熱力學(xué)的三條定律
熵與生命
第三章 讀懂地球
哥白尼的和諧
牧師、律師和魚類化石專家
冰的循環(huán)
凍土上的鮮花
厄爾尼諾,過去和現(xiàn)在
溫室效應(yīng):基本原理
溫室效應(yīng):歷史
溫室效應(yīng):政治博弈
第四章 極限生命
巴頓和畢比的探海球
烤蛤一區(qū):深海熱泉
一腔熱血
雪球地球
生命的第三支
熔化地球
地外生命
冰封兩英里下的生命
第五章 來自太陽的消息
太陽核心
一宇宙浪蕩徒
熱力旁白:伽莫夫、盧瑟福與核勢壘
一顆恒星的誕生
黑洞和小綠人
基礎(chǔ)元素:氫和氦
三度的質(zhì)子,兩度的中微子
大爆炸和大擠壓
第六章 量子躍遷
法拉第的完美氣體
最后的液體
超導(dǎo)
二象性、不相容性和不確定性
低溫世界
愛因斯坦的冰箱
錢德拉的旅行
眺望未來
參考文獻(xiàn)
致謝
《迷人的溫度:溫度計(jì)里的人類、地球和宇宙史》:
第三章 讀懂地球
2000年7月末,俄羅斯破冰船“亞馬爾號”離開位于挪威斯匹次卑爾根的母港,朝北極駛?cè)ァ4陷d了幾名科學(xué)家,還有一群游客,他們一是要游覽北冰洋,二是要在北極點(diǎn)上象征性地站立一次。亞馬爾號裝備的冰刀能破開10英尺(約3米)厚的冰層,但是航行途中,大家都驚訝地發(fā)現(xiàn)北方只有一片茫茫大海,只是偶爾才有幾片薄薄的浮冰。當(dāng)全球定位系統(tǒng)通知船長已經(jīng)到達(dá)北極點(diǎn)時(shí),船只的四周依然只有海水。那天晴空萬里,頭頂有象牙鷗掠過,這是人類第一次在這么北的地方看見這種飛鳥。亞馬爾號又繼續(xù)行駛了大約6英里(約9.6公里),才總算找到了一塊足夠結(jié)實(shí)的浮冰、讓百來名乘客在“北極點(diǎn)”象征性地站了一回。
亞馬爾號的船長去過好幾次北極點(diǎn),他說以前從來沒有在那里見過開闊的水面。海洋學(xué)家詹姆斯·麥卡錫(James McCardly)是哈佛大學(xué)比較動物學(xué)博物館的館長,也是亞馬爾號上的講解員。當(dāng)此情景,他只感到意外和驚惶。他還記得上次來到北極的情形:當(dāng)時(shí)還需要破開厚厚的冰層才能到達(dá)極點(diǎn)。
第二次世界大戰(zhàn)期間,加拿大皇家騎警計(jì)劃駕駛他們的輪船“圣洛克號”從阿拉斯加下方的加拿大西岸出發(fā),穿越西北航道前往大西洋。這向來不是一條輕松的航道。許多19世紀(jì)的探險(xiǎn)家都曾在這里困頓,一邊望著浮冰擠碎船只,一邊在冰凍的營地里等待死亡。圣洛克號也曾在兩年的冬季里為浮冰所困,到了夏季才勉強(qiáng)通行,啟航之后的第二十七個(gè)月,它才終于駛進(jìn)了大西洋。然而到了2000年夏季,一艘名為“圣洛克二號”的新船卻只用一個(gè)月不到就走完了這條10000英里的水道(約16000公里),中途還停了幾次。船長對這次航行作了如下描述:“沿途有幾座冰山,但是都沒有什么好擔(dān)心的。我們看見了幾長條層疊的浮冰,全都小而零碎,完全可以繞行。”
北極地區(qū)的暖化是劇烈的。十年之前,行駛到威廉王子灣的游輪還能目睹雄峙在海面上200英尺(約61米)的哥倫比亞冰川,但是在那之后,它已經(jīng)后退了超過16英里(約26公里),昔日冰川覆蓋之處,如今已經(jīng)是開闊的陸地了。阿拉斯加的大片土地曾經(jīng)永久冰封,現(xiàn)在也已開始消融。失去支撐的路基彎曲變形,數(shù)量暴增的甲蟲對白云杉森林發(fā)起了進(jìn)攻。到了夏季,費(fèi)爾班克斯①的氣溫升到華氏80度(約攝氏27度)以上,一連幾周不退。科學(xué)家表示,阿拉斯加、加拿大北部和西伯利亞的平均氣溫在短時(shí)間內(nèi)上升了至少5度,而北極圈內(nèi)的有些地區(qū)更是上升了10度。北極熊是北美洲最大的陸地食肉動物,常有人稱之為“北極之王”,和二十年前相比,它們的平均體重下降了10%,本來就短的狩獵季也縮短了三個(gè)禮拜。
第一篇報(bào)道亞馬爾號在北極點(diǎn)遇上開闊水面的文章登上了《紐約時(shí)報(bào)》頭版。關(guān)于它后幾天行程的報(bào)道移到了其他版面,評論也較為謹(jǐn)慎,但是毫無疑問,北冰洋正在變暖。正如亞馬爾號的講解員麥卡錫博士所說:“這件事實(shí)在反常,我們在兩周的行駛中沒有一天看見正常的海冰。在極點(diǎn)見到的開闊海面,和我們沿途所見并無什么不同。而這并不是什么短暫的現(xiàn)象。”
……