空间模型方法了,那你就要先去看一些哲学理论方面的书本。
2. 勒梅特对物质和空间的研究得出什么结论
可以设想一个凸多面体,其顶点有最后几颗恒星,多面体里包含着其他所有恒星。只要这最后几颗恒星同其他恒星有距离的关系,我们就能像刚才解释的那样肯定,这个多面体包含的体积是有限的。这个多面体包含所有的恒星或所有的粒子,不管其性质如何,它们的物质已经形成。这个多面体之外什么也没有。宇宙看来是一个物质的气泡,沉入虚无的海洋之中。
无物质的空间是什么?这个问题涉及最困难、争论得最多的哲学问题之一:什么是空间?我们不想在如此危险的地方往前走,但我们可以看到,主要的哲学体系虽说在许多方面存在着根本的分歧,却都是根据物质来确定空间。我们传统的哲学认为,空间是物体广延的一种抽象,是有形体的实体的一种偶有属性,只能在有物质的地方被理解,无实体的定位偶有属性是无法想象的。康德的体系通过另一条途径得出同样的结论。空间是现象的形式,没有现象它就不能被想象出来。根据这两种哲学的任何一种,我们都可以说空间在物体之中,完全虚空的空间只能是虚无,因此并不存在。
在研究了有限但无边界的均质空间的几何特点之后,勒梅特对空间和物质的关系进行研究,这种关系迫使他抛弃了欧几里得几何。
根据相对论,引力的效应之一是改变空间的特点。在太阳或恒星这样的天体近旁,几何就不是欧几里得的,因为人们说空间有某种曲率……。决定几何特点和重力特点之间的这种相关的方程式包含一个参数,其重要性在行星运动这种尺度较小的现象中不会显示出来,但在研究整个宇宙时它的作用就变得极为重要。因此,它被称为宇宙常数。
在相当大的尺度内,物质均匀地分布在宇宙之中。在宇宙常数和宇宙密度之间存在着一种关系。这两个量是成正比的。既然有物质,宇宙常数就不可能是零,必然是正数。宇宙常数的值决定空间的几何特点,宇宙常数如是正数,其结果是空间为椭圆形,另外这还决定宇宙周长。
这样,宇宙周长还同物质密度的平方根成反比。这种值得注意的关系是爱因斯坦发现的,能使我们对空间的大小有一个概念。物质密度是一种量,就可以凭经验来认识它,即通过对邻近区域发生的事进行观测来认识它。“邻近区域”,意思是十分巨大的空间,就是用研究手段能观测到的那样大,但同整个宇宙相比还非常小。
根据爱因斯坦所说的关系,半个宇宙周长,即空间中最大的距离,同密度的平方根成反比。按太阳每立方秒差距的密度来计算,半个宇宙周长将是二百万秒差距。在一个五十万秒差距的立方中平均有一个星云,每个星云同两亿五千万个太阳一样大。
因此,物质密度为500/0.25等于太阳每个立方秒差距的五亿分之一。计算平方根,则半个空间周长是二百万的两万两千倍,即四百亿秒差距,是用望远镜能观测到的距离的一千倍。
勒梅特认为不必掩盖这些估计的近似性,并提出了宇宙维度不变这个最根本的问题。另外,爱因斯坦的宇宙理论同意空间匀质的假说,这种假说非常合情合理,没有一开始就提到这种假说,即宇宙周长不因时间而变化,换句话说,宇宙是静止的。看来有十分明显的迹象表明,这种非常合情合理的假说实际上并未得到证实。
荷兰天文学家德西特发展了一种以相对论为基础的宇宙理论,其缺点是从根本上认为宇宙不包含任何物质,但却阐明了一种极为有趣的现象。
星系光谱线普遍红移的现象如被解释为多普勒效应,则表明所有的星系都在离开人们远去,它们离的距离越远,退行的速度就越快。如果星云都在离开星系,那么,这仿佛说明,星系是宇宙的中心点,具有特殊的性质。奇怪的是,智慧之地要用具体的特点显示出来。它既不是恒星的局部体系的中心,也不是星系的中心,惊讶的是,它是星云体系的中心。
这种结论看来违背了一种宇宙学原理,这种原理认为,宇宙中没有特别好的视点,但勒梅特立刻加以纠正:只须认为,星云在空间的布局仍然相同,但空间的性质随着时间变化,宇宙周长是可变的,随着时间增加。于是,两个星云的距离仍是宇宙周长的同一部分,因此像宇宙周长一样增加。任何两个星云都相互远离。事情的发生有点像位于肥皂泡表面的微生物看到的那样。当肥皂泡膨胀时,每个微生物都会看到它附近的微生物离它远去。它的样子像是一个中心点,而且只是一个中心点。
因此,宇宙在膨胀,所有观测都证实了这一假说,假说使思想追溯到时间的起始,并立刻就想象出宇宙的起源,当时的宇宙即使不是点状,至少也极为稠密。
原始原子假说是一种宇宙起源假说,根据这种假说,世界起源于一个原子的放射性裂变。设想原始原子均匀地充满着半径很小(从天文学角度来看)的空间。因此就没有表面电子的位置。
这种原子根据设想只存在了一刹那的时间,它确实是不稳定的;从它存在时起,它就分裂成小块,这些小块也各自分裂;在小块之间出现电子、质子、小粒子等。因此空间的半径迅速增大,而原始原子的那些碎片仍然均匀地充满着空间。
在空间膨胀的第一个阶段,从一个几乎是零的半径出发沿渐近线行进,会遇到处于辐射中的速度巨大的粒子,其总能量可能在原子的单位重量能量中占据很大的部分。空间的这种迅速膨胀的结果是使辐射变弱,同时也使原子的相对速度减慢。
因此,我们至少在局部上开始看到静态平衡,即气体云的形成。这些气体云都有很高的相对速度,并与辐射混杂在一起,而辐射也已因膨胀而减弱。
3. 空间物理学的社会意义和价值
一、空间物理学简史
空间物理学是一门研究发生在宇宙空间里的各种物理过程的基础科学,这些物理过程对航天事业和人类的生态环境产生重要的影响,因此它又具有重要的应用价值.
人们对空间物理学中一些问题的研究已经有很悠久的历史.我国对绚丽多彩的北极光的观测、记录和研究可以追溯到几千年以前,我国东汉班固在《汉书》中收有对公元前15年3月27日(汉成帝永始2年2月癸未)在西安看到的极光的生动描述.对地磁场的观测和利用也有两千多年的历史.但是由于人们无法摆脱地球引力场的束缚,无法穿过大气层到宇宙空间去实地进行探测和研究,所以只能根据从地面上得到的少量观测数据来推测和猜想,在对个别现象的了解和解释上虽然取得了一些进展,但作为一门独立的学科长期以来没有得到长足的发展,一直到本世纪50年代,对这些现象的研究仍然只是地球物理学的一个分支.
1957年,航天技术发展的结果将第一颗人造地球卫星送入了太空,标志着人类航天时代的开始,同时也揭开了空间物理学成长发展的序幕.遨游太空的航天器装载了各种各样的探测仪器对太空的各个区域进行探测,通过遥测系统将探测数据源源不断地发回地面,这些实地探测的数据彻底改变了人们对宇宙空间的认识,也为人们科学地研究宇宙空间创造了条件.在三十余年的时间里,空间物理学取得了许许多多重要的发现和研究成果,例如:地球辐射带、地球磁层、太阳风、行星际磁场和扇形结构的发现和测量等.
二、空间物理学的特点
1.认识宇宙空间的一门基础学科
空间物理学主要研究太阳活动区、日球、行星磁层、行星电离层、行星大气等空间区域的物理过程和规律.它与地球物理学、大气物理学、天文学和天体物理学等学科共同组成认识宇宙的完整体系.
2.具有重要应用价值的学科
空间物理研究的应用价值表现在两个方面.一方面它的研究对象作为航天器的运行和工作环境,对航天器有十分重要的影响.例如等离子体对航天器的充电效应、高能带电粒子的辐射剂量效应和诱发的单粒子事件、高层大气对航天器轨道和姿态的影响等.统计结果表明,航天器在轨道上发生的故障和异常中,有16.5%是空间环境造成的.空间物理研究的结果将在增强航天器的抗环境干扰能力、减少航天器故障、延长航天器寿命上有重要的经济效益.另一方面,太阳上发生的许多扰动是通过日地空间传递到地球上来的,而太阳对人类生态环境又具有决定性影响,日地空间的物理状态不可避免地会改变这一传递过程,对生态环境产生重要作用,空间环境对通讯的影响、对输电系统的影响等都已经是通讯和电力部门必须考虑的因素.正处于研究阶段、结论尚不明确的还有对天气的影响、对某些疾病的发病率的影响等.所有这些问题的研究结果无疑也会产生重要的经济效益.
3.以多种观测手段为基础的学科
和其它认识宇宙的学科一样,观测数据是空间物理研究的基础,既是研究工作的出发点,也是检验研究工作的唯一的标准.它的特点是观测手段的多样性,包括地面观测、气球探测、火箭探测、卫星和其它航天器的探测,各种手段互相补充,构成完整的探测体系.
4.依赖于航天高技术的学科
空间探测在空间物理研究中的地位,决定了空间物理学的发展必定强烈地依赖于航天技术.事实上空间物理学的诞生就是航天技术发展的结果.随着航天技术的发展,运载和通讯能力从近地空间向深空发展,空间物理研究也从近地空间向行星、日球边界扩展.而航天技术的需求也是空间物理发展的重要推动力.
5.在国际合作中发展起来的学科
空间物理研究的领域广阔,空间探测耗资巨大,使一个国家难以单独执行规模较大的探测计划,地面观测和卫星数据接收等又需要在全球进行布站,研究的对象更是超越国界的全球性问题,国际合作在空间物理研究中起很重要的作用.自1957年的“国际地球物理年”以后,国际性的联合行动计划接连不断:“国际宁静太阳年”计划、“国际磁层研究”计划、“中层大气研究”计划、“国际日地物理”计划、“日地能量传输”计划等,美国、前苏联、日本、欧空局等主要的空间物理研究国家都积极参加,规模相当庞大,一个计划中的探测卫星多达二、三十颗.
4. 社会系统研究方法有哪些重要的方法论原则,这些原则对我国社会主义现代化建设实践有哪些指导意义
运用社会系统研究方法,进行社会科学研究,分析认识各种社会问题和社会现象,有很多重要的方法论原则,包括:整体性原则、结构性原则、层次性原则、开放性原则。
一、整体性原则。系统的整体性表明,整体的功能并不等于它的组成部分功能的简单相加,这就是所谓的系统的“非加和性”,即整体不等于部分的总和。
对我国社会主义现代化建设实践的指导意义:在我国社会主义现代化建设实践中,要坚持整体性原则,维护国家和民族利益,做到保护个人利益的同时,集体利益高于个人利益,不能损公利己,关注经济、政治、文化、社会、生态等社会各个方面的关系,在实践中要坚持西部大开发、东部崛起、老工业基地复兴等计划,坚持共同富裕为目标等等,实现社会和谐发展。
二、结构性原则。结构是系统中诸要素相互联系、相互作用的方式。社会系统有什么样的结构,就相应的有什么样的功能,结构发生了变化,社会系统的功能也就必然发生变化。
对我国社会主义现代化建设实践的指导意义:在我国社会主义现代化建设实践中,要重视结构性原则,坚持改革开放政策原则,改革不适应生产力发展的经济体制、经济制度、以及政治体制,促进生产力的发展推进和谐社会建设进程。
三、层次性原则。系统的层次性,揭示的是系统的不同层次之间的关系。层次是指在系统中不同的组成部分依次隶属的等级关系。对系统的层次性研究表明,系统的不同层次既有共同的运动规律,也有各自特殊的运动规律。
对我国社会主义现代化建设实践的指导意义:在我国社会主义现代化建设实践中,要坚持层次性原则,具体问题具体分析,关注各个层次问题和各个问题不同层次的特点和规律,对症下药,实现问题解决的有效性和科学性。
四、开放性原则。系统具有开放性,即系统与外界环境之间不断进行物质、能量和信息的交换,正是通过这种交换,使系统维持和更新自身的结构,从而实现从无序向有序的演化。
对我国社会主义现代化建设实践的指导意义:在我国社会主义现代化建设实践中,要坚持开放性原则,坚持对外开放原则,国家社会各个方面不再封闭融入世界发展大潮中,取世界资源为我国发展所用,促进本国发展。
5. 简述人类探索宇宙的历程
古代的天文学家通过观测太阳、月球和其他一些天体及天象,确定了时间、方向和历法。这也是天体测量学的开端。如果从人类观测天体,记录天象算起,天文学的历史至少已经有5、6千年了。天文学在人类早期的文明史中,占有非常重要的地位。埃及的金字塔、欧洲的巨石阵都是很着名的史前天文遗址。 天文学的研究范畴和天文的概念从古至今不断发展。在古代,人们只能用肉眼观测天体。2世纪时,古希腊天文学家托勒密提出的地心说统治了西方对宇宙的认识长达1000多年。直到16世纪,波兰天文学家哥白尼才提出了新的宇宙体系的理论——日心说。到了1610年,意大利天文学家伽利略独立制造折射望远镜,首次以望远镜看到了太阳黑子、月球表面和一些行星的表面和盈亏。在同时代,牛顿创立牛顿力学使天文学出现了一个新的分支学科天体力学。天体力学诞生使天文学从单纯描述天体的几何关系和运动状况进入到研究天体之间的相互作用和造成天体运动的原因的新阶段,在天文学的发展历史上,是一次巨大的飞跃。 19世纪中叶天体摄影和分光技术的发明,使天文学家可以进一步深入地研究天体的物理性质、化学组成、运动状态和演化规律,从而更加深入到问题本质,从而也产生了一门新的分支学科天体物理学。这又是天文学的一次重大飞跃。 20世纪50年代,射电望远镜开始应用。到了20世纪60年代,取得了称为“天文学四大发现”的成就:微波背景辐射、脉冲星、类星体和星际有机分子。而与此同时,人类也突破了地球束缚,可到天空中观测天体。除可见光外,天体的紫外线、红外线、无线电波、X射线、γ射线等都能观测到了。这些使得空间天文学得到巨大发展,也对现代天文学成就产生很大影响。
推荐于 2018-04-09
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人类探索宇宙的历程
古时候,人们每天看到太阳、月亮和星星东升西落,仿佛看到一个巨大的圆穹形的“天”绕着大地不停地转动。 公元前4世纪,古希腊哲学家亚里斯多德提出了大地是球形的证据。他说,大地实际上是一个球体,一部分是陆地,一部分是海洋,外面包围着空气。还作了论证,朋食时的黑影是地球的投影,它是个圆弧,可见地球是球体或者是近似的球体。 公元前270年,古希腊天文学家阿里斯塔克曾经测定太阳和月亮对地球距离的近似比值,同时还提出地球绕太阳运转的理论。可异这古代朴素的“日心说”,在那时候却没有人相信。 在欧洲,基督教认为,宇宙万物都是上帝创造的,《圣经》中说,上帝花了6天工夫“创造了世界”。有1天,上帝来到一片空荡虚无、黑黝黝的空间,他把它分为天和地,又创造了光,把光亮和黑暗分开,就有了昼和夜。第2天,又创造了光,把光亮和黑暗分开,就有了昼和夜。第2天,又创造了空气,把天和地之间用空气隔开。第3天,他又把地上的水聚在一起,使海陆分开,让陆地生长出青草、蔬菜和果树。第4天,他创造了太阳、月亮和星星,普照大地。第5天,他又创造了飞鸟和游鱼,使世界更富有生气。第6天,上帝又创造了昆虫、野兽和牲畜,还嫌美中不足,又按照自己形象创造了人,让人来管理世界上的一切。他对自己的杰作感到十分满意,到了第7天,他便休息了,并把第7天定为圣日,也就是人们所说的礼拜(星期日)。 公元2世纪,希腊天文学家说,地球处于宇宙的中心,太阳、月亮和行星,都是围绕着地球转动的。这种“地球中心说”正符合“上帝创世说”的需要,为它提供了“科学依据”。《圣经》成了当时检验真理的标准,谁要是宣传和《圣经》不同的观点,谁就是“异端邪说”,谁就亵渎了“神灵”,谁就要受到宗教法庭的严厉制裁。因此,在漫长的历史时期里,科学真理的传播被禁锢了。 到了16世纪,波兰天文学家哥白尼在《天体运行论》一书中首先提出:地球不是宇宙的中心,地球和其他行星一样,都是绕着太阳运动的,而地球也在不停地自转着。 哥白尼完成了这部着作后,犹豫了36年才拿出出版。书一出版,即遭到了罗马天主教会的激烈反对。他们宣布太阳中心说是“异端邪说”,烧了哥白尼的书,残酷迫害传播哥白尼学说的人。 意大利思想家布鲁诺宣传和发展了哥白尼的思想。他说,地球并不是宇宙的中心,它不过是绕着太阳运行的一个石头而已。空间是辽阔的,宇宙是无限的,星星都是一些遥远的太阳。 教会将布鲁诺送进监狱,罪名是反对《圣经》。布鲁诺坚强不屈,最后却被送到火弄场上活活烧死。 真理的声音是元法烧毁的。在布鲁诺死后9年,德国天文学家刻卜勒出版了《新天文学》一书,第一次指出行星运动的轨道是椭圆形的,太阳的位置在椭圆形的一个焦点上。 意大利科学家伽利略站在威尼斯的圣马尔谷教堂塔楼上,第一次用望远镜观测浩瀚的天空,发现了哥白尼假设的天文事实,有4个卫星在绕木星不停地转动。伽利略也因此受到迫害。 真理是扼杀不了的,哥白尼的学说被越来越多的科学家证实。地球照样转个不停。 之后,德国科学家开普勒发现了行星运动的规律,英国科学家牛顿又进一步证明了行星 围绕太阳运行是受到“万有引力”的作用,从而进一步揭示了宇宙的秘密。 现在,人们可以利用巨大的天文望远镜和先进的射电望远镜,对宇宙中遥远的天体进行观察。还可以利用人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等把仪器和人送到宇宙空间或其他星球上,探索更多的宇宙秘密。 通过多年的探索,现在人们知道: 太阳并不是宇宙中唯一的恒星。天空中闪烁着群星,都是像太阳一样能发光的恒星。它们距离地球很远,其中最近的也有4.22光年。(光年是计量天体距离的单位,光每秒传播约30万千米。) 有些恒星离我们太远,肉眼无法分辨。如果通过天文望远镜观察,可以发现:横贯天空的银河,原来是由许多恒星构成的。这个庞大的恒星集团,大约有1000亿~2000亿颗恒星,构成“铁饼”形,直径约10万光年。人们把这个庞大的恒星集团叫做银河系。我们的太阳系是银河系的一员,距银河系中心约3万光年,与众多恒星一起,围绕银河系中心运动着。 银河系在宇宙中并不是唯一的恒星集团。在银河系外还有很多像银河系一样的庞大的恒星集团,例如仙女座星系、猎犬座星系。我们把银河系以外的恒星集团,叫做河外星系。目前,人类已经发现了约10亿个河外星系,这些河外星系也都在运动着。 银河系和我们现在所能观测到的所有河外星系,被称做总星系。 现在,用射电望远镜已能观测到150亿光年外的宇宙空间情况,但仍没有找到宇宙的边缘。
153 浏览74722017-11-25
人类探索宇宙经历怎样的历程?
我们现在观察到的宇宙,其边界大约有100多亿光年。它由众多的星系所组成。地球是太阳系的一颗有生命的普通行星,而太阳是银河系中一颗普通恒星。我们所观察到的恒星、行星、慧星、星系等是怎么产生的呢? 宇宙学说认为,我们所观察到的宇宙,在其孕育的初期,集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点。在141亿年前左右,奇点产生后发生大爆炸,从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。 宇宙大爆炸后0.01秒,宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后,物质迅速扩散,温度迅速降低。大爆炸后1秒钟,下降到100亿度。大爆炸后14秒,温度约30亿度。35秒后,为3亿度,化学元素开始形成。温度不断下降,原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下,形成恒星系统,恒星系统又经过漫长的演化,成为今天的宇宙。 物质现象的总和。广义上指无限多样、永恒发展的物质世界,狭义上指一定时代观测所及的最大天体系统。后者往往称作可观测宇宙、我们的宇宙,现在相当于天文学中的“总星系”。 2003年2月份,美国国家航空航天局曾向全世界公布他们有关宇宙年龄的研究成果。根据其公布的资料显示,宇宙年龄应该为137亿岁。2003年11月份,国际天体物理学研究小组宣称,宇宙的确切年龄应该是145亿岁。地球的形成大约是距今45亿年。 词源考察 在中国古籍中最早使用宇宙这个词的是《庄子·齐物论》。“宇”的含义包括各个方向,如东西南北的一切地点。“宙”包括过去、现在、白天、黑夜,即一切不同的具体时间。战国末期的尸佼说:“四方上下曰宇,往古来今曰宙。”“宇”指空间,“宙”指时间,“宇宙”就是时间和空间的统一。后来“宇宙”一词便被用来指整个客观实在世界。与宇宙相当的概念有“天地”、“干坤”、“六合”等,但这些概念仅指宇宙的空间方面。《管子》的“宙合”一词,“宙”指时间,“合”(即“六合”)指空间,与“宇宙”概念最接近。 在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,在俄语中叫кocMoc ,在德语中叫kosmos ,在法语中叫cosmos。它们都源自希腊语的κoσμoζ,古希腊人认为宇宙的创生乃是从浑沌中产生出秩序来,κoσμoζ其原意就是秩序。但在英语中更经常用来表示“宇宙”的词是universe。此词与universitas有关。在中世纪,人们把沿着同一方向朝同一目标共同行动的一群人称为universitas。在最广泛的意义上,universitas 又指一切现成的东西所构成的统一整体,那就是universe,即宇宙。universe和cosmos常常表示相同的意义,所不同的是,前者强调的是物质现象的总和,而后者则强调整体宇宙的结构或构造。 宇宙观念的发展 宇宙结构观念的发展 远古时代,人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态,他们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造作了幼稚的推测。在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为,天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状也是拱形的。公元前7世纪 ,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央则是高山。古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河。古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上,而象则站在巨大的龟背上,公元前7世纪末,古希腊的泰勒斯认为,大地是浮在水面上的巨大圆盘,上面笼罩着拱形的天穹。 最早认识到大地是球形的是古希腊人。公元前6世纪,毕达哥拉斯从美学观念出发,认为一切立体图形中最美的是球形,主张天体和我们所居住的大地都是球形的。这一观念为后来许多古希腊学者所继承,但直到1519~1522年,葡萄牙的F.麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ,地球是球形的观念才最终证实。 公元2世纪,C.托勒密提出了一个完整的地心说。这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动,月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。为了说明行星视运动的不均匀性,他还认为行星在本轮上绕其中心转动,而本轮中心则沿均轮绕地球转动。地心说曾在欧洲流传了1000多年。1543年,N.哥白尼提出科学的日心说,认为太阳位于宇宙中心,而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。1609年,J.开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了哥白尼的日心说,同年,伽利略·伽利雷则率先用望远镜观测天空,用大量观测事实证实了日心说的正确性。1687年,I.牛顿提出了万有引力定律,深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因,使日心说有了牢固的力学基础。在这以后,人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。 在哥白尼的宇宙图像中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点。1584年,乔尔丹诺·布鲁诺大胆取消了这层恒星天,认为恒星都是遥远的太阳。18世纪上半叶,由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计,布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。18世纪中叶,T.赖特、I.康德和J.H.朗伯推测说,布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。弗里德里希·威廉·赫歇尔首创用取样统计的方法,用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例,1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图,从而奠定了银河系概念的基础。在此后一个半世纪中,H.沙普利发现了太阳不在银河系中心、J.H.奥尔特发现了银河系的自转和旋臂,以及许多人对银河系直径、厚度的测定,科学的银河系概念才最终确立。 18世纪中叶,康德等人还提出,在整个宇宙中,存在着无数像我们的天体系统(指银河系)那样的天体系统。而当时看去呈云雾状的“星云”很可能正是这样的天体系统。此后经历了长达170年的曲折的探索历程,直到1924年,才由E.P.哈勃用造父视差法测仙女座大星云等的距离确认了河外星系的存在。 近半个世纪,人们通过对河外星系的研究,不仅已发现了星系团、超星系团等更高层次的天体系统,而且已使我们的视野扩展到远达200亿光年的宇宙深处。 宇宙演化观念的发展 在中国,早在西汉时期,《淮南子·俶真训》指出:“有始者,有未始有有始者,有未始有夫未始有有始者”,认为世界有它的开辟之时,有它的开辟以前的时期,也有它的开辟以前的以前的时期。《淮南子·天文训》中还具体勾画了世界从无形的物质状态到浑沌状态再到天地万物生成演变的过程。在古希腊,也存在着类似的见解。例如留基伯就提出,由于原子在空虚的空间中作旋涡运动,结果轻的物质逃逸到外部的虚空,而其余的物质则构成了球形的天体,从而形成了我们的世界。 太阳系概念确立以后,人们开始从科学的角度来探讨太阳系的起源。1644年,R.笛卡尔提出了太阳系起源的旋涡说;1745年,G.L.L.布丰提出了一个因大彗星与太阳掠碰导致形成行星系统的太阳系起源说;1755年和1796年,康德和拉普拉斯则各自提出了太阳系起源的星云说。现代探讨太阳系起源z的新星云说正是在康德-拉普拉斯星云说的基础上发展起来。 1911年,E.赫茨普龙建立了第一幅银河星团的颜色星等图;1913年,伯特兰??阿瑟??威廉??罗素则绘出了恒星的光谱-光度图,即赫罗图。罗素在获得此图后便提出了一个恒星从红巨星开始,先收缩进入主序,后沿主序下滑,最终成为红矮星的恒星演化学说。1924年 ,亚瑟·斯坦利·爱丁顿提出了恒星的质光关系;1937~1939年,C.F.魏茨泽克和贝特揭示了恒星的能源来自于氢聚变为氦的原子核反应。这两个发现导致了罗素理论被否定,并导致了科学的恒星演化理论的诞生。对于星系起源的研究,起步较迟,目前普遍认为,它是我们的宇宙开始形成的后期由原星系演化而来的。 1917年,A.阿尔伯特·爱因斯坦运用他刚创立的广义相对论建立了一个“静态、有限、无界”的宇宙模型,奠定了现代宇宙学的基础。1922年,G.D.弗里德曼发现,根据阿尔伯特·爱因斯坦的场方程,宇宙不一定是静态的,它可以是膨胀的,也可以是振荡的。前者对应于开放的宇宙,后者对应于闭合的宇宙。1927年,G.勒梅特也提出了一个膨胀宇宙模型.1929年 哈勃发现了星系红移与它的距离成正比,建立了着名的哈勃定律。这一发现是对膨胀宇宙模型的有力支持。20世纪中叶,G.伽莫夫等人提出了热大爆炸宇宙模型,他们还预言,根据这一模型,应能观测到宇宙空间目前残存着温度很低的背景辐射。1965年微波背景辐射的发现证实了伽莫夫等人的预言。从此,许多人把大爆炸宇宙模型看成标准宇宙模型。1980年,美国的古斯在热大爆炸宇宙模型的 基础上又进一步提出了暴涨宇宙模型。这一模型可以解释目前已知的大多数重要观测事实。 宇宙图景 当代天文学的研究成果表明,宇宙是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。 层次结构 行星是最基本的天体系统。太阳系中共有八大行星:水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星。除水星和金星外,其他行星都有卫星绕其运转,地球有一个卫星 月球,土星的卫星最多,已确认的有17颗。行星 小行星 彗星和流星体都围绕中心天体太阳运转,构成太阳系。太阳占太阳系总质量的99.86%,其直径约140万千米,最大的行星木星的直径约14万千米。太阳系的大小约120亿千米。有证据表明,太阳系外也存在其他行星系统。2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的天体系统——银河系。银河系中大部分恒星和星际物质集中在一个扁球状的空间内,从侧面看很像一个“铁饼”,正面看去?则呈旋涡状。银河系的直径约10万光年,太阳位于银河系的一个旋臂中,距银心约3万光年。银河系外还有许多类似的天体系统,称为河外星系,常简称星系。现已观测到大约有10亿个。星系也聚集成大大小小的集团,叫星系团。平均而言,每个星系团约有百余个星系,直径达上千万光年。现已发现上万个星系团。包括银河系在内约40个星系构成的一个小星系团叫本星系群。若干星系团集聚在一起构成更大、更高一层次的天体系统叫超星系团。超星系团往往具有扁长的外形,其长径可达数亿光年。通常超星系团内只含有几个星系团,只有少数超星系团拥有几十个星系团。本星系群和其附近的约50个星系团构成的超星系团叫做本超星系团。目前天文观测范围已经扩展到200亿光年的广阔空间,它称为总星系。 多样性 天体千差万别,宇宙物质千姿百态。太阳系天体中,水星、金星表面温度约达700K,遥远的冥王星向日面的温度最高时也只有50K;金星表面笼罩着浓密的二氧化碳大气和硫酸云雾,气压约50个大气压,水星、火星表面大气却极其稀薄,水星的大气压甚至小于2×10-9毫巴;类地行星(水星、金星、火星)都有一个固体表面,类木行星却是一个流体行星;土星的平均密度为0.70克/厘米3,比水的密度还小,木星、天王星、海王星的平均密 度略大于水的密度,而水星、金星、地球等的密度则达到水的密度的5倍以上;多数行星都是顺向自转,而金星是逆向自转;地球表面生机盎然,其他行星则是空寂荒凉的世界。 太阳在恒星世界中是颗普遍而又典型的恒星。已经发现,有些红巨星的直径为太阳直径的几千倍。中子星直径只有太阳的几万分之一;超巨星的光度高达太阳光度的数百万倍,白矮星光度却不到太阳的几十万分之一。红超巨星的物质密度小到只有水的密度的百万分之一,而白矮星、中子星的密度分别可高达水的密度的十万倍和百万亿倍。太阳的表面温度约为6000K,O型星表面温度达30000K,而红外星的表面温度只有约600K。太阳的普遍磁场强度平均为1×10-4特斯拉,有些磁白矮星的磁场通常为几千、几万高斯(1高斯=10-4特斯拉),而脉冲星的磁场强度可高达十万亿高斯。有些恒星光度基本不变,有些恒星光度在不断变化,称变星。有的变星光度变化是有周期的,周期从1小时到几百天不等。有些变星的光度变化是突发性的,其中变化最剧烈的是新星和超新星,在几天内,其光度可增加几万倍甚至上亿倍。 恒星在空间常常聚集成双星或三五成群的聚星,它们可能占恒星总数的1/3。也有由几十、几百乃至几十万个恒星聚在一起的星团。宇宙物质除了以密集形式形成恒星、行星等之外,还以弥漫的形式形成星际物质。星际物质包括星际气体和尘埃,平均每立方厘米只有一个原子,其中高度密集的地方形成形状各异的各种星云。宇宙中除发出可见光的恒星、星云等天体外,还存在紫外天体、红外天体、X射线源、γ射线源以及射电源。 星系按形态可分为椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系、透镜星系和不规则星系等类型。60年代又发现许多正在经历着爆炸过程或正在抛射巨量物质的河外天体,统称为活动星系,其中包括各种射电星系、塞佛特星系、N型星系、马卡良星系、蝎虎座BL型天体,以及类星体等等。许多星系核有规模巨大的活动:速度达几千千米/秒的气流,总能量达1055焦耳的能量输出,规模巨大的物质和粒子抛射,强烈的光变等等。在宇宙中有种种极端物理状态:超高温、超高压、超高密、超真空、超强磁场、超高速运动、超高速自转、超大尺度时间和空间、超流、超导等。为我们认识客观物质世界提供了理想的实验环境。 运动和发展 宇宙天体处于永恒的运动和发展之中,天体的运动形式多种多样,例如自转、各自的空间运动(本动)、绕系统中心的公转以及参与整个天体系统的运动等。月球一方面自转一方面围绕地球运转,同时又跟随地球一起围绕太阳运转。太阳一方面自转,一方面又向着武仙座方向以20千米/秒的速度运动,同时又带着整个太阳系以250千米/秒的速度绕银河系中心运转,运转一周约需2.2亿年。银河系也在自转,同时也有相对于邻近的星系的运动。本超星系团也可能在膨胀和自转。总星系也在膨胀。 现代天文学已经揭示了天体的起源和演化的历程。当代关于太阳系起源学说认为,太阳系很可能是50亿年前银河系中的一团尘埃气体云(原始太阳星云)由于引力收缩而逐渐形成的(见太阳系起源)。恒星是由星云产生的,它的一生经历了引力收缩阶段、主序阶段、红巨星阶段、晚期阶段和临终阶段。星系的起源和宇宙起源密切相关,流行的看法是:在宇宙发生热大爆炸后40万年,温度降到4000K,宇宙从辐射为主时期转化为物质为主时期,这时或由于密度涨落形成的引力不稳定性,或由于宇宙湍流的作用而逐步形成原星系,然后再演化为星系团和星系。热大爆炸宇宙模型描绘了我们的宇宙的起源和演化史:我们的宇宙起源于200亿年前的一次大爆炸,当时温度极高、密度极大。随着宇宙的膨胀,它经历了从热到冷、从密到稀、从辐射为主时期到物质为主时期的演变过程,直至10~20亿年前,才进入大规模形成星系的阶段,此后逐渐形成了我们当今看到的宇宙。1980年提出的暴涨宇宙模型则是热大爆炸宇宙模型的补充。它认为在宇宙极早期,在我们的宇宙诞生后约10-36秒的时候,它曾经历了一个暴涨阶段。 哲学分析 宇宙概念 有些宇宙学家认为,我们的宇宙是唯一的宇宙;大爆炸不是在宇宙空间的哪一点爆炸,而是整个宇宙自身的爆炸。但是,新提出的暴涨模型表明,我们的宇宙仅是整个暴涨区域的非常小的一部分,暴涨后的区域尺度要大于1026厘米,而那时我们的宇宙只有10厘米。还有可能这个暴涨区域是一个更大的始于无规则混沌状态的物质体系的一部分。这种情况恰如科学史上人类的认识从太阳系宇宙扩展到星系宇宙,再扩展到大尺度宇宙那样,今天的科学又正在努力把人类的认识进一步向某种探索中的“暴涨宇宙”、“无规则的混沌宇宙”推移。我们的宇宙不是唯一的宇宙,而是某种更大的物质体系的一部分,大爆炸不是整个宇宙自身的爆炸,而是那个更大物质体系的一部分的爆炸。因此,有必要区分哲学和自然科学两个不同层次的宇宙概念。哲学宇宙概念所反映的是无限多样、永恒发展的物质世界;自然科学宇宙概念所涉及的则是人类在一定时代观测所及的最大天体系统。两种宇宙概念之间的关系是一般和个别的关系。随着自然科学宇宙概念的发展,人们将逐步深化和接近对无限宇宙的认识。弄清两种宇宙概念的区别和联系,对于坚持马克思主义的宇宙无限论,反对宇宙有限论、神创论、机械论、不可知论、哲学代替论和取消论,都有积极意义。 宇宙的创生 有些宇宙学家认为,暴涨模型最彻底的改革也许是观测宇宙中所有的物质和能量从无中产生的观点,这种观点之所以在以前不能为人们接受,是因为存在着许多守恒定律,特别是重子数守恒和能量守恒。但随着大统一理论的发展,重子数有可能是不守恒的,而宇宙中的引力能可粗略地说是负的,并精确地抵消非引力能,总能量为零。因此就不存在已知的守恒律阻止观测宇宙从无中演化出来的问题。这种“无中生有”的观点在哲学上包括两个方面:①本体论方面。如果认为“无”是绝对的虚无,则是错误的。这不仅违反了人类已知的科学实践,而且也违反了暴涨模型本身。按照该模型,我们所研究的观测宇宙仅仅是整个暴涨区域的很小的一部分,在观测宇宙之外并不是绝对的“无”。现在观测宇宙的物质是从假真空状态释放出来的能量转化而来的,这种真空能恰恰是一种特殊的物质和能量形式,并不是创生于绝对的“无”。如果进一步说这种真空能起源于“无”,因而整个观测宇宙归根到底起源于“无”,那么这个“无”也只能是一种未知的物质和能量形式。②认识论和方法论方面。暴涨模型所涉及的宇宙概念是自然科学的宇宙概念。这个宇宙不论多么巨大,作为一个有限的物质体系 ,也有其产生、发展和灭亡的历史。暴涨模型把传统的大爆炸宇宙学与大统一理论结合起来,认为观测宇宙中的物质与能量形式不是永恒的,应研究它们的起源。它把“无”作为一种未知的物质和能量形式,把“无”和“有”作为一对逻辑范畴,探讨我们的宇宙如何从“无”——未知的物质和能量形式,转化为“有”——已知的物质和能量形式,这在认识论和方法论上有一定意义。 时空起源 有些人认为,时间和空间不是永恒的,而是从没有时间和没有空间的状态产生的。根据现有的物理理论,在小于
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书名:重释内亚史
作者:钟焓
豆瓣评分:8.4
出版社:社会科学文献出版社
出版年份:2017-10
页数:389
内容简介:
本书以作者多年来对内亚史研究的心得为主,对世界着名内亚史研究学者波西和傅礼初、丹尼斯.赛诺等的论着和研究方法进行评书,并对具体的内亚史问题进行解读。本书从伯希和、丹尼斯?赛诺、傅礼初、乌瑞夫人、王明珂、森部豊六位学者入手,分别评述他们的内亚研究成果、方法及影响,梳理内亚研究的脉络。本书随着评述人物的变化,涉猎的时间、空间范围比较广,既有地理意义上的北亚、阿尔泰,又有方法论层面民族史、历史人类学等分野,还有日本西域研究的新动向等学科前沿。内容丰富、概况性强是本书的优点,本书既可以成为青年学生内亚研究的入门读物,也是学术界内亚史的一次总结。
作者简介:
钟焓
男,汉族,籍贯重庆,1976年生。1994年考入北京大学考古系(今考古文博学院),相继获历史学学士、硕士学位,师从林梅村先生;2002年考入中国社会科学院研究生院民族系专门史方向,2005年获历史学博士学位。现为中央民族大学历史文化学院副教授。主要从事中国古代史、考古学与民族史的教学与研究,尤致力于北方民族史领域。
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1、若要进行文本的内容分析,需要在运行主窗口中term sources 面板上选择“term”包含的范围,有四个数据来源可供选择,“title”、“abstract”、“descriptors””identifiers,如果选择题目或者摘要,还需要在“term selection”中选择“noun phrases”选项,此选项的功能是将题目和摘要中的名词短语抽取出来,进而可对这些名词短语进行特征词共现分析。
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