新知图书馆第一辑：上天下海的探索

新知图书馆（探索系 上中下卷）是USA美国科学书架（科学探索）八本的合成，内容丰富，从海洋、信息、智能、宇宙等方面切入，非常契合我过目前科技攻坚领域的*动态。让读者能理解目前*兴的科技领域的基础知识，是培养读者爱科学、走近科学的阅读喜好课科学素养。

丽莎·杨特是一位有四十年经验的教育及纪实作家。她撰写及编辑的图书有五十多部，多为科学家传记，主要是女科学家和医学或者生物学相关专题的内容。其中《当代女科学家》一书被提名为纽约公共图书馆“青少年图书”。

阅读提示………………………………….. 1

 

一 聚集更多的光

    —乔治·黑尔和大型光学望远镜………….. 1

 

二 大量星系

    —埃德温·哈勃和膨胀的宇宙……………. 14

 

三  大耳朵

    —格罗特·雷伯和无线电天文学…………………………. 25

 

四 宇宙烟花

    —乔治·伽莫夫和宇宙大爆炸…………………………… 35

 

五                                                               那里有生命吗

    —弗兰克·德雷克和寻找地球以外星体生命………………… 45

 

六                                                               X射线超人

    —里卡尔多·贾科尼和X射线天文学………………………. 58

 

七                                                               太空中的一只眼

    —赖曼·斯皮策和哈勃太空望远镜……………………….. 70

 

八                                                               看不见的宇宙

    —维拉·鲁宾和暗物质………………………………… 82

 

九                                       其他星球，其他世界

    —杰弗里·马西、保罗·巴特勒和太阳系以外行星

                                                                 91

 

十                                                              “恐怖”的结局

    —索尔·珀尔马特、布赖恩·施密特和暗能量……………… 102

 

十一 深海的挑战

      —怀韦尔·汤姆生和“挑战者”号探险…………………. 115

 

十二 半英里之下

      —威廉·毕比和深海潜水球………………………….. 126

 

十三 高度和深度

      —奥古斯特·皮卡尔、雅克·皮卡尔和深海潜水器………… 138

 

十四 永远无法愈合的伤痕

      —布鲁斯·希森、玛丽·萨普和绘制海底地图……………. 151

 

十五 创造与破坏

      —哈里·赫斯和板块构造理论………………………… 162

 

十六 深海中的河流

      —亨利·施托梅尔和洋流……………………………. 174

 

十七 飞越海洋

      —阿林·文和“阿尔文”号………………………….. 184

 

十八 管虫与泰坦尼克号

      —罗伯特·巴拉德及水下探险………………………… 197

 

十九 水与火

      —约翰·德莱尼和海底火山………………………….. 211

 

二十 凡多弗之光

      —辛迪·凡多弗和水下光线………………………….. 222

阅读提示

在某些方面，天文学可能不像其他科学那样对人们的生活有着直接影响。许多天文学家的发现是几十亿年前地球形成以前就存在的。在这一学科上取得的突破甚至不曾喂饱过一个饥饿的孩子，治愈过一种疾病，或者阻止过一场战争。但是同时，可能没有其他学科能够如此深入，或者一而再、再而三地改变人们对自己在宇宙中的存在方式和宇宙本质的理解。

天文学提出了许多宗教提出的问题，比如：宇宙是什么？宇宙有多大？宇宙如何产生？宇宙会怎样灭亡？在宇宙中我们处于怎样的地位？我们是单独存在的吗？实际上，在历史的大部分时期，天文学是宗教的一部分。古代的天文学家通常是牧师。他们把太阳、月亮和星星看作神或者是神的居所。他们用观天象来决定举行宗教仪式或者种植和收获的时机。

16世纪，当天文学开始从宗教范畴转向科学领域，个与宗教背道而驰的天文学发现诞生了。1543年，波兰天文学家哥白尼（Nicolaus
Copernicus）声称，地球并不像教堂里教的那样，是宇宙的中心，被太阳、月亮和星星围绕着运转。意大利人伽利略（Galileo Galilei）半个世纪后提出，那些人们认为被神当作装饰品画在苍穹中的“星星”，实际上是随着时间运转和改变的实体。教堂的当权者们对于这些敢于挑战自己权威的先驱们毫不手软，将他们投入监狱，甚至不惜杀害。

20世纪的天文学避免了这种和宗教的痛苦冲突，但是它像哥白尼和伽利略的学说一样，深刻地改变了人们的思想。在20世纪初，乔治·黑尔（George
Ellery Hale），本书介绍的位天文学家，制作了个大型望远镜。那时，人们认为太阳系毫无疑问位于宇宙的中心，就像在哥白尼的时代人们认为地球是宇宙的中心一样。20世纪初，人们知道太阳仅仅是银河系众多恒星中的一颗，却认为它是一颗拥有围绕着自己运转的行星的恒星。与此类似，大多数人认为银河系是宇宙中的星系。他们还确信，尽管行星和恒星可以移动，宇宙作为一个整体却不会随着时间而产生变化。

20世纪末，人们的观点已经完全改变了。天文学家们证明太阳只不过是一颗普通的恒星，位于银河系的一侧而不是中心。太阳系是数不清的恒星系统中的一个。同样的，银河系也仅仅是几十亿星系之一。这些星系，与围绕在它周围的广阔、无形而又成分不明的黑暗相比，也仅仅是九牛一毛般的存在。

与之前认为宇宙不变的观点相比，现在的天文学家认为宇宙源于一次大爆炸，而且从那以后一直在扩张。事实上，幸亏一种叫作暗能量的奇异力量，星系正在以持续增加的速率彼此远离。随着空间不断扩大，宇宙似乎注定变得越来越稀薄，直到终烟消云散——除非，有一天宇宙开始反向运转，并且重新开始。就像天体物理学家罗伯特·柯什纳（Robert
Kirshner）在其著作《奢华的宇宙》（The Extravagant Universe）中所言，“宇宙比我们想象的狂野，我们一直低估了它实际上到底有多么不可思议。”事实上，甚至连我们认为只有一个宇宙的观点也有可能在某一天像认为太阳系和银河系是的一样成为过时的
观念。

本书中介绍的科学家是这一领域的领军人物。比如埃德温·哈勃（Edwin
Hubble）证明，银河系仅仅是不知什么原因一直在持续变大的宇宙中的一个星系。乔治·伽莫夫（George Gamow）认为，宇宙由一次大爆炸开始并一直在膨胀中。杰弗里·马西（Geoffrey
Marcy）、保罗·巴特勒（Paul Butler）和他们的同伴证明，银河系（可能其他星系也如此）内有许多行星。弗兰克·德雷克（Frank Drake）促使人们严肃地思考这些行星上存在高智能生物的可能性。维拉·鲁宾（Vera
Rubin）指出，宇宙中至少90%的物质会或者极有可能无法被任何望远镜观测到。索尔·珀尔马特（Saul Perlmutter）、布赖恩·施密特（Brian
Schmidt）和他们的合作者证明，所有物质，包括鲁宾发现的暗物质，在更为神秘的暗能量的对比下显得极其渺小。