宇宙秘密

前言

1958年，《奇幻和科幻雜志》（Fantasy and Science Fiction）當時的編輯米爾斯（Robert P.Mills）問我，愿不愿意為該雜志開辟一個科學專欄，條件是每月必須按期交稿，并得到小額稿酬（這不重要），而在寫作上，我愿意寫什么都行，編輯既不提建議，也不提異議（這是最重要的）。    我當即欣然接受了。我無從知道這件事要干到啥時候，也想過似乎用不了多久就會出些問題：雜志可能?？氯蚊木庉嬁赡懿幌矚g我的科學專欄。我自己也可能“江郎才盡”，或者沒有時間，或者身體不行。這誰能知道呢？    可是，這些情況都沒有發(fā)生。寫著，寫著，我迎來了我的科學專欄30周年，一期也沒有耽誤。無論是米爾斯，還是他的兩位繼任者戴維森（Avram Davidson）和弗曼（Edward L.Ferman），都沒有向我提建議或異議，也沒有表示過哪怕是一丁點兒的要停辦這個專欄的意思。    我給《奇幻和科幻雜志》寫的第一篇隨筆，刊登在該雜志1958年的11月號上。它只有大約1200個單詞，那是編輯定的篇幅。僅僅過了幾個月，他們就要求我把篇幅擴大到4000個單詞。我想，這是對我的鼓勵吧。    第一篇隨筆的題目是《年代久遠的塵?！罚═he Dust of Ages），全文如下：    新上任做家務事的家庭主婦，最傷腦筋的是掃不盡的灰塵。一所房子，不管你是多么頻繁地清掃，不管室內的活動是多么輕微，也不管把孩子和那些骯臟的動物拒之門外做得多么徹底，你只要一轉身，便會發(fā)現(xiàn)所有的東西又都蒙上薄薄的一層灰塵了。    地球的大氣層中，特別是城市里，塵埃無處不在；然而，它也是一個好東西，沒有它，就不會有藍色的天空，也不會有柔和的影子。    在太空中，特別是太陽系內，同樣布滿塵埃。它們以單個原子或者原子團的形態(tài)存在。許多原子團像針頭那樣大??；所謂的“微流星”較大，它們的飛行速度大得足以摧毀太空船。（人造衛(wèi)星的一個功能就是探明這類微流星在環(huán)球空間中的數(shù)量。）    我們希望，它們的數(shù)量不至于多到足以妨礙太空飛行，可是它們的確很多。地球每天都要掃過數(shù)十億顆微流星。在大氣層的上部，它們因摩擦生熱而燃燒，從來不會進入地表以上97千米之內。（偶爾出現(xiàn)以千克計或以噸計的大流星，那是另一回事了。）不過，“燃燒”到底意味著什么呢？    在燃燒的過程中，構成微流星的原子并沒有消失，它們只是因受熱而汽化，然后蒸氣將凝結成非常細小的塵埃。這些塵埃慢慢地降落到地球上。    據(jù)我所知，關于大氣層流星塵的最新觀測，是彼得森（Hans Petterson）發(fā)表于1958年2月1日英國《自然》（Nature）雜志上的報告。他在高出海平面大約3千米的夏威夷島冒納羅亞山坡（還有考愛島的另一座山）上收集空氣，分離出細粒塵埃，再加以稱重和分析。在太平洋中部3千米高空，基本上沒有來自陸地的塵埃。彼得森然后進一步對塵埃中鈷的含量給予了特殊關注，因為流星塵埃中的鈷含量高于地球塵埃。    他發(fā)現(xiàn)，從1000立方米的空氣過濾出來的塵埃中，含有14.3微克的鈷。由于流星中大約有2.5％的原子是鈷，彼得森由此計算出，在高達97千米的大氣層中，來自流星的塵?？偭繛?860萬噸。    這些塵埃不是停留于空中，而是緩慢地向地球降落，同時有更多的微流星不斷進入大氣層而變成新增的塵埃。如果2860萬噸是一個穩(wěn)定值，每年降落到地球的塵埃數(shù)量就等于新增的數(shù)量，那到底是多少呢？    彼得森回顧歷史：1883年，荷屬東印度的喀拉喀托火山爆發(fā)，巨量的、非常細小的塵埃噴入高層大氣，奇特的落日美景遍布全球。兩年之后，這些塵埃幾乎全部落回地球。如果流星塵埃降落到地球的時間也是兩年，那么，每年降落到地球的塵埃為1430萬噸（也就是總量2860萬噸的一半），這也就是說，每年必然有1430萬噸的新塵埃進入大氣層。    彼得森的計算到此為止，而我則開始探索——推測這項研究成果與工業(yè)文明的關系以及在月球著陸時會出現(xiàn)的問題。    乍一看來，每年1430萬噸的塵埃似乎是個很大的數(shù)字，任何家庭主婦想到它都會很傷腦筋。但是，分布到整個地球上，塵埃的問題就沒有那么嚴重了。地球的表面積大約是5.1億平方千米，這樣，每年落到每平方千米的塵埃只有25千克左右，這跟我們燃燒煤炭和石油所產生的塵埃相比，簡直微不足道！    如果考慮到流星塵埃的主要成分是鐵，那么，25千克就相當于3165立方厘米（邊長為14.7厘米的立方體）的鐵塊。一年積累的塵埃平均分布到1平方千米，其厚度大約是3.2×10厘米。對此，任何人都不會感到困擾。    當然，如此年復一年，已經過去很長很長的時間了。地球作為固體存在了46億年。在這漫長的年代中，如果流星塵埃降落的速度和今天相同，而且沒有受到任何擾動，那么，整個地球目前積累的塵埃將厚達14.7米。    不過，各種擾動畢竟還是存在的。塵埃落入海洋，被風吹雨淋，被動物踐踏，被落葉掩蓋。    盡管如此，這種塵埃卻永遠也不會消失，而且可能對我們極端重要。與地球的質量相比，地球在46億年中積累的7億億噸塵埃是一個非常小的數(shù)字，只是地球質量的十萬分之一。但是，塵埃中大部分是鐵，這就使得它相當特殊了。    我們知道，地球分為地心和地殼兩層。地心的成分主要是鐵以及其中熔解的各種物質。地殼則是以硅化物為主加上其中熔解的各種物質。人們推測，當初在地球還是液態(tài)時，兩種不能混合的物質相互分離，重的在底下，輕的在上面。那么，為什么在地殼的硅化物中會有大量的鐵呢？實際上，鐵是地殼中最常見的第四種元素。    地球表面的鐵，有沒有可能不是地球原生的物質，或者至少有一大部分是長期積累的流星塵呢？根據(jù)我的計算，地殼表層2.4千米中所含的鐵。有可能全部來自流星塵埃。當然，我們已經開采的鐵礦，也可能全部源于流星塵埃。假如真是這樣，那有沒有可能，我們“鋼鐵時代”的現(xiàn)代化技術，就完全是以日積月累的太空塵埃為根本，如同鯨魚賴以為生的是浮游生物一樣呢？這也是我很想知道的一點。    再來看看，月球的情況又怎樣？月球和我們一道在太空中邀游，即便它比較小，只有比較弱的引力，可是它掃過的微流星數(shù)量并不少。    月球固然沒有大氣層，不會把微流星摩擦成塵埃，但是微流星撞擊月球表面所產生的熱也足以起到同樣的作用。    各種證據(jù)已經表明，月球表面（至少在它的平坦低地）有一層塵埃。然而，還沒有人確切知道塵埃的厚度。    我覺得，如果這些塵埃來自微流星，那么其厚度會很大。在月球上，不管怎樣，沒有海洋吞沒，沒有風吹，也沒有任何生物折騰它，所有這些塵埃都靜止不動。如果月球上的這種塵埃的補給和地球類似，那么它會厚達一二十米。實際上，撞擊環(huán)形山四壁的塵埃，很可能會滾下山去，在山底形成厚達15米甚至更厚的浮積層。對不對呢？    我仿佛看到了這樣一個場景：第一艘太空船，挑選出一個十分乎坦的地方，在月球上著陸。它尾部在先，緩慢下降——最終悲壯沉沒，不見蹤影！    我從未把這篇隨筆收入我的任何一本文集，這里把它作為前言的一部分，只是為了尊重歷史。你看得出來，在這篇隨筆發(fā)表后不久我就對它失去了興趣。    首先，我一直對彼得森研究成果的準確性持有疑問。其次，我對自己把鐵設想為所有流星體的主要成分越來越感到驚駭，因為鐵隕石實際上只占流星體總量的10％左右。    最后，在我寫出那篇隨筆11年之后，人類登上了月球，徹底粉碎了月球表面積著厚厚一層塵埃的概念。那個概念先前是由戈爾德（Thomas Gold）提出來的，似乎很有道理（否則我也不會信以為真）。然而它畢竟是錯誤的。事實上，月球上的塵埃是在真空中積累的。在空氣中，塵埃的表面附著了一層氧氣，這使得它們彼此保持間隔；而在真空中，塵埃顆粒彼此緊密相鄰，所以其表面有點兒像軟塌塌的積雪。當然，一個人不能總是正確的。    正如你將要看到的，我并沒有“江郎才盡”，也不認為將來會有那么一天。我的意愿是。繼續(xù)寫作這類隨筆，直到雜志?？?，或者我自己的生命終止。    但是，在30年之后，我覺得該是回顧的時候了。因此，我從每年的12期專欄文章中選出一篇，匯編成這本書，作為長壽的賀禮。這里，我要向《奇幻和科幻雜志》、道布爾戴出版公司（它迄今已經出版了許多部我的文集），以及所有編輯和讀者表示感謝。

內容概要

　　《宇宙秘密：阿西莫夫談科學》是一部風格獨特、饒有趣味的科學隨筆集。作者艾薩克·阿西莫夫是有著“通才”之譽的世界科普巨匠和科幻小說大師。
　　對科學的本質洞察入微，對事物的理解準確深刻，同時輔以廣闊的背景、縝密的推理、生動的敘述——這，構成了“阿西莫夫文體”獨特的邏輯美。在本書中，作者以其非凡的闡釋能力，更是將其發(fā)揮得淋漓盡致。深奧的科學知識與復雜的社會話題，一經他的生花妙筆點綴，讀來便毫無生硬之感，更添余韻無窮之妙。
　　在《宇宙秘密：阿西莫夫談科學》中您可以看到，阿西莫夫對奴隸制度和婦女地位的回望與評述，對智商崇拜和非理性的嘲諷與抨擊，對迷信和反科學思潮的剖析與批駁，還有他對生與死的探索，對《圣經》的“科學解讀”，對思維方式的思考……都可謂新意迭出、論辯精辟、哲理深蘊；加上幽默、親切、常以自身經歷或體驗逗樂的開場白，以及畫龍點晴的后記，更彰顯出本書的盎然情趣，及其背后廣闊的人文視野。
　　相信您在感悟美妙的“阿西莫夫文體”的同時，更能得到許多知識、智慧和啟迪，還有——理性思考的樂趣。

作者簡介

　　艾薩克·阿西莫夫(1920～1992)，享譽全球的美國科普巨匠和科幻小說大師，一生出版了480多部著作，內容涉及自然科學、社會科學和文學藝術等許多領域，在世界各國擁有廣泛的讀者。他本人則被譽為“百科全書式的科普作家”、“這個時代的偉大闡釋者”和“有史以來最杰出的科學教育家”。
　　阿西莫夫創(chuàng)造了奇跡，他的一生也是一個傳奇。他的職業(yè)是寫作，他的“業(yè)余愛好”還是寫作。寫作就是他的生命。l985年，在回答法國《解放》雜志的提問“您為什么寫作？”時，阿西莫夫答道：“我寫作的原因，如同呼吸一樣；因為如果不這樣做，我就會死去?！?br />　　阿西莫夫“一直夢想著自己能在工作中死去，臉埋在鍵盤上，鼻子夾在打字鍵中”，可這種情形并沒有發(fā)生在他身上。生前他曾表示，他不相信有來世。但千千萬萬喜愛他的讀者深知，他的偉大事業(yè)和他留下的寶貴遺產，已經讓他獲得了永生。

書籍目錄

前言
最短暫的瞬間
π之點滴
人間天堂_
從卵子到最小生命單位
你也會說蓋爾語
緩緩移動的手指
感嘆號！
我正在打量幸運草
12.369
敲打塑料
遲疑，靦腆，難以取悅
勒克桑墻
龐培與命運
喪失于未翻譯
古老與終極
長時間注視猴子
關于思維方式的思考
全速倒退
最微妙的差別
漂浮的水晶宮
噢，科學家也都是人??！
彌爾頓，此時此刻你應該活著！
質子在許許多多個夏天后死去
地球的圓圈
什么卡車？
關于思維方式的再思考
遠至人眼可見的未來
錯誤的相對性
圣詩人
最長的河
宇宙秘密
譯后記
附錄：阿西莫夫是個什么“家”？

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   我偶爾在科學上有一些新的想法，當然不一定重要，但至少是新的。這一篇談的就是這樣的一個想法。 產生這想法有些日子了，也就是從新聞透露第一次發(fā)現(xiàn)“（Ｉ）0”（xi-zero）亞原子粒子那時開始。（Ｉ）在希臘語中讀為“ksee”，英語讀為“zigh”。在一般性質上，它如同其他粒子一樣，但十分穩(wěn)定，半衰期大約為百億分之一（10-10）秒。 最后一句話似乎印錯了，你可以認為我的意思是寫“不穩(wěn)定”。但是，不！百億分之一秒可以是很長的時間，一切要根據(jù)基準標度而定。百億分之一（10-10）秒同十萬億億分之一（10-10）秒相比，是極其漫長的時間。這兩個時間的差異如同一天與三百億年的差異。 你可能同意這個說法，但也開始感到困惑了。瞬間和瞬間的瞬間的瞬間，這領域的確很難想象啊?！笆f億億分之一秒”說起來跟“百億分之一秒”一樣容易，可不管玩弄這些代表時間長短的符號有多么輕巧，你都不可能（或者似乎不可能）做具體的想象。 我的想法是要讓“瞬間”更容易想象，為此我要使用天體測量學的手段來實現(xiàn)。它很奇特，超出了我們通常的體驗。 “織女星是非常近的星，距離比二百四十萬億（2．4×1014）千米遠不了多少?！边@樣說，沒有什么可奇怪的。 大多數(shù)讀科幻小說的人，已經習慣于宇宙標度，在他們眼里，二百四十萬億千米是一個非常短的距離。在銀河系，大多數(shù)星球離我們有三十二億億（3．2×1017）千米之遙；離我們最近的河外星系，也在千億億（1019）千米之外。 十億、千億、百億億都是標準化的數(shù)字。如果只是簡單地運用這些符號，要說清楚哪一個數(shù)目更大以及大多少，并不困難。但要具體想象它們的含義，那就是另一回事了。 有個竅門，就是使用光速把這些數(shù)目降到只有背心口袋那樣的大小。這樣做，絲毫不改變實際的距離，但如果把表示“億”的許多零（0）省去，我們在心理上就更容易適應一些。 在真空中，光的速度是每秒299779千米。 因此，可以把“光秒”定義為距離單位，亦即光在真空中一秒鐘行進的距離，等于299779千米。 使用光年作為單位，我們可以說織女星離我們27光年。如果考慮銀河系的大多數(shù)星球在35000光年以外，那么離我們最近的河外星系在2100000光年以外，這是一個小的距離。27與35000以及2100000之間的差異，尚在我們的經驗范圍之內，比起二百四十萬億與三十二億億以及千億億之間的差異，更容易做具體的想象，雖然在這兩種情況下，比率是相同的。

后記

在本書的《前言》中，作者“為了尊重歷史”，把自己為《奇幻和科幻雜志》科學專欄寫的第一篇隨筆作為《前言》的一個部分?，F(xiàn)在，為了“面對現(xiàn)實”，我們在這篇《譯后記》中把阿西莫夫為《憤怒的地球》（與弗雷德里克·科爾合著）一書所寫的《序言》摘錄如下，以引起讀者的關注。    阿西莫夫首先提到，歷史上有許多厄運預言者，他們都是基于宗教上絕望的寫照。然而，很少人對此給予認真對待，簡單的原因是很少人同意宗教的這些說法，而且?guī)浊陙硖熳l的威脅總是毫無結果。此時他筆鋒一轉，在《序言》的后半部分這樣寫道：    ——但是，現(xiàn)今的情況改變了。    威脅人類的不是通奸和淫亂，而是物理性污染。威脅要毀滅一切的不是一位憤怒的神，而是被我們毒化的、受污染的地球。    人類正在受自己行為的威脅，但威脅我們毀滅的行為不包括打破（基督教的）十誡。    臨近的厄運從表面上看似乎不是罪惡行為的結果。因為我們關切的是改善人類的健康與安全，我們的污染顯著增加，特別是在最近百余年里，達到了地球不能供養(yǎng)我們全體人類的地步。    由于我們自己實現(xiàn)工業(yè)化，從我們的背上解除了體力勞動的詛咒，但內燃機產生的毒物傾瀉到大氣中，把大氣弄臟到我們難以呼吸的境地。    由于我們懂得為了人類的更大便利而制造新材料，所產生的化學毒素充滿土壤和水。    由于在原子核中找到新能源，我們面臨核戰(zhàn)爭的威脅，即使能夠避免戰(zhàn)爭，危險的輻射和核廢物卻滲透到了我們的環(huán)境中。    本書不是一篇意見書，而是一篇警示我們全體的科學考察綜述——講述我們可以通過做些什么而把情況緩和下來。    這完全不是厄運的絕望預言。它描述我們面臨的情況和我們能做的事情。從這個意義上說，這是一本充滿希望的書，也應當這樣來讀。    還不太晚——    但是，如果我們等待太久，可能就會變得太晚了。    《憤怒的地球》出版于阿西莫夫逝世前一年，即1991年。此后十幾年來，地球環(huán)境的惡化日益嚴重。單就應對全球氣候變化而言，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會在2007年2月發(fā)表的第四次全球氣候評估報告梗概中說，氣候變暖已經是“毫無爭議”的事實，人為活動“很可能”是導致氣候變暖的主要原因（“很可能”表示可能性至少在90％以上）。報告預測，到2100年，全球氣溫將升高1.8—4攝氏度（20世紀升高值為0.7攝氏度），海平面將至少上升19—37厘米（如果北極冰層繼續(xù)大量融化，海平面最多將升高28—58厘米），而干旱區(qū)將擴大，非洲、澳大利亞、中國和南亞等國將受到巨大影響。到2080年，將有11億—32億人口遭受缺水之苦，饑餓人口將增加2億—6億。    聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的《氣候變化的影響和適應評估報告》（2007年）指出：“環(huán)境損害的程度可能跨過某個現(xiàn)在未知的門檻，導致無法恢復?！薄拔覀児餐奈磥砣Q于我們今天的行動，不是明天，也不是將來的哪一天。”但令人感到悲哀的是，“全球明顯缺少緊迫性”，“全球反應明顯不足”。聯(lián)合國發(fā)展計劃署的《2007／2008人類發(fā)展報告》則指出：“氣候變化是2l世紀人類發(fā)展面臨的最大挑戰(zhàn)。人類如果不能回應這個挑戰(zhàn)，世界范圍內的扶貧工作就會停滯甚至倒退。”“目前還有機會阻止氣候變化最惡劣的影響，然而這樣的機會正在減少：時間僅剩下不足10年?！?   言歸正傳。“科學隨筆”（science essay），是阿西莫夫最喜歡的寫作體裁，他一生寫了數(shù)千篇科學隨筆，出版了40本科學隨筆集，是歷史上出版文集最多的一位作家。阿西莫夫喜歡寫隨筆，因為選題自由，寫起來容易，花時間不多，同時可以著手幾個題目，而且每篇都力求有所創(chuàng)新，自得其樂。    讀者喜歡阿西莫夫的科學隨筆，因為他寫隨筆也像講故事，總是沿著歷史的脈絡，從恰到好處的環(huán)節(jié)說起，講一講誰做了什么樣的工作，新的成就是如何建立在前人的基礎之上的，從而使讀者既增長科學知識，又受到科學思想、科學方法的熏陶。對于隨筆集，從出版社擔心銷路不好到深受讀者歡迎，阿西莫夫滿意地看到一本隨筆集的價值就在于其內容的多樣性。這些隨筆每篇都不長，讀者不喜歡可以跳過去，細看符合自己口味的文章。    這本科學隨筆集，前言和第四篇由林自新翻譯，第一、二、三篇以及第五至第十二篇由蘇聚漢翻譯，其余十九篇都由吳虹橋翻譯，大家彼此還進行了校譯。譯稿最后由熱愛阿西莫夫作品的《科技日報》編輯尹傳紅做了通讀、潤色。由于此書所涉及的知識領域甚廣，譯文中的差錯尚望讀者指正。    譯者    2008年8月

媒體關注與評論

我們永遠也無法知曉，究竟有多少第一線的科學家由于讀了阿西莫夫的某一本書、某一篇文章或某一個小故事而觸發(fā)了靈感；我們也無法知曉，有多少普通人因為同樣的原因而對科學事業(yè)寄予同情。    ——卡爾·薩根    引導各個年齡段的人們對科學感到好奇，以及為掃除每年都在增加的科學文盲而戰(zhàn)斗，沒有哪個現(xiàn)代作家比阿西莫夫做過更多。或者可能會做得更多。    ——馬丁·加德納    只有伽利略和赫胥黎（在我們這一代人里也許有梅達沃）能夠與他的清晰、他的氣魄、他的貢獻，以及最重要的是，與他的公正的道德感和知識的力量相媲美。    ——斯蒂芬·古爾德

編輯推薦

《宇宙秘密:阿西莫夫談科學》中，作者以其非凡的闡釋能力，更是將其發(fā)揮得淋漓盡致。深奧的科學知識與復雜的社會話題，一經他的生花妙筆點綴，讀來便毫無生硬之感，更添余韻無窮之妙。還是一部風格獨特、饒有趣味的科學隨筆集。作者艾薩克?阿西莫夫是有著“通才”之譽的世界科普巨匠和科幻小說大師。

名人推薦

我們永遠也無法知曉，究競有多少第一線的科學家由于讀了阿西莫夫的某一本書、某一篇文章或某一個小故事而觸發(fā)了靈感；我們也無法知曉，有多少普通人因為同樣的原因而對科學事業(yè)寄予同情。 ——卡爾?薩根 引導各個年齡段的人們對科學感到好奇，以及為掃除每年都在增加的科學文盲而戰(zhàn)斗，沒有哪個現(xiàn)代作家比阿西莫夫做過更多，或者可能會做得更多。 ——馬丁?加德納 只有伽利略和赫胥黎（在我們這一代人里也許有梅達沃）能夠與他的清晰、他的氣魄、他的貢獻，以及最重要的是，與他的公正的道德感和知識的力量相媲美。 ——斯蒂芬?古爾德

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