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詩意的原子(精裝珍藏版):8種聯(lián)結(jié)你和宇宙萬物的無形元素 版權(quán)信息
- ISBN：9787557684723
- 條形碼：9787557684723 ; 978-7-5576-8472-3
- 裝幀：一般純質(zhì)紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
詩意的原子(精裝珍藏版):8種聯(lián)結(jié)你和宇宙萬物的無形元素 本書特色
★「未讀·探索家」暢銷科普產(chǎn)品精裝重版，《無言的宇宙》《迷人的材料》姊妹篇。 ★用天馬行空的科學(xué)聯(lián)想，將你和世界相連：從你賴以生存的空氣、食物、水和陽光，到你腳踏的巖石土地和仰望的日月星辰，組成萬物的原子與組成你的原子毫無二致——氧、氫、鐵、碳、鈉、氮、鈣、磷8種元素，給你多一雙眼睛審視自然，審視自己。 ★刷新生命觀的浪漫科普，每個(gè)人都是宇宙用原子寫成的詩：你的一部分原子來自宇宙射線，也終將回歸宇宙；在原子的世界里，你的肉體永不孤獨(dú)，你的能量不曾消失；任何物質(zhì)都不會(huì)永恒，但你卻一直都在。 ★初中理科水平輕松看懂，探秘原子在萬物中的流轉(zhuǎn)：你血中的鐵與超新星爆炸有什么關(guān)系？你呼出的二氧化碳會(huì)變成樹的一部分？你肌肉中的氮會(huì)讓天空呈現(xiàn)藍(lán)色？…… ★杜克大學(xué)生物學(xué)與地質(zhì)學(xué)博士、保羅·史密斯學(xué)院自然科學(xué)教授，30年科普心血之作。
詩意的原子(精裝珍藏版):8種聯(lián)結(jié)你和宇宙萬物的無形元素 內(nèi)容簡介
原子與你的生活有什么關(guān)系？在本書中，科特·施塔格揭示了它們與宇宙中不可思議的事情之間的聯(lián)系。 你血中的鐵，是組成血紅蛋白的重要元素，也是造成2億年前一次恒星爆炸的元兇；你呼吸中的碳元素，可能變成樹干的一部分；你肌肉中的氮，會(huì)幫助天空變?yōu)樗{(lán)色；鈉將把你眼中的淚水與遠(yuǎn)古時(shí)就消失的滄海聯(lián)系在一起……組成世界萬物的元素，和組成你身體的每一種元素是毫無二致的。你如何理解——你是一個(gè)活生生的生命，同時(shí)也是一堆無生命的原子？ 書中講述了8種對人來說重要的元素：氧、氫、鐵、碳、鈉、氮、鈣、磷。你會(huì)發(fā)現(xiàn)，你不只是由原子組成，你就是原子，這本書就是一本原子世界的漫游指南。原子與你的生活有什么關(guān)系？在本書中，科特·施塔格揭示了它們與宇宙中不可思議的事情之間的聯(lián)系。 你血中的鐵，是組成血紅蛋白的重要元素，也是造成2億年前一次恒星爆炸的元兇；你呼吸中的碳元素，可能變成樹干的一部分；你肌肉中的氮，會(huì)幫助天空變?yōu)樗{(lán)色；鈉將把你眼中的淚水與遠(yuǎn)古時(shí)就消失的滄海聯(lián)系在一起……組成世界萬物的元素，和組成你身體的每一種元素是毫無二致的。你如何理解——你是一個(gè)活生生的生命，同時(shí)也是一堆無生命的原子？ 書中講述了8種對人來說重要的元素：氧、氫、鐵、碳、鈉、氮、鈣、磷。你會(huì)發(fā)現(xiàn)，你不只是由原子組成，你就是原子，這本書就是一本原子世界的漫游指南。
詩意的原子(精裝珍藏版):8種聯(lián)結(jié)你和宇宙萬物的無形元素 目錄
前言 原子的你
第1章 生命之火——氧
關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn)
氧的人體之旅
地球的“呼吸”
人與植物間的氧交換
你的氧誕生于遠(yuǎn)古的恒星爆炸
氧在空間和時(shí)間里的循環(huán)
第2章 原子之舞——?dú)?
絢麗的舞姿——布朗運(yùn)動(dòng)的發(fā)現(xiàn)
因熱而舞
人與環(huán)境之間的氫交換
水分子的人體之旅
原子傳承的三個(gè)案例
氫——生命的始祖
第3章 創(chuàng)造與毀滅 ——鐵
鐵的非凡特性
來自恒星的遺產(chǎn)
藍(lán)皮膚的人
鐵與血之間的秘密
關(guān)于鐵的反思
第4章 生命之鏈——碳
沒有人是一座孤島
自然界的流通貨幣
CO2的穹頂之下
令人震撼的二氧化碳濃度地圖
化石燃料是我們深埋在地下的親戚
用碳13追蹤你與世界之間的聯(lián)系
第5章 地球之淚——鈉
鈉為何對動(dòng)物有神奇的吸引力
鈉與氯，幾億年的愛戀
如果你體內(nèi)的鈉消失了……
神經(jīng)靠鈉離子波傳遞信號
第6章 生存，毀滅，和來自空氣的面包——氮
天空為什么是藍(lán)的
空氣中的氮如何轉(zhuǎn)化為我們的肉體
能做面包也能做炸彈
科學(xué)天才與戰(zhàn)爭魔鬼
鮭魚洄游和氮的食物鏈輪回之旅
遠(yuǎn)古人類的食譜
第7章 骨與石——鈣、磷
鈣與磷的傳奇
你的骨頭是活的
你的骨頭來自巖石
隱藏在地下的原子交易市場
生命也能創(chuàng)造出礦物
第8章 增長的極限——磷
藍(lán)藻生長的木桶效應(yīng)
從撒哈拉到亞馬遜的原子遷徙
和身體中的磷來一次面對面的交流
*可能對全球人口形成限制的資源
磷元素會(huì)枯竭嗎
第9章 消逝的肉體
原子的流逝和更新會(huì)伴隨你的一生
你的一部分原子來自宇宙射線
當(dāng)你死去時(shí)，你的原子會(huì)如何
你的死亡并不是原子的終結(jié)
任何物質(zhì)都不會(huì)永恒，但你卻一直都在
后記 愛因斯坦和他的阿迪朗達(dá)克山脈
注釋
致謝
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詩意的原子(精裝珍藏版):8種聯(lián)結(jié)你和宇宙萬物的無形元素 節(jié)選
來自恒星的遺產(chǎn) 宇宙學(xué)家列舉了我們每個(gè)人體內(nèi)的元素可能的幾種起源過程，除了氫是在宇宙大爆炸之后不久凝聚而成的，其他所有的元素都跟恒星衰亡有關(guān)。例如在Ia型超新星中，一顆恒星從相鄰的伴星那里吸取物質(zhì)，在超過極限后發(fā)生爆炸。在II型“核心坍縮”超新星中，質(zhì)量數(shù)倍于太陽的恒星因燃料耗盡而自行坍縮，隨后爆炸。還有一種情形，質(zhì)量非常巨大的恒星會(huì)發(fā)射物質(zhì)與反物質(zhì)顆粒，兩者接觸時(shí)會(huì)發(fā)生湮滅，*終的歸宿則是“不穩(wěn)定對超新星”。如今，這類景象可以通過哈勃或斯皮策這些空間望遠(yuǎn)鏡直接或間接觀測到，也可在地面天文臺觀測到。 體內(nèi)有鐵的存在表明，你的原子祖先可以追溯到爆炸的恒星，而今天可以看到的超新星與星云，可以讓你知道這些恒星搖籃早期的模樣。蟹狀星云便是其中之一，那激蕩的氣體與塵埃云，與我們太陽系形成前的狀態(tài)頗為相似。在望遠(yuǎn)鏡下，它看上去好像只是一團(tuán)毫不出奇的煙霧，但實(shí)際上，它是一場橫跨萬億英里的灰燼風(fēng)暴，曾經(jīng)屬于一顆質(zhì)量相當(dāng)于8～16個(gè)太陽的恒星。盡管核心坍縮爆炸在7000多年前創(chuàng)造了這一切，但如今我們看到的星云仍然在劇烈燃燒，并且以大約每秒1000英里（1609千米）的速度膨脹。對發(fā)光的點(diǎn)、線條與塵霧進(jìn)行光譜分析后發(fā)現(xiàn)，星云中含有的物質(zhì)主要是氫，還有鐵和其他一些元素。通過從地球上*冷的地點(diǎn)采集到的新數(shù)據(jù)，我們現(xiàn)在可以提供更多證據(jù)，以支持蟹狀星云與銀河*熱的位置之一——公元1054年那顆將光芒傳送6500光年后抵達(dá)地球的垂死客星——之間的聯(lián)系。 2001年，日本科研團(tuán)隊(duì)在南極冰川鉆取了一根冰芯。在大約48米深度的區(qū)間，他們發(fā)現(xiàn)氮氧化物的濃度有一次突躍，時(shí)間正好對應(yīng)公元1054年；在更下層的位置，還有一次突躍對應(yīng)在公元1006年，也就是另一個(gè)客星出現(xiàn)的年份。不久后，堪薩斯大學(xué)的科學(xué)家也發(fā)表報(bào)告稱，對格陵蘭島的冰芯進(jìn)行的研究也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果。*可能引起這種全球性同步脈沖的原因，應(yīng)該就是超新星輻射出的宇宙射線將空氣中的氮?dú)夥肿友趸S后又沉積到了地球上。 這便是論證“客星就是超新星”的確鑿證據(jù)，現(xiàn)在它們的編號已是SN1006和SN1054。如今你仍然可以在蟹狀星云看到SN1054的煙云。 很多證據(jù)都表明，太陽與地球的發(fā)祥地位于蟹狀星云的左側(cè)，在獵戶座腰帶上懸掛的那把劍上。那把劍中間的“星星”實(shí)際上是很多顆恒星，飄浮在一團(tuán)由恒星射線與超新星爆炸構(gòu)建的星云中。圍繞這些恒星的煙霧，主要是氫和氦，其中夾雜了一些粉末狀的冰以及含鐵礦石碎片。*新的研究發(fā)現(xiàn)這些恒星中*年輕的還不足100萬年，用宇宙的視角看，這不過是眨眼之間，并且有些恒星還在孕育過程中。 恒星通常是在這樣的公共育兒所里出生，這也是很合理的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)恒星形成所需要的原材料都已在此處聚集。那么，哪里才是我們自己的家園所在地？我們的太陽獨(dú)一無二，這似乎很怪異。半人馬座的比鄰星是距離我們*近的鄰居之一，位于4光年外。如果乘著每小時(shí)行進(jìn)約4萬英里的“旅行者一號”空間探測器去造訪它，大約需要8萬年。一些學(xué)者認(rèn)為，在誕生后不久，也許因?yàn)楹芫靡郧澳硞(gè)巨大恒星經(jīng)過時(shí)造成的引力回流，年輕的太陽便從發(fā)源地被甩了出來。 在獵戶座星云內(nèi)部那些發(fā)光的氣體與塵埃中，也存在著一些破碎的條紋。它們是災(zāi)難性爆炸中產(chǎn)生的超音速拋射物劃過的軌跡，這些拋射物就像是裝了發(fā)光火帽的子彈，但體積卻有太陽系的數(shù)倍大小。對于宇宙學(xué)家而言，這種元素的存在就好比是在兇殺現(xiàn)場的火藥痕跡，因?yàn)殍F就是毀滅恒星的兇手。 產(chǎn)生這些條紋的星體肯定要比太陽大得多，但它的壽命相對較短，大約也就是幾千萬年，因?yàn)槌扌窍暮芸。它和SN1054以及產(chǎn)生太陽系的母體一樣，應(yīng)該都是死于“鐵中毒”。這些結(jié)論都可以根據(jù)我們目前已知的星體核聚變方式推斷出來。 當(dāng)恒星剛剛產(chǎn)生之時(shí)，它將氫核聚合成氦核，按照愛因斯坦所描述的方式，釋放出巨大能量。我們的太陽也在持續(xù)不斷發(fā)生著核聚變，每一秒鐘都會(huì)將數(shù)百萬噸的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為熱量、可見光以及其他形式的能量。下一次當(dāng)你暼見太陽時(shí)，試著把它想象成一顆星星，不必管它是一顆大到足夠裝得下100萬個(gè)地球的中等尺寸恒星。太陽表面的溫度大約有5500攝氏度，而內(nèi)核的溫度則將近1400萬攝氏度。所以，即便太陽距離我們很遠(yuǎn)，遠(yuǎn)到光都要跑上8分鐘才能抵達(dá)地球，但它仍然可以灼傷我們的眼睛和裸露的皮膚。想象一下這些能量的源頭是何等殘酷的地獄，原子在那里又遭受了何等的虐待；鹧姘愕臍浜酥鲗(dǎo)著核聚變，這可以追溯到宇宙形成之初，但它們在太陽核心咝咝作響的這段時(shí)間可能是它們存在史上*有壓力的時(shí)期。這臺大熔爐產(chǎn)生的光和熱，從某種意義上講，就是原子受盡折磨時(shí)發(fā)出的呼喊，只不過其形式是電磁波。 宇宙學(xué)家對我們太陽系形成前的細(xì)節(jié)尚有爭議，我們也不可能知道所有答案。但是地球上富含鐵元素的事實(shí)，可以在那些合理的爭議中肯定其中一部分細(xì)節(jié)。至少曾經(jīng)有一顆核心坍縮超新星，用它自己毀滅時(shí)留下的殘骸，為我們太陽系的誕生播下了火種。 這顆遠(yuǎn)古超新星的起源是一顆恒星，在它制造新元素以前的數(shù)百萬年里，一直進(jìn)行著氫氦聚變。質(zhì)子與中子聚集成更大的核，于是在恒星的中心位置，逐漸形成了較重的核，而較輕的元素像洋蔥一樣，一層層地包裹在外。 在這一進(jìn)程的早期，當(dāng)星體核心的溫度飆升至數(shù)百萬攝氏度時(shí)，碳核開始形成，并持續(xù)數(shù)個(gè)世紀(jì)。在這顆恒星*終死亡之后，這些原子大多數(shù)聚集成微型的鉆石與小顆粒的石墨，再后來就成了鉆石與鉛筆的原料，以及你頭發(fā)、肌肉和細(xì)胞膜中的碳框架。 在星核的外圍，氦與碳發(fā)生聚變，并產(chǎn)生大量氧核，現(xiàn)在它們以水的形式存在于你的體內(nèi)，或是以氧氣的形式被你吸到肺里。在涉及碳和氧的核聚變循環(huán)中也形成了氮，它們中的一部分現(xiàn)在是谷物的肥料，還有一些則以其特有的方式進(jìn)入你的基因和蛋白質(zhì)里。當(dāng)星核的溫度達(dá)到10億攝氏度時(shí)，過熱的氧核就會(huì)結(jié)合到一起產(chǎn)生硅，如今在你腳下的巖石地殼，便主要由它們構(gòu)成。 幾周后，硅核在接近星體中心的位置聚集，你身體中含有的其他大部分元素都會(huì)在俄羅斯套娃一般的分層中產(chǎn)生。你骨骼中的鈣和磷、你汗水中的鈉和氯、你神經(jīng)中的鉀，大部分都出自這樣一個(gè)熔爐。同時(shí)，等離子體與凝聚態(tài)原子形成巨大旋渦，從火球的表面逃離，向數(shù)百萬英里外的太空散射氣體與塵埃。 當(dāng)發(fā)展到多層聚合這一步時(shí)，形成新元素時(shí)產(chǎn)生的聚變熱量，仍然足以支持恒星持續(xù)燃燒，恒星不會(huì)因自重而坍縮。然而隨著原子核越來越大，能量的平衡便會(huì)因重力而被打破。 帶正電的質(zhì)子會(huì)互相排斥，除非有一股力量讓它們強(qiáng)烈碰撞并結(jié)合在一起。這種核力比重力要強(qiáng)上萬億倍，但只能在極短的距離內(nèi)起作用，而且在原子核變大了的時(shí)候，質(zhì)子相互之間的斥力會(huì)對核力產(chǎn)生明顯抵消作用。因?yàn)檫@些對立的因素，過大的鐵核發(fā)生聚變時(shí)就難以產(chǎn)生足夠的熱量以支撐起星體。 要理解原子核內(nèi)這兩種力量間的競爭，可以想象一下將一塊巨石推到陡峭的山頂之上，就像希臘神話中的西西弗斯那樣。你需要用盡全部力量把石頭推到坡頂，可等你到了那里時(shí)，重力就會(huì)從你手中將石頭奪走，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地將它滾到另一端。這個(gè)突然向前的動(dòng)作還有你肌肉的張力釋放，很像是星體中心核聚變能量的爆發(fā)。但是，如果你準(zhǔn)備*后一推時(shí)，腳底突然打滑會(huì)怎樣呢？你就得原地守住你的位置，而對石頭而言，它并不會(huì)區(qū)別哪面山坡的下面是終點(diǎn)。更糟糕的是，如果地面太滑，石頭會(huì)壓過你向下滾去。當(dāng)孕育太陽系的那顆恒星開始熔鑄鎳核時(shí)，其內(nèi)部便會(huì)出現(xiàn)類似的不穩(wěn)定態(tài)，鐵核會(huì)迅速產(chǎn)生，越過了這一臨界點(diǎn)后，隨之而來的后果便是災(zāi)難性的。
詩意的原子(精裝珍藏版):8種聯(lián)結(jié)你和宇宙萬物的無形元素 作者簡介
科特·施塔格（Curt Stager），科學(xué)家，科普作家。生于1956年，杜克大學(xué)生物學(xué)與地質(zhì)學(xué)博士，自1987年開始擔(dān)任保羅·史密斯學(xué)院自然科學(xué)教授。這所學(xué)院坐落在紐約北部的阿迪朗達(dá)克山脈，他喜歡在這里彈奏班卓琴、吉他和進(jìn)行野外滑雪。同時(shí)，他在美國國家公共廣播電臺主持一檔科學(xué)欄目：《自然選擇》（Natural Selections）。
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