奇妙科学的世界.PDF

奇妙科学的世界 张 涛 侯妙华 “科学真是迷人。根据零星的事实，添加一点 将释放出的总能量为： 猜想，竟能赢得那么多收获！”——马克·吐温 3 2 E (10 W / m )At 生活中，我们常常需要在信息不完整的情况下 3 2 11 2 10 7 (10 W / m )4(1.5 10 m) (10 yr)(10 s / yr) 做出判断，因为有时想要先掌握充足的信息，再来 44 10 J 。 做决定，来保证其完全正确是不现实的。此时最有 由质能方程可得质量为： 效的方法就是猜测，凭借对事物的深刻理解和洞察， 44 2 10 J 27 科学地作出一些假设使得问题得以简化，从而得到 m E / c 2 10 kg ， 8 符合或接近实际的估计。这是我们应变能力的一种 3 10 m / s 表现，也是人类得以生存和发展的必要素质。下面 也就是约为太阳质量的 0.1% 。 就请跟随我，尝试用科学的眼光来观察这奇妙的世 另外这个百分比也可以通过太阳中发生的氢核 界吧。 聚变来得到。当四个氢核聚变为一个氦核时，它们 一、太阳质量亏损 质量的 1%转变为能量，在太阳的生命历程中它会将 太阳是万物之源，它通过核聚变将氢转化为氦， 10%的氢转变为氦（大于 1%，小于 100%，取其几 从而释放出能量。这将引起太阳质量的亏损，在太 何平均值），所以太阳约将其质量的 0.1%转换为能 阳的整个生命周期中，亏损质量占太阳总质量的百 量，结果相同。 分比会是多少呢？太阳质量的改变将会影响其行星 由于太阳质量亏损引起地球轨道发生变动时， 的轨道，地球轨道又将会变动多少呢？ 轨道能量将不再守恒，轨道势能将增加。可以假设 太阳质量亏损值可通过两种方法估算得到。其 太阳突然甩脱一小部分质量为 M ，此时地球的引力 一，可以通过估算太阳常数① 、太阳寿命、太阳质量 势能 V 将增加 εV，但它的动能 T 将不会变化。动能 这些数据来得到太阳质量的亏损。另外，也可以通 和 势 能 将 重 新 平 衡 且 满 足 维 里 定 理 ： 过估算每次聚变反应中氢的数量关系和太阳生命周 1 ，既然总能量增加 εV，动能将减少 T =  V 2 期中发生聚变的氢的比例来得到太阳质量的亏损。