Petrick校对调整
人们用五种感观探索着周围的世界
称之为冒险科学
很多事情并不如我们所见到的一样
每天我们运用一种简单的标尺
来衡量什么是小什么是大
但隐藏着的世界又怎么样呢？
什么是真的大、真的小呢？
通过探索、观察
来了解我们称之为宇宙的更为广阔的世界
这是人类一项伟大的冒险
当我们面对着遥远的地平线时 我们可能会自问
什么才是我们在宇宙中真正的位置？
我们都是永无止境的
探索之旅的旅行者
宇宙之旅
早在25个世纪多以前
在希腊岛—— 非洲、亚洲和欧洲的地壳运动交叉处
哲人们就已经对他们周围的世界产生了理性的认识
他们认为自然界的奇特现象
都可以弄明白
一位希腊思想家认为地球围绕太阳转
另一位则认为一切事物——人类和自然界
是由人的肉眼所看不到的粒子组成的
其他的人估计了地球和月亮的大小
以及它们之间的距离
详述了它们两者都是球体
几个世纪之后我们才有了开拓视野的工具
肯定这些早期思想家的智慧
那个时候，世人们观测星星并给它们取名
许多人认为地球是不变的宇宙的中心
2000年之后……
威尼斯的一位古代数学家 引发了一场革命性的突破
1609年，伽利略·伽利雷
发明了一个很快将被称为望远镜的工具
在最高的钟楼上
他展示这一工具可以看到来往的船只——
而这要比人的肉眼能看到时早几个小时
后来当他用望远镜观察夜晚的天空时
伽利略发现月亮是山的世界
木星有它自己的月球
银河是由数不清的星星组成的
我们的宇宙之旅就从这里开始
伽利略维尼斯的中央圣马克广场
既然宇宙是一片广阔的地方我们会轻易地迷失方向
所以我们需要标记以给我们指示
演员们的圆环有一米宽
人群有十倍宽——十米宽
是10的一次方大
现在，跨过每一个梯级，每一个圆环
我们的旅行就离开维尼斯十倍远
我们的宇宙视野就有十倍宽
100米的圆环围绕着圣马克广场
1000米，1公里，城市的中央
随着我们速度的加快，四个梯级，10的四次方
包括了所有的维尼斯岛屿、亚得里亚海和北意大利
穿过巴尔干半岛从德国到欧洲只需六个梯级
很快，我们就能看到整个行星
太空中我们的家园
我们的旅行中的八个梯级
10的八次方，我们到达了人类足迹最远的地方
月球
如果我们把九大行星的轨道
即它们围绕太阳的轨道形象化的话
就在离圣马克广场的13个梯级处
整个太阳系就呈现于眼前
15个梯级，10的15次方
我们可以看到我们的太阳只是一个星星
从这里开始我们的旅行将用光年来计算
光在一年中所走过的长度
此时我们飞越离我们最近的恒星
差不多五光年远
以今天太空船的速度进行同样的旅行
将持续十万年
当我们穿过永恒的夜空
我们的旅行将带着我们离开太阳的附近
到达一个星星大螺旋的边缘
银河实际上是一个螺旋星云
太阳只是上千亿个恒星中的一个
在这个巨大的范围——10的23次方——中
我们看到每一个闪光点不是一颗星星
而是一个由数不清的星星组成的星系
天文学家发现星系正在互相飞离
宇宙在扩张
我们的银河系以及所有其他的星系
形成巨大的星系团和超星系团
有好几亿光年宽
这里大约距维尼斯一百五十亿光年远
我们到达了我们看的到的宇宙的边界
有什么隐藏在“宇宙地平线”之下
我们看不到，也不了解
伽利略的望远镜使我们可以进行更远的旅行的同时
在荷兰的代夫特的另一项改革
则引导我们进行更深入的探索
三个世纪以前
安东·范·列文虎克改善了早期的显微镜
用它研究一条荷兰水沟的水滴
过来，来这里
今天的学生进行他们自己的发现
体验当范·列文虎克
用他更为强大的工具观看
并发现水滴中生动的王国的时刻
草履虫这一单细胞生物的繁忙世界
仅一毫米宽
一米的10的3次方小
显微镜使我们的旅行可以在微小世界里继续
当我们进入细胞核里时
每一个圆环展现的世界
直径比前一个小十倍
深入细胞核内
我们突临一个极壮观的结构
长长的螺旋形的DNA分子
DNA拥有化学密码
可以繁殖这个星球上绝大多数生物
不论是草履虫、人类还是矮牵牛花
继续旅行，我们发现分子 是由更小的原子组成的
普通原子极小的世界确实非常怪异
它的六个电子似乎可以立刻涌向各处
现在我们的旅行将把我们带到一个空间
似乎跟星星之间的空间一样宽敞的世界
前面是原子核
非常难以想象的小
如果整个原子是一个电影院那么大
那么原子核的大小跟灰尘相当
然而原子核包含了原子差不多全部的质量
结成被称为质子和中子的粒子
而它们又都是由更小更奇妙的叫做夸克的东西组成
探索这个
宇宙内部的前沿
物理学家在想夸克是否可以包含
组成物体更小的物质
科学家们正在芝加哥的地下隧道进行研究
巨大的费米实验室粒子加速器之家
设计用来制造一种环境就如宇宙刚开始的环境一样
上百万的质子和反质子
从相反的方向以接近光速涌入这些管道
进行一种亚原子破坏比赛
现在我们的宇宙旅行进入另一个维度
时间维
我们的认知更为贫乏
研究碰撞时夸克的轨迹
物理学家试图了解宇宙大爆炸之后
宇宙开始出现时的状况
他们有人简述了这种理论
欢迎来到费米实验室
今天天文学家看到宇宙在扩张
试想一下回退扩张
几十亿年以前
一切必定是以极大的密度结合在一起的
这似乎不可思议
但我们想想
组成宇宙的一切物质
建筑物，树，人类和行星
距银河最遥远的星星……
密集在一个比这个更小的体积里
然后......
宇宙在辐射能的爆发中爆炸
在那个最开始、最耀眼的时候
新生的宇宙开始扩张、变冷
夸克结合成质子和中子
它们后来吸引电子组成原子
巨大的浓雾开始消散
几亿年后
引力慢慢地把物质拖曳到一个巨大的网络中——
宇宙体系结构
二十亿年后
星云、气体、星尘沿着宇宙链浓缩成超级大水滴
并融合在一起形成了星系
物质交织重叠在一起的地方
星系汇集成了星系团
有的星系发展成巨大的碟状物
星星、气体和灰尘的螺旋
邻近的星系在他们相互的引力的作用下
在极大的碰撞中结合在一起
这将延续十亿年
引力从巨大的新星系
伸展到气体和星星的长尾巴
然而星星差不多从不碰撞
它们之间的距离是如此的遥远
也许一百亿年之后
我们遇到自己的星系——银河系
在里面形成了恒星
有些已经死亡了
恒星是核子熔炉
它们闪烁到直到消耗完它们的燃料为止
巨星爆发式地结束
这些爆发的恒星——或者叫做超新星
发出生命的原素
我们呼吸的氧气，肌肉中的碳
我们血液中的铁
现在一块宇宙气体云
与这些原素一起在引力的掌控下喷洒而出
—颗新的恒星，太阳，点燃了
它的周围形成了行星
四十亿年前
我们的地球和月亮还在幼年的时候
不断地被宇宙灰尘，小行星和慧星撞击
猛烈的碰撞和炙热的气体
酸雨以及太阳强烈的紫外线辐射
年青的地球是个生存环境非常恶劣的世界
然而它具备了最基本的生存条件
水
碳
和能量
海洋庇护着的分子不知何故组合在一起
增长着繁衍出生命
几百万年中地球唯一的生物就是微小的细菌
有些被称为蓝绿细菌的
慢慢地释放出微小的氧气泡
而这深深地改变了大气层
云层上面一些这种氧气形成了薄薄的一层臭氧层
阻止了大部分的太阳光紫外线
在这种改变的环境中
新的生物在地球的水体中繁荣生长
绿色海藻群制造更多的氧气
然后，生物进化出各种形式
有些带有保护作用的壳或骨骼
其他的进化出复杂的生命循环 比如这种微小的甲壳类
海洋的浅水有着丰富的生物
生命的下一个挑战就是征服荒芜、炙热的陆地
最早是细菌，之后便是藻类，植物和动物
脊椎动物出现在陆地上，以植物和动物为食
进化出越来越大的生命形态
有些征服了天空的领域
还有一些征服了广大的平原
我们的宇宙旅行从大碰撞到人类的出现
经历了大约150亿年
从一开始我们就是探索者
发明家和技师
近几千年中
好奇和技术将把我们带回星星
已发射入轨道的
哈伯太空望远镜拍摄了很多图片
这些图像展现了漂亮而又神奇的宇宙
显示一些恒星正在逐渐消失
在天鹰座星云里
奇异的塔状炽热气体正在生成新的恒星
猎户座星云里
灰尘碟似乎变成了太阳系
宇宙探索最大的挑战是尽快提高我们的速度
把我们带入曾经是科幻小说素材的领域
例如神秘的黑洞
这里红巨星正在慢慢地消亡
它的气体卷入黑洞深处
有的黑洞或许是超巨星的坍塌核
引力如此之大以至连光也不能逃出
但可以从它们吞掉附近的星星中探测到它们
历史上我们第一次
有足够的证据证明有行星围绕其他恒星运行
科学家认为单单在银河系中 就有上百万像地球一样的行星
如果是这样它们中会有生命吗？
一些无线电天文望远镜正在搜索
可以显示外星文明存在的信号
这是一项艰苦的任务
但如果有一天我们接收到了信号
就将永远地改变我们对自己
以及宇宙的观点
夏威夷的凯克天文望远镜
就像时间机器，正在捕捉穿过
所有宇宙历史朝我们走来的微弱光线
天文学家对太空观察的越深入他们就能朝前看的越遥远
我们对宇宙了解的更多
对新的神秘事物揭示的更多
是对未来的宇宙探索者们深刻的问题
宇宙会永远不断地扩张吗？
生命到底是如何出现的？
我们的宇宙之外还有其他的宇宙吗？
宇宙中有其他人
询问同样的问题吗?
连问这种问题也是雄心勃勃的
回顾一下从我们的祖先在我们的宇宙旅行
踏上第一步以来我们旅行了多远
人类必须了解他的宇宙以了解他的命运
谁又知道在我们的一生中将会解答何种神秘
什么样的谜又将成为下一代的挑战呢？