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千亿个太阳 —— 天文科普书      总序      科学,特别是自然科学,最重要的目标之一,就是追寻科学本身的原动力,或曰追寻其第一推动。同时,科学的这种追求精神本身,又成为社会发展和人类进步的一种最基本的推动。      科学总是寻求发现和了解客观世界的新现象,研究和掌握新规律,总是在不懈地追求真理。科学是认真的、严谨的、实事求是的,同时,科学又是创造的。科学的最基本态度之一就是疑问,科学的最基本精神之一就是批判。      的确,科学活动,特别是自然科学活动,比较起其他的人类活动来,其最基本特征就是不断进步。哪怕在其他方面倒退的时候,科学却总是进步着,即使是缓慢而艰难的进步,这表明,自然科学活动中包含着人类的最进步因素。      正是在这个意义上,科学堪称为人类进步的“第一推动”。      科学教育,特别是自然科学的教育,是提高人们素质的重要因素,是现代教育的一个核心。科学教育不仅使人获得生活和工作所需的知识和技能,更重要的是使人获得科学思想、科学精神、科学态度以及科学方法的熏陶和培养,使人获得非生物本能的智慧,获得非与生俱来的灵魂。可以这样说,没有科学的“教育”,只是培养信仰,而不是教育。没有受过科学教育的人,只能称为受过训练,而非受过教育。      正是在这个意义上,科学堪称为使人进化为现代人的“第一推动”。      近百年来,无数仁人智士意识到,强国富民再造中国离不开科学技术,他们为摆脱愚昧与无知作了艰苦卓绝的奋斗,中国的科学先贤们代代相传,不遗余力地为中国的进步献身于科学启蒙运动,以图完成国人的强国梦。然而应该说,这个目标远未达到。今日的中国需要新的科学启蒙,需要现代科学教育。只有全社会的人具备较高的科学素质,以科学的精神和思想、科学的态度和方法作为探讨和解决各类问题的共同基础和出发点,社会才能更好地向前发展和进步。因此,中国的进步离不开科学,是毋庸置疑的。      正是在这个意义上,似乎可以说,科学已被公认是中国进步所必不可少的推动。      然而,这并不意味着,科学的精神也同样地被公认和接受。虽然,科学已渗透到社会的各个领域和层面,科学的价值和地位也更高了,但是,毋庸讳言,在一定的范围内,或某些特定时候,人们只是承认“科学是有用的”,只停留在对科学所带来的后果的接受和承认,而不是对科学的原动力,科学的精神的接受和承认。此种现象的存在也是不能忽视的。      科学的精神之一,是它自身就是自身的“第一推动”。也就是说,科学活动在原则上是不隶属于服务于神学的,不隶属于服务于儒学的,科学活动在原则上也不隶属于服务于任何哲学。科学是超越宗教差别的,超越民族差别的,超越党派差别的,超越文化的地域差别的,科学是普适的、独立的,它自身就是自身的主宰。湖南科学技术出版社精选了一批关于科学思想和科学精神的世界名著,请有关学者译成中文出版,其目的就是为了传播科学的精神,科学的思想,特别是自然科学的精神和思想,从而起到倡导科学精神,推动科技发展,对全民进行新的科学启蒙和科学教育的作用,为中国的进步作一点推动。丛书定名为《第一推动》,当然并非说其中每一册都是第一推动,但是可以肯定,蕴含在每一册中的科学的内容、观点、思想和精神,都会使你或多或少地更接近第一推动,或多或少地发现,自身如何成为自身的主宰。      《第一推动》丛书编委会
《千亿个太阳》总序的前一小部分。      总序      科学,特别是自然科学,最重要的目标之一,就是追寻科学本身的原动力,或曰追寻其第一推动。同时,科学的这种追求精神本身,又成为社会发展和人类进步的一种最基本的推动。      科学总是寻求发现和了解客观世界的新现象,研究和掌握新规律,总是在不懈地追求真理。科学是认真的、严谨的、实事求是的,同时,科学又是创造的。科学的最基本态度之一就是疑问,科学的最基本精神之一就是批判。      的确,科学活动,特别是自然科学活动,比较起其他的人类活动来,其最基本特征就是不断进步。哪怕在其他方面倒退的时候,科学却总是进步着,即使是缓慢而艰难的进步,这表明,自然科学活动中包含着人类的最进步因素。      正是在这个意义上,科学堪称为人类进步的“第一推动”。      科学教育,特别是自然科学的教育,是提高人们素质的重要因素,是现代教育的一个核心。科学教育不仅使人获得生活和工作所需的知识和技能,更重要的是使人获得科学思想、科学精神、科学态度以及科学方法的熏陶和培养,使人获得非生物本能的智慧,获得非与生俱来的灵魂。可以这样说,没有科学的“教育”,只是培养信仰,而不是教育。没有受过科学教育的人,只能称为受过训练,而非受过教育。      正是在这个意义上,科学堪称为使人进化为现代人的“第一推动”。      近百年来,无数仁人智士意识到,强国富民再造中国离不开科学技术,他们为摆脱愚昧与无知作了艰苦卓绝的奋斗,中国的科学先贤们代代相传,不遗余力地为中国的进步献身于科学启蒙运动,以图完成国人的强国梦。然而应该说,这个目标远未达到。今日的中国需要新的科学启蒙,需要现代科学教育。只有全社会的人具备较高的科学素质,以科学的精神和思想、科学的态度和方法作为探讨和解决各类问题的共同基础和出发点,社会才能更好地向前发展和进步。因此,中国的进步离不开科学,是毋庸置疑的。      正是在这个意义上,似乎可以说,科学已被公认是中国进步所必不可少的推动。      然而,这并不意味着,科学的精神也同样地被公认和接受。虽然,科学已渗透到社会的各个领域和层面,科学的价值和地位也更高了,但是,毋庸讳言,在一定的范围内,或某些特定时候,人们只是承认“科学是有用的”,只停留在对科学所带来的后果的接受和承认,而不是对科学的原动力,科学的精神的接受和承认。此种现象的存在也是不能忽视的。      科学的精神之一,是它自身就是自身的“第一推动”。也就是说,科学活动在原则上是不隶属于服务于神学的,不隶属于服务于儒学的,科学活动在原则上也不隶属于服务于任何哲学。科学是超越宗教差别的,超越民族差别的,超越党派差别的,超越文化的地域差别的,科学是普适的、独立的,它自身就是自身的主宰。湖南科学技术出版社精选了一批关于科学思想和科学精神的世界名著,请有关学者译成中文出版,其目的就是为了传播科学的精神,科学的思想,特别是自然科学的精神和思想,从而起到倡导科学精神,推动科技发展,对全民进行新的科学启蒙和科学教育的作用,为中国的进步作一点推动。丛书定名为《第一推动》,当然并非说其中每一册都是第一推动,但是可以肯定,蕴含在每一册中的科学的内容、观点、思想和精神,都会使你或多或少地更接近第一推动,或多或少地发现,自身如何成为自身的主宰。
【科研随笔】欣赏“微分几何入门与广义相对论” -- by 零维时空 广义相对论与微分几何有着不解之缘。研究广义相对论不可避免会与微分几何打交道。  通常的专著中,直接看微分几何之类的数学书,一方面过于“严谨”,另一方面在如何应用到广义相对论大都“语焉不详”。广义相对论方面的专著关于微分几何的“来龙去脉”又过于简略,……。  这两者的“衔接”用一句数学的术语形容是“连续而不可导”。因此对研究广义相对论的人士来说不能不说是件憾事。  梁灿彬先生的专著恰恰将此“连续而不可导”成功改造得“连续且光滑”。可经得起N次“微分”哦,呵呵。  先生的专著,其题材剪裁得当,轻重有序。当是师生多轮互动的真实记录。甚至精选的习题也非等闲之笔,一部分就是正文的内容、一部分为学生训练技巧所必需、另一部分为学生深造作铺垫。  一些容易引起争议或误解的课题,先生也不回避而是从容自如地详加分析,更是难能可贵。  先生的认真劲也可圈可点。我们期待的“下册”面世时被先生延申为“中册”和“下册”就是先生呕心沥血的明证。顺便提一下,此“延伸”颇具拓扑风采!  戏法人人会变,各有巧妙不同。书中有书,书外有书。如对先生的“心路历程”和治学之道能有所领悟的话,亦不负先生之“良苦用心”矣。  我辈不是权威,不敢评头论足。这儿仅仅是略表钦佩之情而已。也不是明星,当然先生也无需他人来“炒作”。我与梁先生谈不上私交,第一次见到先生是某次全国学术会议上先生令人惊喜的表演。(别以为我遣词有误,将“演讲”错成“表演”。)事实上确实是表演——魔术表演!(?)(事后据说先生还是国际魔术协会的会员呢。)  今年春晚刘谦的“近距离魔术”让国人大开眼界,不想当年先生的表演,在众目睽睽之下也颇为成功。不经意间让亲历者接触“近距离魔术”竟提前了二十几年。  “微分几何入门与广义相对论”一书能唤醒我沉睡多年的激情,其魅力可想而知。期待着“下册”早日问世。不知先生在“纤维丛”方面有何高见?  最后趁本帖结束之际,试问梁先生:“魔术艺道,尚在玩否?”     
数学趣闻集粹 抽屉原理与电脑算命    “电脑算命”看起来挺玄乎,只要你报出自己出生的年、月、日和性别,一按按键,屏幕上就会出现所谓性格、命运的句子,据说这就是你的“命”。    其实这充其量不过是一种电脑游戏而已。我们用数学上的抽屉原理很容易说明它的荒谬。    抽屉原理又称鸽笼原理或狄利克雷原理,它是数学中证明存在性的一种特殊方法。举个最简单的例子,把3个苹果按任意的方式放入两个抽屉中,那么一定有一个抽屉里放有两个或两个以上的苹果。这是因为如果每一个抽屉里最多放有一个苹果,那么两个抽屉里最多只放有两个苹果。运用同样的推理可以得到:    原理1把多于n个的物体放到n个抽屉里,则至少有一个抽屉里有2个或2个以上的物体。    原理2把多于mn个的物体放到n个抽屉里,则至少有一个抽屉里有m+1个或多于m+l个的物体。    如果以70年计算,按出生的年、月、日、性别的不同组合数应为70×365×2=51100,我们把它作为“抽屉”数。我国现有人口11亿,我们把它作为“物体”数。由于1.1×=21526×51100+21400,根据原理2,存在21526个以上的人,尽管他们的出身、经历、天资、机遇各不相同,但他们却具有完全相同的“命”,这真是荒谬绝伦!    在我国古代,早就有人懂得用抽屉原理来揭露生辰八字之谬。如清代陈其元在《庸闲斋笔记》中就写道:“余最不信星命推步之说,以为一时(注:指一个时辰,合两小时)生一人,一日生十二人,以岁计之则有四千三百二十人,以一甲子(注:指六十年)计之,止有二十五万九千二百人而已,今只以一大郡计,其户口之数已不下数十万人(如咸丰十年杭州府一城八十万人),则举天下之大,自王公大人以至小民,何啻亿万万人,则生时同者必不少矣。其间王公大人始生之时,必有庶民同时而生者,又何贵贱贫富之不同也?”在这里,一年按360日计算,一日又分为十二个时辰,得到的抽屉数为60×360×12=259200。    所谓“电脑算命”不过是把人为编好的算命语句象中药柜那样事先分别一一存放在各自的柜子里,谁要算命,即根据出生的年月、日、性别的不同的组合按不同的编码机械地到电脑的各个“柜子”里取出所谓命运的句子。这种在古代迷信的亡灵上罩上现代科学光环的勾当,是对科学的亵渎。  摘自中学数学    
化学中琐碎的知识点 1.氢离子的氧化性属于酸的通性,即任何可溶性酸均有氧化性。    2.不是所有的物质都有化学键结合。如:稀有气体。    3.不是所有的正四面体结构的物质键角为109。28, 如:白磷。    4.删去。   5.电解质溶液导电,电解抛光,等都是化学变化。    6.常见气体溶解度大小:NH3.>HCL>SO2>H2S>CL2>CO2    7.相对分子质量相近且等电子数,分子的极性越强,熔点沸点越高。如:CO>N2    8.有单质参加或生成的反应不一定为氧化还原反应。如:氧气与臭氧的转化。    9.氟元素既有氧化性也有还原性。 F-是F元素能失去电子具有还原性。    10.HCL ,SO3,NH3的水溶液可以导电,但是非电解质。    11.全部由非金属元素组成的物质可以使离子化合物。如:NH4CL。    12.ALCL3是共价化合物,熔化不能导电。    13.常见的阴离子在水溶液中的失去电子顺序:    F-<PO43-<SO42-<NO3-<CO32-<OH-<CL-<Br-<I-<SO3-<S2-    14.金属从盐溶液中置换出单质,这个单质可以是金属,也可以是非金属。    如:Fe+CuSO4=,  Fe+KHSO4=    15.金属氧化物不一定为碱性氧化物,如锰的氧化物;    非金属氧化物不一定为酸性氧化物,如NO等    16.CL2 ,SO2,NA2O2都有漂白作用,但与石蕊反应现象不同:    SO2使溶液变红,CL2则先红后褪色,Na2O2则先蓝后褪色。    17.氮气分子的键能是所有双原子分子键能中最大的。    18.发烟硝酸和发烟硫酸的“发烟”原理是不相同的。    发烟硝酸发出的"烟"是HNO3与水蒸气形成的酸雾    发烟硫酸的"烟"是SO3    19.镁和强酸的铵盐溶液反应得到氨气和氢气。    20.在金属铝的冶炼中,冰晶石起溶剂作用,要不断补充碳块和氯化铝。    21.液氨,乙二醇,丙三醇可作制冷剂。光纤的主要原料为SiO2。    22.常温下,将铁,铝,铬等金属投入浓硝酸中,发生了化学反应,钝化。    23.钻石不是最坚硬的物质,C3N4的硬度比钻石还大。    24.在相同的条件下,同一弱电解质,溶液越稀,电离度越大,溶液中离子浓度未必增大,溶液的导电性未必增大。    25.浓稀的硝酸都具有氧化性,但NO3-不一定有氧化性。如:Fe(过量)+ Fe(NO3)3    26.纯白磷是无色透明晶体,遇光逐渐变为黄色。白磷也叫黄磷。    27.一般情况下,反应物浓度越大,反应速率越大;     但在常温下,铁遇浓硝酸会钝化,反应不如稀硝酸快。    28.非金属氧化物不一定为酸酐。如:NO2    29.能和碱反应生成盐的不一定为酸酐。如:CO+NaOH (=HCOONa)(高温,高压)   30.少数的盐是弱电解质。如:Pb(AC)2,HgCL2    31.弱酸可以制备强酸。如:H2S+Cu(NO4)2    32.铅的稳定价态是+2价,其他碳族元素为+4价,铅的金属活动性比锡弱。(反常)   
物理学概述 物理学是研究宇宙间物质存在的基本形式、性质、运动和转化、内部结构等方面,从而认识这些结构的组成元素及其相互作用、运动和转化的基本规律的科学。      物理学的各分支学科是按物质的不同存在形式和不同运动形式划分的。人对自然界的认识来自于实践,随着实践的扩展和深入,物理学的内容也在不断扩展和深入。      随着物理学各分支学科的发展,人们发现物质的不同存在形式和不同运动形式之间存在着联系,于是各分支学科之间开始互相渗透。物理学也逐步发展成为各分支学科彼此密切联系的统一整体。      物理学家力图寻找一切物理现象的基本规律,从而统一地理解一切物理现象。这种努力虽然逐步有所进展,但现在离实现这—目标还很遥远。看来人们对客观世界的探索、研究是无穷无尽的。  经典力学       经典力学是研究宏观物体做低速机械运动的现象和规律的学科。宏观是相对于原子等微观粒子而言的;低速是相对于光速而言的。物体的空间位置随时间变化称为机械运动。人们日常生活直接接触到的并首先加以研究的都是宏观低速的机械运动。      自远古以来,由于农业生产需要确定季节,人们就进行天文观察。16世纪后期,人们对行星绕太阳的运动进行了详细、精密的观察。17世纪开普勒从这些观察结果中总结出了行星绕日运动的三条经验规律。差不多在同一时期,伽利略进行了落体和抛物体的实验研究,从而提出关于机械运动现象的初步理论。      牛顿深入研究了这些经验规律和初步的现象性理论,发现了宏观低速机械运动的基本规律,为经典力学奠定了基础。亚当斯根据对天王星的详细天文观察,并根据牛顿的理论,预言了海王星的存在,以后果然在天文观察中发现了海王星。于是牛顿所提出的力学定律和万有引力定律被普遍接受了。      经典力学中的基本物理量是质点的空间坐标和动量:一个力学系统在某一时刻的状态,由它的某一个质点在这一时刻的空间坐标和动量表示。对于一个不受外界影响,也不影响外界,不包含其他运动形式(如热运动、电磁运动等)的力学系统来说,它的总机械能就是每一个质点的空间坐标和动量的函数,其状态随时间的变化由总能量决定。      在经典力学中,力学系统的总能量和总动量有特别重要的意义。物理学的发展表明,任何一个孤立的物理系统,无论怎样变化,其总能量和总动量数值是不变的。这种守恒性质的适用范围已经远远超出了经典力学的范围,现在还没有发现它们的局限性。      早在19世纪,经典力学就已经成为物理学中十分成熟的分支学科,它包含了丰富的内容。例如:质点力学、刚体力学、分析力学、弹性力学、塑性力学、流体力学等。经典力学的应用范围,涉及到能源、航空、航天、机械、建筑、水利、矿山建设直到安全防护等各个领域。当然,工程技术问题常常是综合性的问题,还需要许多学科进行综合研究,才能完全解决。       机械运动中,很普遍的一种运动形式就是振动和波动。声学就是研究这种运动的产生、传播、转化和吸收的分支学科。人们通过声波传递信息,有许多物体不易为光波和电磁波透过,却能为声波透过;频率非常低的声波能在大气和海洋中传播到遥远的地方,因此能迅速传递地球上任何地方发生的地震、火山爆发或核爆炸的信息;频率很高的声波和声表面波已经用于固体的研究、微波技术、医疗诊断等领域;非常强的声波已经用于工业加工等。 
驳【WM】之(驳“狭义相对论简介” )   1.描述物理运动的最根本参数(物理量)不是“时空坐标”,而是位移。在现实世界中只有空间直角坐标,根本就没有什么“时空坐标”,所谓“时空坐标”纯属虚构。   ================================================= 描述物体运动的就是“空间坐标随着时间坐标变化而变化的规律”。不可想象如果没有时间坐标的话,这种描述是如何展开的。一个质点的运动方程一般都是这样的: 质点的空间坐标 = 某函数(初始空间坐标,时间坐标) 时间坐标都是作为函数的参数形式出现在运动方程中。如果不出现时间参数,方程就不再是关于“运动”的方程了。这是牛顿力学就奠定了的基础知识。   2.从哲学上看,事物要么存在,要么变化;从物理上看,事物的位置要么存在,要么变化。事物位置的变化就叫做运动。可见,运动并不是一般地指事物变化,而是特指事物位置的变化,而描述这种变化的物理量便是位移。   ================================================= 物体的位移等于0,并不意味着物体静止不动(比如上抛一块石头,石头落到被抛起位置的时候,石头位移等于0,但石头的速度并不等于0)。必须是物体的位移在任何时刻都等于0,才意味着物体静止不动。如果没有这个“任何时刻”,那就不对。所以讲到运动,必须要讲空间和时间,缺一不可。   3.事物位置不变叫做静止,其位移为0。静止和运动是一对矛盾,缺一不可。静止是绝对的,运动是相对的,运动是相对于静止的,不相对于静止的运动是不存在的。你的哲学和物理阐述只讲“变化”一面,不讲“不变”一面,只讲“运动”一面,不讲“静止”一面,是片面错误的。  ================================================= “静止是绝对的”,怎么个绝对法?物理上说一个东东是“绝对的”,意味着任何运动状态的观察者对这个东东的描述是一致相同的。我看不到“静止”这个东东在物理上有任何的绝对性。
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