第一课 趣味科学初体验
人真的是由星尘组成的
你知道我们都是一颗颗的星星吗?哦,我并不是想要模仿西蒙·考威尔发掘的那种才华横溢又喜欢说“我要把这首歌献给我离去的奶奶”的明星。我是说,人,我们这些有血有肉的人,真的是由星尘所组成的。这听起来好像是那种荒诞的科幻小说——但是从科学的角度来看,这确实就是我们居住的这个世界的样子。
让我给你解释一下吧!你,跟所有你身边的事物一样,都是由原子组成的。你可以把原子想象成这个世界最基本的构成单位。在你中学的教室墙上可能挂有一张叫作元素周期表的图表,它把原子按照大小顺序排列了起来:最小的,比如氢和氦,在最上面;而那些大的,比如铅和铀,则在最下面。你也许还隐约记得这些原子是由更小的元素组成的。确切地说,在原子的中心有一个又小又密,而且带正电的原子核,它被一群带负电的电子所包围。那么,你有没有好奇过,这些原子是怎么形成的呢?
尽管这听起来很不可思议,但答案就是,它们是在恒星内部形成的。恒星之所以会发光,是因为它们内部正进行着超大规模的核聚变反应,小的原子核聚合形成大的原子核,同时以热和光的形式释放出巨大的能量。恒星越大,它所能制造的原子核就越大。当你得到了一个原子核之后,你只需要随意点缀一些电子在它旁边——说实话,电子真的太多了,到处都是——你就创造出了一个漂亮的、有活力的、电中性的、不折不扣的原子。
一颗恒星如果跟太阳差不多大小的话,它应该算是小的。这就是说,它只能够制造出较小的原子,比如氦。大一点的恒星可以制造大得多的原子,比如铁和碳——你我的身体就是由这些东西构成的。那么,这些大的原子是怎么从恒星的内部进入我们的身体的呢?
答案是:大型恒星的生命周期会结束于一场巨大的爆炸,也就是被诺埃尔·加拉格尔称之为超新星的事件中结束,这是一场巨大的爆炸,它将恒星的碎片从星系的一头甩到另外一头。几十亿年以后,这些碎片因为引力慢慢聚集起来,有时形成新的恒星,有时形成行星。在这些行星上,只要条件齐备,生命就会诞生。
换句话说,组成我们身体的原子都是几十亿年以前,在一些不掺假的、百分百真实的恒星之中形成的。这些恒星华丽地爆炸以后留下的残骸和碎片形成了许多行星,而生命就在我们的行星——地球上诞生了。这就是科学。它很宏大、很无畏,而且根据我到目前为止所做的每一次实验测试——它是正确的。如果这些确实能让你内心激情澎湃的话,那么本书就是为你而写的。