[8]在里根总统时代,智囊团提议,在地面造一个威力奇大无比的激光武器,如有导弹打过来,就可用激光摧毁它。当时,有一个极为流行的电影系列,《星球大战》(StarWars),其中就有激光武器,因此这个计划有了一个别名——星球大战计划。从科学技术的观点来看,此计划的可行性很小,可是里根说服了国会启动这项计划。
[9]此处指的是英国乌雪主教所推断的宇宙年龄。这位主教把《圣经》中创世纪提到的人的年龄加起来,断定宇宙在公元前4004年诞生。
[10]金塔纳罗奥州是墨西哥东南部一个人口稀少的州,在科巴区有玛雅人留下的古代建筑遗迹。
[11]印度教认为所有的生命都在一个大转轮上,这转轮从生的一面转到死的一面。自生到死,自死到生,轮回不已。以此理推,宇宙也有轮回。这看上去似无逻辑联系,可是爱因斯坦相对论的宇宙论中有一流派有类似的看法。
[12]约瑟夫·傅里叶著名的法国物理及数学家,最著名的贡献是把数学函数用三角函数表示出来(叫作傅里叶分析,FourierAnalysis)。此方法是现在分析数据的核心方法,其应用也涉及常用家用电器,如音响、电话、电视等。他也是热学的始祖。
[13]绿色革命(greeion)是20世纪60年代开始流行的一个词语,是发达国家在第三世界国家开展的农业生产技术改革活动。
[14]水植法(hydroponics)是一种无土耕耘法,把植物的根浸在含有养料的水中。理论上可以在沙漠中耕耘,可是成本很高,而且沙漠中本来就缺水,供应不足。
[15]在另一书《暗淡蓝点》(PaleBlueDot)中,本文作者提及人类移居太空及其他行星的可能,这种移居叫作地外移居。
[16]“人口转变”是汤普逊于1929年提出的理论,它试图解释19世纪以来发达国家的人口变动情况。根据这一理论,随着经济发展和医疗生活条件的变化,世界人口的增长大体经历了高出生率与高死亡率并存、死亡率下降但出生率仍维持较高水平和出生率与死亡率同时下降3个阶段。
[17]一个原子的原子核中的质子数目和绕原子核的电子数目相等,因此原子不带电。因为中子也不带电,可以自由进入原子核,原子核吸收了中子后,就成为另一种原子核,该原子核可能不稳定,从而衰变或分裂。
[18]在第二次世界大战时,爱因斯坦已定居美国,当时西拉德及两位物理学家力劝爱因斯坦上书罗斯福总统,请求总统拨款研究制造原子弹。造原子弹的主要原因是,他们惧怕德国会先行一步造出原子弹。罗斯福总统收到信后,考虑到爱因斯坦的声誉,在和幕僚商讨后,决定施行原子弹计划。
[19]都灵裹尸布是一片很古老的麻布,4。4米长,1。1米宽,上有一个人像,是十字军东征时一位骑士从中东带回的。传说它是耶稣基督的裹尸布,一直留在意大利都灵的一座天主教堂中,因而得名。它的历史只可追溯到1350年,上面有一个被十字架钉死的人像。天主教会始终没有正式承认或否认这是和耶稣基督有关的圣物。按照研究《圣经》的专家的解说,《圣经》上关于耶稣基督死后尸体处理的描述,不符合能成像的假设。1988年,由梵蒂冈的教廷出资,人们从裹尸布上取了样品用作碳十四同位素测定,发现裹尸布的材料不可能早于1260年,因此它不可能是耶稣基督留下的。
[20]玛雅(Maya)人和阿兹特克(Aztec)人都是在西班牙入侵美洲前,住在墨西哥地区的印第安人原住民。他们的文化几乎全被西班牙入侵者所毁。现在这两族语言还在墨西哥南部通行。
[21]此处是拿美国球队队名来开玩笑。“红衣主教队”的队名其实和红衣主教无关,al是红衣主教,也是美洲一种红雀。球队是以这种红雀为名。
[22]美国大学的橄榄球队经常饱受批评,因为,即使是入学资格极严的好大学,对于好的高中橄榄球健将,也不惜降低入学门槛,以优厚的奖学金将其招揽进校,甚至还为他们提供免费补习,以帮助他们通过考试,留校代表学校打球。因此许多人看不起学校校队的队员,认为他们是“四肢发达,头脑简单”的笨蛋。
[23]在英语俚语中,“redskin”(意为“红皮肤”)一词指北美的印第安人,且逐渐发展出了贬义。《牛津英语词典》称,这个词“非常有冒犯性”。于2020年7月14日红人队宣布更名。
[24]这事后来是这样处理的:阿卜杜勒-劳夫答应在奏国歌起立,但他以祷告代替唱国歌。
[25]猎狐是一种无目的的游戏,在春季,贵族们穿上骑装,骑着名种的马,带着好看的猎枪、梳洗干净的猎犬,先放走一只狐狸,然后集体去追猎狐狸。游戏的目的不在于捕获狐狸,而是炫耀自己的骑装、马色、猎犬等。这是无所事事、一无所长的贵族们的游戏,因此受到王尔德的讽刺。英文原文是“Theunspeakableinfullpursuitoftheuable。”,用了押韵的两个词。这是英文的特色,语气无法译出。Unspeakable意思是太糟糕或太让人震惊,以至无法用语言表达。原句就是说,一无所长而有钱的贵族们没事做,因此想出这种游戏,集体去猎捕那毫无价值(不可吃)的狐狸。
[26]20世纪时,美国饮食简单。当时美国盛产牛肉跟马铃薯,因此人们以这两种食物为主食。第二次世界大战后,美国人开始接受其他国家的食品,而且基于健康的原因,已经开始大量增加素食和鱼类。现在,只吃牛肉和马铃薯的人被看成头脑简单的人。此处“meatandpotato”用来意指当时生活简单。
[27]更新世是最近的地质年代,距今约260万年前至1万年。这一时期绝大多数动、植物属种与现代物种相似。人类也在这一时期出现。
[28]比中央C音高1音阶的频率是526赫兹,高2音阶的是1052赫兹。
[29]19世纪,美国西部在开拓时,混乱不堪,盗贼横行。在盗贼横行的地方,看见可疑的人,就先掏出枪来,觉得情形不对,就先向对方开枪,因此就流行这句话“Shootfirst,askquestionslater”。
[30]听得到的原因是,一名航天员发出的声音,使头盔的外壳发生了振动,如果两名航天员的头盔接触到了一起,第一名航天员头盔的振动就会传到第二名航天员的头盔中,从而变成声音。
[31]我还是担心这一观点会成为一些崇拜可见光的人会提出的论调:像我们这类视力范围在可见光的人,自然会把这推论推广到全宇宙(任何外星人)都只能看到可见光。在我们的历史中流行着各形各式的偏狭行为(例如偏狭的国家主义、民族主义、男性沙文主义、种族至上主义、某宗教至上主义等),因此,我对我自己的这种观点也时有怀疑,是否有偏狭的成分在内。可是,再三检讨之后,我的结论是,我的观点出自物理的原理,而非人类的自大。
[32]作者指的是一首在西方很流行的爱情诗的第一行:Rosesareredasareblue。。。
[33]这是巴比伦创世神话的开场白,就如《圣经·创世纪》的开场白“一开始……”类似,也和希腊单词“诞生”(genesis)同义。“创世纪”在英文中就是“Genesis”。巴比伦(Babylon)位于幼发拉底河(Euphrates)流域。此河源于亚洲西南部,经伊拉克(Iraq)流入波斯湾。
[34]以上这些问题都是太空探测的中心问题。我们能看到的宇宙组成物质大部分是氢和氦。可是,我们用简单的引力理论分析可得出,星系中似乎有些看不见的物质,叫作暗物质(darkmatter)。虽然看不到,但是我们可以观测到这些暗物质对星系产生的引力作用。黑洞(blackhole)是高密度、高质量的星体,高到用公式计算出其逃逸速度(escapevelocity),即能逃出其引力作用的速度,是光速。因此在理论上,连光都逃不出这种星体的束缚,故而称其为黑洞。黑洞大约形成于超新星爆炸中。我们确定宇宙年龄的方法有两个:一个是利用远处星系远离我们的速度及距离进行计算,当星系远离我们的速度达到光速时,相应的距离就是宇宙大小的极限,相应的时间就是宇宙的年龄;另一个方法是利用星球演化的理论,星球的星光是氢聚变热核反应放出的能量辐射。星球耗尽氢的时间就是星球的寿命。当下科学家发现,最古老的星球年龄似乎比宇宙年龄要大。这当然是不可能的,因此这是一个谜。最近哈勃望远镜收集到的数据似乎指出,以往用星系离我们奔驰而去的速度估算出的宇宙年龄似乎太小了。哈勃望远镜(HubbleTelescope)是位于地球轨道上的天文望远镜,直径比2米稍大,搭载最新、最灵敏的光学仪器,是当下天文领域最有威力的望远镜,于1990年发射到绕地轨道。彗星是很小的行星体,质量为地球质量的万分之一或以下。其表面有冷凝成固态的氮、甲烷或其他气体和水。如果它们到了木星附近或更接近太阳的地方,它们表面的固态氮或甲烷及冰就会被气化,跟在行星体后面,也有些在行星体前面,这些气体被太阳光一照,就像是长尾巴,这就是彗星。当下的理论是,彗星是太阳系中原始物质聚集形成的行星体,因此,如果可以从彗星上取得样品带回地球并分析,就可以发现太阳系起源的秘密。如果在星际空间发现蛋白质的最基本化学成分——氨基酸——就可以断言宇宙之间,生物的出现几乎是必然的。如果知道最古老星系的构造,就可以知道早期宇宙的特性。
[35]有人宣称在火星上发现微生物化石的这件事,其他科学家们经研究,发现这陨石沾染了很多地球上的物质,因此推翻了火星上发现微生物这件事。这是在本书作者萨根去世后发现的。
[36]2013年“好奇号”火星探测车利用机械臂末端的钻头钻取了火星表面一块基岩的样品,这是首次通过钻探获取火星岩石样本。
[37]地球被太阳的可见光照射,而地球本身放射到太空的热是不可见的红外线。地球上的二氧化碳及甲烷能吸收地球表面放出的红外线,因此地球可以保存部分热量,保存的热量取决于二氧化碳、甲烷或其他类似的气体的含量。这种二氧化碳等气体导致的保温效应就叫作温室效应(gree),产生温室效应的气体如二氧化碳和甲烷等被称为温室气体。
[38]普通星球的主成分是氢。在1500万摄氏度的高温下,氢以核子燃烧方式形成氦(过程中放出大量核能,我们感受到的太阳热能就来自这种核能)。1亿摄氏度的高温下,氦可以进行核反应生成碳,6亿摄氏度时碳可以进行核反应生成铁,而产生铁以后核能就用尽了,星球开始急速收缩,用引力能来补偿。可是急速地收缩时会使外部没完全反应的核燃料开始反应放出大量的能量,急速收缩的铁核心密度越来越高,最后高到把电子和质子合并在一起生成中子。这一过程进行得很快,不到1分钟,星球的核心就收缩到10千米左右,相当于星球崩溃。因在崩溃过程中放出大量能量,此时一颗星球的亮度将达到太阳亮度的10亿倍左右,造成大爆炸。这样的星球被称为超新星。南宋时期的天文记录中留有钦天监杨维德的报告,显示在1054年出现了一枚极亮的“客星”,白天都可以看到,这就是超新星。金、辽时期对这颗出现在1054年的超新星也有极详细的记载。欧美科学家们通过这些记载,断定蟹状星云(ebula)就是宋史中所记录的新星遗体。天文学家发现,在蟹状星云正中央有一颗脉冲星,即中子星。中子星的质量和太阳的质量差不多,但是它的直径只有20千米左右。因此,它的密度极高,相当于水密度的100万亿倍。
[39]在第一章中提到两个狭缝出来的光会有相消和相长的现象,这就是干涉现象。如果用两台分开很远的望远镜看同一个远处的光点(如星星),也会有同样的干涉现象。如果能适当调整这两台望远镜的间距,把接收到的数据加以处理,就可以得到一个影像,其分辨率相当于这两台望远镜的间隔。如果这两台望远镜间隔1千米(或者10千米),这处理过的影像就等于是1千米(或者10千米)直径望远镜得到的结果,其分辨率可以测到最近的行星。在射电望远镜中,这种技术已使用了多年,而最近十来年才开始在光学望远镜中使用,这是因为光学干涉仪不易制造。
[40]在前文提到的“星球大战”计划中,要用放大镜聚焦高强度激光,从太空中发出激光以摧毁入侵的导弹,所以发明了避免大气气流分散聚焦光的方法。天文学家就利用此技术消除了大气气流对观测影像数据的扰乱,因此提高了地面大型望远镜的分辨率。现在此技术已获得广泛应用。许多新的大望远镜都采用此技术。
[41]根据爱因斯坦相对论,可推测出光在经过一个物体附近时,能受该物体的引力影响而偏转。在太阳附近的星星,其经过太阳边缘的偏转角度为1。75角秒。1918年,英国天文学家爱丁顿在日食时观测太阳附近的星位置,证实了这个预测。这个偏转的角度和光与太阳的角距离成反比,产生焦聚效果,被称为引力透镜现象(gravitationlensing)。利用远处大质量的天体引起的引力透镜原理进行地面观测,就等于有一台焦距为数千天文单位,直径约为该星体直径数百倍以上的大型望远镜。