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前言
给青少年的物质科学

小的时候,我生活在农村。那时的农村没有煤气灶,也舍不得用太多电,做饭最常用的锅就是土灶台,烧柴火给铁锅供热。灶台操作起来可是麻烦得很,光是生火就能生出各种意外。所以,家里大人做饭免不了还需要我打下手,别的忙我也帮不上,拉一拉风箱还是可以的。

曾记得,坐在灶边望着炉火,我拉动风箱,火苗就会猛地蹿一蹿,一不小心还会冲出灶膛,燎到额前的头发。每当这时,我都会感到脸上一热,但是习惯之后,倒也不觉得有什么危险,只是有些好奇。

我好奇的是,吹蜡烛的时候,一点小风就能把烛火吹灭,可是风箱施展出那么大的风以后,为什么火焰却会越吹越大?

外婆跟我说,这是因为屋里供了灶王爷——他是一位管灶火的神仙。有了灶王爷的保佑,炉灶里的三昧真火才会旺盛,而且还不会因此失火。

后来,看到《西游记》中孙悟空借来假芭蕉扇挥舞时,火焰山上的火越烧越大,我对三昧真火的这个说法深信不疑。可是,看到《三国演义》里赤壁之战东风助阵的场面,我又有些将信将疑了。

多年以后,我读到了拉瓦锡反驳“燃素”论的故事,对于这个问题的好奇总算告一段落。燃烧是一种氧化现象,通常需要氧气的参与,因此,当风箱给炉灶送风时,加大了空气压力,更多的氧气被一同送入了灶膛。于是,有了氧气的加持,火焰也会更旺盛。不过,风在刮来新鲜氧气的同时,却也带走了热量,若是火焰的温度因此而降低到燃点以下,火就可能会被吹灭。由此也就很容易明白,为什么风能吹灭小火,却会扬起大火。

对于童年时期的不解,用这样物质的思维去解释,或许有些许的无趣,不像“三昧真火”那么引人入胜,但它却是好奇的最佳伙伴。它不会让童心泯灭,只会带着这种“不安分”走向新的空间。

所以,青少年知道多一点物质科学,应该是件好事。

《给青少年讲物质科学》,是我第一次系统性地创作“大科学”的作品。这倒不是我妄自托大,实属物质科学自身的属性。任何一门自然科学都是研究物质的科学,只是研究的角度不同:物理学研究物质之间的作用力与能量;化学研究物质的组成、结构、反应与功能;生物学研究的是物质如何能够“活”起来;天文学研究物质诞生的“老家”……很多时候,关于物质的种种,并不只是单纯的科学命题,更是人类反复思索的哲学命题。

将这些命题完整地解答出来,是古往今来所有人共同的使命。哪怕已经觍着脸站到了巨人的肩膀上,我也只能记录其中亿万分之一二。

在物质世界形成的时空中,翻开这本由物质构成的小书,如果能够因此引发我们对物质的思考,那么物质世界也一定会因为我们的思考而改变。 YaGKMPZsFCVQOvTHReOjGjmOiXWqERYUwduSnafJf8Z2zSaunlVpIFsKVyzpvSjY

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