什么是原子?恒星和星云是如何形成的?熵和基因又是什么?人类能否扭曲空间?飞行的火箭又为何会缩短?没错,我们将在这本书中由表及里地谈论以上问题,以及许多其他同样有趣的问题。
我写这本书的出发点,是为了尽可能地收集现代科学中最有趣的事实和理论,按照宇宙在现代科学家眼中呈现出的模样,从微观和宏观的角度为读者勾画出宇宙的概貌。当然,为了完成这个宏大的计划,我不会去把所有内容都从头到尾讲一遍,因为我知道,那样写出来的只会是一本卷数纷繁的百科全书。但同时,我选择要讨论的问题,可以简明扼要地覆盖整个基础科学知识领域,不会留下任何死角。
由于本书主要根据重要性和关注度来选择主题,没有考虑难易程度,所以会造成内容在深度上参差不齐。书中有些章节的内容,小孩儿都可以轻松读懂,但有些内容则需要读者加以思考和学习,才能做到完全理解。我也很希望外行读者在阅读本书时不会遇到太大的困难。
大家会注意到,在书末部分讨论的“宏观宇宙”,其篇幅要比“微观宇宙”短得多。这主要是因为我已经在《太阳的生与死》(
The Birth and Death of the Sun
)和《地球传》(
Biography of the Earth
)
中详细讨论过相关话题了,如果在这儿进一步讨论,反而会因为冗余而让人感到乏味。因此,在这一部分中,我将仅对行星、恒星和星云世界中的物理事实和事件以及它们的规律进行简单说明,只在近年科学知识进步途中产生的新问题上,做详尽的解释。依照这个原则,我特别关注了一些最新的观点,其中一个说的是恒星的剧烈爆发(即“超新星”)是由所谓的“中微子”(物理学中已知最小的粒子)引起的;另一个则是新行星理论,它的出现废除了目前公认的观点,即行星起源于恒星和一些其他行星的碰撞,并重新建立了几乎为人们忘却的康德(Kant)和拉普拉斯(Laplace)的旧观点。
我要感谢那些运用拓扑变换法作画的画家和插图家们,他们的作品为本书中众多插图
奠定了基础(参见第三章第二节)。
最重要的是,我得感谢一位年轻朋友——玛丽娜·冯·诺伊曼(Marina von Neumann)。她声称:只要是她的名人父亲懂的她都懂,而且还更胜一筹,当然,除了数学,在数学方面她只能和她爸平起平坐。
她在读过本书部分章节的手稿后告诉我,其中有许多内容她理解不了,那时我才意识到,这本原来打算写给孩子们看的书,现在已经不再适合他们了。
G.伽莫夫
1946年12月1日