（一）：奇怪的魔炉
入屋里，交加的夜户外进一件事是你最想做晚，当你从寒冷的的什么？”“在一个风雪
，火炉或暖气旁边，要么躲到被窝里“我去。”角落坐下可能会找个温暖的
“假设火炉里没有火呢？”
什么的“那我就找些燃料，木，把火点燃。”头或煤
你是不是感觉“火点燃后温暖一些呢？”
如果我还感到冷，我的柴火。”向炉子里添入就会更多“是的。
更多的温暖吗？”不断上升，“有了更多的燃料，就你提供给会使炉子里的温度
。太高，了，如果温度上升的”会烤化的炉壁也许“我想是的。噢，对
想有一个炉壁永远烤不化的炉子，可以让炉”子里的温度任意升高。“好了，现在让我们设
有。”“啊，这种炉子只有神话中的魔鬼或巫师才拥
你知道温度，加热前个魔炉一个状态，比方说，炉”“现在让我初始是怎么回事吗？膛的体积为１００升℃。对了，的温度为２０们给这
“我的课本上说，当物，不停地四处运动不安分起来会度就会越大。温度只不过分子，它的原子或子的运动速已。”表明原子或分子运动。温度越高，这些粒的能量多少而是体被加热时
有任么都没有’的意炉膛里的空气思是指没全部抽光，让炉子在让我们把何物质。”“你学得不错。现里什么也没有。‘什
是真空的？子里面“你是说炉”
猜猜看会发生什？”么事情“对。现在开始加热，
不再是真空了。“我猜想炉子里将”
时组成炉膛的原子会不断地向四周辐射电磁波，其中包括了光子。”，充满整个炉膛“完全正确。这
“喂，等一下子，它和光有什么联系，什么叫光吗？”
静止质量，但它是一份光的量光叫做一个光子。光子们把一份我们的不可能察觉这使我具有能量。”质子的区别是，它们的有自己的质量，但是光我们感受到的的。也就是说，光是一一些粒子，如电子道，光是一种电磁波是质子或头上的。只子没有是以一定的量进行念。我想你已经知，快，和动的速度非常子是一个不容易被，但实际人们理解的概与人们所认识的其它然日常生活中质份一份地落在乎是连续“光量电子，都科学家们一份光与下一。虽光似上，光的非常微小，运份光的时间间隙。不断地照耀着万物不同。无论传播
难想“我存在。”很象有这样的粒子
是凝固“的确，绝大式存恰巧是一种的乘积。在爱因斯坦的物体的一部的行为与宏观的世界一个物的中，子以了。”与光速平在也就奇怪能量。因此光能有能量的量的形量的粒子。你也许宙中存在着没有质粒子。这说明人们更起来，人分，而不能单知道爱因斯坦的著的须是有质量们往往有一种先入之不没有静止质量，但有名公式，能量等于质量多数人与你一习惯于把这些微观粒子独存在。然而，光子联系样，也很难想象宇量，但是物理世界体的质量就好像方一定能见，即能量必
关系吧。”我有些“运动的能量，它同明白了。光温度应该有子既然是
会无中生个的光子由于温”一个正电子和碰量是持续上升的。是这样。还是让我们回到魔中充满气体，炉中。大量“且气体的能着光子一个电子。撞时，拥有很高能量的光子在度的升高而产生，可以６０亿度时，两当炉子里的温度达到炉膛理解为有地产生而
“什么？电子也有带课本中说电子带负正电荷。”电荷的吗？我的物理
电子一样，但是大发现，它的质量与样轨到反物质了。在２０世子穿过云室时，尾部会肯对宇有一种粒的反物质相继被人们找到。”子命名中，他又想给安德的第一种反去就像电子的轨道松为了进行研究，物质。此后，各种粒子为正电子。质子的轨迹。发现的是。于与电子有差异，这种粒现象，新的特殊粒子。于是，留下一条像喷气1932年8现了一种奇特的当粒他的，承认，这种粒子是个重始了一天的工德松给这种粒助手卡尔?安德些同设置一个磁场，带电观察云室里拍摄的算出说那不过是普通的发现利肯便松有纪３０年代初，美国出的羽烟，荷的粒子，轨道呈弯曲状。这但过后不久飞行时喷感到迷惑不解样式飞机高空在经过时就作，他像往常一的特“噢，这就要提粒子轨道照片。突然他利的兴趣荷带有正电荷，安片，并发现了一轨道不同的弯曲程度推粒子本身样，就可以根据粒子是，他对安德松会发生偏转所解释子的这是人类发现它性，比如它的电性。肯时，米利肯也设计了一座大型云室。安德松宙射线的研究产生了，米子很像似的痕迹。如果在云室报告给米利带有正电月2日清晨，安德松开的电子。接下来发浓厚，但是他又研究了许多的照迹的粒子。当他把这一一种痕迹初看上的罗伯特?米的弯曲程度又
物质吗？”我身体的各种粒子都有反“组成
相，不要担心。”世界中，反物质极少果你我们生活的与一个反物质的你撞，你就麻烦了。不过“当然，如
吗？它可是不带电的。”种粒子也包括光子我就放“那说的各心了。你
粒子时，方，同归于尽。”身。当一个粒“是的，光子也有它的会发生爆炸，互相消耗对光子本反粒子，即子接近它的反
里说，物质是留下来吗？可是我不灭的没种形式的物质“你是说两个粒子能从一种形式的物。”就消失了，什么都质转化为另一本的课，它只
时，。”当湮本是对的。粒子消失，但同个例子是说，物时会有两个光子诞生，来说，“课常称两者会正电子碰与它的反粒子相遇灭’。举也就科学家通质转化为能量的形式了发生‘电子与撞时，物质会在爆炸中
量也可以转“那么反过来，能化为物质的形式喽？”
的能量时，碰撞个电子和一个正电回到炉光子在达到很高子，这会产生出一就是能量转化为物质的子中了。两个“你真聪明，我们又例子。”
里燃料，它给炉子更多的会产生反物质。如果我“太有趣了，不物质。”生越来越多的反断地升高炉子的温度，就面就会产
正电子时同时会有一个电子与正时，空间中的物质与能击产生电子和量的转化就达到了是这里的温度达到成两个样。当炉子一种平衡状态。当两个光子撞光子。”“理论上，电子发生湮灭而生60亿度
光子。”电子、正“现在，炉子里有电子，还有
应该加上中微子的，它跟中子一样，微子是子。但在少数情况下，与阳或地球，但是几乎穿时，一般都荷；它的质量为一个中微子和。当一个电子和一之一。中微子有数万分个正电子互相湮的能量交换和反中特别弱，因此它可以灭是产生两个光“还比方说太它们不会体一个反中微子。中一个性质很通物质会湮灭特殊，它与普物质发生反应。”，不带电0世纪50年代发现2很轻，大概只有电子过较大规模的物微子质量的
“真是个怪家伙。”
又增加了10倍时，质子和中取代它们的是验室中被人们当温度了，0万亿度。这时里的大家观察到了灭可以产生出质子/伙被烤‘化’们个正电子的湮运并不长久，已经在大型加速实电子与一“好了，现在让我反质子或中子/反中夸克和，两个光子或一个。然而质子与中子的命子对。这个过程子这些微观世界的魔炉的温度增加到1胶子。”
由3个夸克组成的，“我在科学杂志上看绍夸克的文章。质子或中子是到过介荷不是整数的。”而且夸克带的电
1/3个电荷。为了，另一种带胶子。胶成了一个使3个夸克和子使夸克紧密地靠在一分两种，一种带起，共同组还有另一处在一起，质子中2/3个电荷睦相种粒子，这就是质子或中子。”“看来你懂得不少微观世界的知识。夸克
现胶子和夸克了吗？”“听起来很奇妙但人们在实验室里发，
将夸克和胶子生活在理论世界里中微子、夸真正列为可在实验微子膛里的东西吧，电子、夸克和胶子目前还今人们还未能们清点一下炉、反被实验、中“很遗憾，至”时又。在科学发展的过程中子。会的前面，有正电子、光子克和胶子。论跑，有时理甩在后面。还是让我以直接观察的自由粒
子里添柴火了。”“看样子您又打算向炉
是不可能提供如此高温，普通的柴火为理论上一科学家是这样说的。将彻是在实不会产生的温度，因”温亿亿亿度，这度计的刻度达到了1万底崩塌，也没什么奇怪的。现在验室中永远也种特殊燃料“哦认为‘此时’时间和的。不过既然我们的炉是想象的，拥有空间的概念都子都
“原也会被烤‘化’”。来时间和空间
生什么，仍温度，所有粒子的概念在在这个温度下会发化’，如此高温的王国中超是没有意义的。”最终停在1亿的粒子都会被烤‘是个“让我们的魔炉的温度未知数，也许到了这个亿亿度。亿
论升高温度了，谈”是我所能理解的世界。“噢，不要在没有时间、空间和各种粒子，这不
（二）：魔炉大爆炸
把炉壁去掉。”“好吧，让我们进行实验的最后一步，
会发生巨大的爆炸的。远越好。”“噢不！这样我还是躲得越
去。那就把它远的是200亿有用处。中。现在你“这种爆炸的烈度，为地方保证我们的安全，送到星际感到安全了吧。”我会把炉子搬到很远很了空间去吧，而且即使躲到月亮上去都没年前的星际空间
“现在我还感觉不到大地在颤抖。”
亿度的‘东西’——科亿”封闭“万分危险的实‘等离子体’。原验开始了这种东西为，等离子了住的炽以光时间里，引起了爆炸。在很短的。去掉炉壁，学家们叫控制，热的等离子体立即失去质子和中子。先被由于压力和温度的降低体中出现了转化出来的的速度向外飞散，放出加热到1亿亿
高温度的逆过程。”“这是刚才升
子。”来，比方说——电“对，温度的下降使许多粒子诞生出
没有“这什么奇怪的。”
一些物质。”“不，这是一个十分重了质子和电子，就会产埃中既然有生出另外的要的过程。爆炸后的尘
原子我想想。”让质子结合。啊！是氢，一个电子和一个“
从‘虚空’中、从纯物质—氢原子。”“是的，是氢原子。这样，我们便成功地要的能量中‘制造’出了重
，难道说，这样的一吗？”切物质，银河系、太阳“氢原子是系、地球和我们人类场爆炸产生了宇宙中的一产生其它各种元素的基本原料
宙诞生大爆炸“刚才我们果，就是关于宇细地讲述。”谈论的内容意把宇宙详诞生的一种理论——理论是最流行的。如更理论，在科学家中这种你愿意耐心听，我乐
“让我们现在就开始吧。”
高温度1亿亿亿亿下结论，这度的时期，对于温度大于魔炉的最谈论有关的细节。”个阶段，科学家还不阶段，也就是敢妄“宇宙诞生的第一
不知道的东西。可以“人类总是有原谅。”
电子、中降到量产生出物质。在宇宙刚才的1/10个阶段是温度下生了。第三个阶段温“第二度以下到100万亿的能量大大降低了。”中充满各种可续下降产微子、光子、能的粒子，夸克、胶子等都在这个阶段度继000的时期，此时能，各种粒子
生有关系吧？”“能量的高低和物质的产
子的诞生成为可能。灭，夸克两夸克和胶子便中微子以及质子和中阶开始大量毁。而夸克与到第四个阶段——质子。”应才会。此时夸克、反发生。前三个过0因此，1/10宇宙中含有电子、正电阶1000000秒的宙诞生后的1/10遇导致了湮灭，产生出秒个光子、光子、段，只有在一定段的时间的能量范围内，某些反第三个阶段个光子或电子与反电子ደ子时期，从宇“子00秒年龄的程是瞬间的，只有1/000秒到1又被称为夸克冷却的湮灭也能转化出两胶子的相遇使质子与反夸克的相时间。此后进入和中对，两个胶子是的，0
”粒子还在飞快地运动吗？“这些
，宇宙的温度逐渐下降到10亿度左右。运动，并伴随着温“以光速个阶段，即1/”1000秒到100秒。进入到第五度的迅速降低
，但同炉壁刚撤去时凉快多了。”“虽然还是很热还是
最重要的过程是电子“第五阶段被称为辐射的宇宙，在第秒到30分钟。”段从100微子构成的，当然，还和正电子的湮灭第六个阶五阶段结束时有质子和中子。了大量的光子。，宇，产生的光子和中宙是由约10亿度
半小时的婴儿。”是个出生“啊！宇宙此时只
撞现象开始频繁亿度，质子和中个质子和一个中入，就会使它很氦核。”成一个由两个质子和两。不，一定的能量加，宇宙的温度子过宇宙毕“三分钟后时子——子容易地蜕变为一稳定的粒易形生氢核的一种——氘。粒子竟是能够产生的。当氘出现，碰撞的，很容相互之间碰撞时个中子组成的粒下降到9氘粒子并不是一种结果会产子的碰
“氦我多的粒子呢？”存在是否会产生更的第二号元素。氦核的知道，它是元素周期表
年的时间里，电子、。”中的物质由万引子原力捕捉在它们周围运动时，宇宙宇宙进入质子和氦核不的电子，从而宇宙诞生后的30分钟形成了氢是这样。从断地相互碰撞，了原子时代，宇段结束宙中的温度使质子和氦氦原子。因此当第七阶到100核能够借助氢原子和氦原子构成“或
“接下来就简单了。从种元素。”氢原子和氦原子的组现在世界里的各合中一定诞生了
的。又过生于宇宙之中。”天我万年到长久；在距今大约在一起，形成了们谈话，它们有的的正是宇宙发展的你说第八阶段，从10星系是由一一直到今体构成的，但是从这个0有的则存在的很产生了千姿百态的形200亿年“阶段相互组合，是在这个阶段产生命。在第八阶段产生了恒星和来越复杂，先是星和生那以后行星，地球也，物质了十时，宇宙的结构变得越只不过是昙亿花一现，几亿年，生命诞气种热的氢原式，形成了星系、恒始时，宇宙仅仅年前子和氦原子，星际间的尘埃相刚刚开互凝集ᓤ在
之下运转，世界注，一切物质所有的一切都是固定的规命中宙有它定的。”，宇律“是不是可以这样说都在这些规律
成各种元素，元素的决定产生了原了，在宇宙的原始的粒子演变“从宇了世间的万物0夸克，子核，原子随后来说，的确是这样始点—大爆炸时就，情夸克构成出的。20亿年中所发生的事——组合构成了质子和中子，进而起宙的产生和演化星系、行星和生命。”诞生并堆积
”具。人命，个过程中就无能为冰的发展过程。以类的轨迹也许并不是种会思考的生“难道人类在这完全从属于宇宙的冷冰且还掌握了一些可而发挥威力的知识和工力吗？人类毕竟是一
缥缈的猜想，奥秘相比，又是多么的无知。但我要提醒想对这个问题来一，还是改变宇宙发展轨趣的话题。我不迹的终极力量呢；同宇宙中无尽的相比，是如此的渺小，人类目前同整个宇宙人类到底是宇这是个复杂而有？”哲学讨论的领域了。个武断的结论或虚无你“这可能要属于宙演化中的普通一环
（炸的三）：宇宙爆余烬
我另一个问题吧：科学家们是如何知而生命的出现显然于知生了大爆炸的？人“这个问题我并不急类只是在几百万年你还是回答在大爆炸之后。”道宇前才出现的，道答案，宙在200亿年前发
。”花钱的，科学如果’，用来研了商业的目的而存国的贝尔电话公司实验叫罗伯特?尔诺?天文学家，一个是阿亚斯，另一位彭西话长了。20位天文学家的任务是广播卫星进行无室雇用不会满足于完成一用这台大天线搞一点线电通讯世纪60年代初，美项商究宇宙射线改装一台巨大的天。然而天文学家是在就太卑微了完全为这就说来业目的、挣一点零威尔森。两了两名年轻的线，用它来同第一颗。两人想‘副业“
“发现了什么。”他们一定
线。你知道3k相电发现了发现了很强的无线，似乎是温度为特的。3k的噪声。在接受信号时向无关。电现象。他当于多少度吗？”，们在7.寻其，但是似乎不论把这台线电波精密的天线会有噪声出现并不奇怪西亚斯和威尔森为7.35厘米的无对准什35厘米春天，彭都能接收到这种波长“1964年天线的指源头物体辐射出的射波的产生一个非常独的波长上这种无线电噪声似乎与么方向
，因此3k应该等73度，由于两种温度的刻度单位是一样的，它的最低温。”度于摄氏零下270度度0k的3“让我算算。你所说氏温度的零下2k是指开氏温是摄
迅速膨胀生的尘埃。‘热爆炸’全正确。人们球上和出来的源于‘热爆炸’理论，子还将会以态是一个奇热接受子的混合物子也就是当为天文学家所当于10k温度的物体莫夫提的。伽莫为无比的核粒均匀的无线电射线存在辐射来，大爆炸是由混合物的时大爆炸产始状是由乔治?伽宇宙微波背景起初很热，那么提出宇宙中肯定会充满大所辐。他在1948年的量的光子，这些光宇宙中发现的原理论开始并不引起，今天人们在地辐射。背景“完，宇宙的原射的射线。”一篇文章，因为如果宇宙两位天文学家发现的无线电波称把夫认为中于宇宙中，这种射线相
这种辐射，发现是吧？”“当时的人们并没有
卫星上白，验，其中包括在大气层如果人类还景辐射后，人们明线就是宇热爆炸’理论也就不“对，，10亿年后，度将只有2.存在了宇宙射线的背。”宇宙中的光子的数目和温度是2.森发现宙大爆炸的，科学家们计算。宇宙的余音这种无线电射层的干扰后，所的实验，排除了大气是越来越弱的，人们在余音为人所重视。而当现之后因此‘射线的温彭西亚斯和威尔温度还在不断地下降彭西亚斯和威尔森的发7;k;；之外的人造由进行了无数的实콳的话，他们测得的宇宙测得的宇宙背景辐射的
正越来越冷说，宇宙在变的“是不是可被以这样呢？”他的理论后来
炉子里添一些煤吧？”“是的,宇宙不仅些冷，向会变冷，还会变暗。喂，屋子里好像有
爆炸吗？大。顺便问一句，“好的”生我们的炉子也会发