【正文】 的大氣外層溫度約—240℃，底層約27℃，中心溫度大約是30000℃。木星也有濃密的大氣，其中含氫約10％，還有氦、氨、甲烷、水和硫化氨以及多種有機化合物和復雜的無機聚合物，厚度達1000公里?；鹦且彩且粋€十分荒涼的世界，沒有植物和動物，生命現象存在的可能性極小?，F在已經知道，火星上的大氣十分稀薄，主要成分為二氧化碳，還有少量的一氧化碳和水汽。 火星也是與地球鄰近的行星。由于“溫室效應”，金星表面溫度達482℃。蘇聯和美國自1961年以來相繼發(fā)射了十多個探測器飛向金星，有些探測器還實現了在金星表面上軟著陸。水星表面上白晝和黑夜的溫差極大，白晝可達350℃，而黑夜則為—274℃?，F已得知，水星的外貌與月球相似，其上布滿了環(huán)形山?，F在已經確證月球是一個沒有大氣、沒有水和沒有生命的世界。其后美國人又五次登上月球。1959年蘇聯人發(fā)射了月球探測器，成功地拍攝了在地球上永遠看不到的月球背面的照片。休伊什因他的發(fā)現而榮獲1974年諾貝爾物理學獎。天文學家們認為，脈沖星是具有很強磁場的、密度極高的、其外部由中子組成的星體，它們的自轉速度與射電脈沖周期相對應。彭齊亞斯和威爾遜因此而獲1978年度諾貝爾物理學獎金。當日寸他們建立了一個靈敏度極高的定向接收系統(tǒng)來探測宇宙，發(fā)現從天空中任何方向都接收到一種強度完全相同的微波波段電磁輻射，他們認定這種輻射并非來自任何星系，而是存在于整個宇宙背景之中，因此稱它為宇宙背景輻射。關于星際分子的形成及其演化過程現在還不明了，但是際分子的發(fā)現不僅對于進一步探索天體的演化有著重要的意義，并且亦必將有助于揭開地球上生命起源的奧秘?！靶请H分子”是指存在于銀河系或銀河系之外星際空間里的無機分子和有機分子，首次發(fā)現于1963年，現已知有50多種，其中大部分是有機分子。現在有記錄的類星體已超過1000個。1963年荷蘭天文學家施密特(Maarten Schmidt，1929～ ）判明了這種天體的譜線，確認這是一種具有很大紅移量的天體，定名為“類星體”。本世紀60年代，天文學家們利用各種觀測手段先后取得了四項重大發(fā)現。(如厚密的云層)，也不會被宇宙中的塵埃所遮擋，利用無線電電子技術也可以使它的靈敏度非常高，能夠接收到極為微弱的無線電波。后來美國入更建成了直徑達305米的射電望遠鏡，其性能更為優(yōu)越。射電望遠鏡所能觀測的范圍十分寬闊，大型射電望遠鏡的制造相對于大型光學望遠鏡也容易得多，因此射電天文學幾十年來發(fā)展極為迅速。1931年美國電信工程師央斯基(Karl Guthe Jansky，1905～1950)終于弄清楚這種干擾來自太空，次年他又斷定這是來自銀河系中心方向的電磁輻射。光學望遠鏡對于天文觀測固然十分重要，但是可見光只占電磁輻射很小的一部分，大型光學透鏡或反射鏡的制造工藝也十分困難。天文學家推算，太陽剛形成時氫約占其質量的78％，這就是說太陽若以氫為“燃料”，它可以保持目前的輻射能量約100億年，現在一般認為太陽的年齡約50億年。以太陽為例，在它的內核里高溫、高密和高壓的條件下，四個氫原子核要聚合為一個氦原子核，這時出現了質量虧損并釋放出能量。恒星時時刻刻向外界輻射的能量究竟從何而來?現代天文學家認為：其一是引力收縮。一些溫度較低、顏色偏紅而體積巨大的“紅巨星”，其密度只有水的幾十萬到幾百萬分之一，這在地球上就被認為是“真空”。由恒星的體積和質量就可以知道它們的密度。恒星質量的差異也很大。天文學家亦已找到測算恒星體積和質量的方法。但是恒星與我們的距離差異極大，在地面上所測得的光度與恒星的真實光度也就存在著差異。以往的天文學家對恒星的光度已多所研究。這樣，根據恒星光譜的紅移量以及哈勃關系，就能夠大略地測定所有發(fā)光天體與我們的距離了。多普勒效應告訴我們，當光源背離我們運動時，我們所觀測到的它的光譜線便有向紅端移動的現象，光源離開我們的速度越大它的紅移量越大。后來又有人利用測量恒星亮度的方法來測算它們的距離，測距范圍有所擴大。賞識機就有人利用恒星視差來測算恒星與我們的距離，測得太陽之外離我們最近的恒星半人馬座α星距離地球約4．3光年。恒星研究是天文學的永恒課題。20世紀以來天文學的發(fā)展更為迅速，全心的觀測手段使天文考察達到前所未有的程度，理論上的進展也大大超過以往的年代?！狈▏茖W界完全懂得他的價值，兩年后在巴黎立起了拉瓦錫的塑像。盡管兩個月后雅各賓派被推翻，但拉瓦錫已經死了。它闡明了“元素是化學分析所達到的真正的終點”，并列出了包括23個元素的第—?張真正的化學元素表，還討論了化學的對象、方法、儀器、化學物質的命名法，總結廠前人和同時代有關氣體化學和燃燒現象的實驗成果。1789年在他的《化學大綱》中正式把“純粹空氣”命名為氧氣(gaz oxygene)。 這就是化學史上著名的氧化理論。拉瓦錫在嚴格定量的基礎上重復了舍勒的燃燒磷實驗和普利斯特列加熱氧化汞實驗，使他的燃燒學說即氧化理論得以確立。但與波義耳不同的是拉瓦錫加蓋了瓶塞，結果發(fā)現反應前后總重量不變，從而駁斥了增重是火素穿過瓶底進入錫的錯誤解釋，提出了灰燼是金屬與空氣中某種成分化合的新解釋。拉瓦錫于1772—1775年從事氣體化學和燃燒理論研究時就對燃燒增重問題產生疑問，他不同意負重量的說法，也不同意波義耳的“火素”，而認為增重的原因是金屬燃燒時從空氣中吸收—廠某種物質。舍勒和普利斯特列所發(fā)現的這種氣體并沒有使他們成為批判燃素說的革命家，這一事實說明：燃素說一方面促成了實驗化學的新發(fā)現，另一方面又阻礙著理論化學的發(fā)展。他用實驗表明小鼠在充滿這種氣體的環(huán)境里存活時間最長，而人吸了它之后也很舒服。1755年英國布萊克發(fā)現了被他稱為“固定空氣”的二氧化碳：1766年卡文迪什(H．Cavendish，31—1810)發(fā)現了他誤認作“燃素”的“可燃空氣”——一氫氣；1772年丹尼爾?盧瑟福(Danier Rutherford，1749—1819)發(fā)現了他稱為“濁氣”的氮氣，不久卡文迪什和瑞典的舍勒(K．W．Scheele，1742～1786)也制得了這種氣體；特別重要的是1773年舍勒制得了被他稱為“火焰空氣”和“活空氣”的氧氣，他認為燃燒是“活空氣”與燃素結合的過程?！崩咤a(A．1Lavc~isier，1743—1794)的氧化學說正是在這種背景下應運而生的新學說。一批批新發(fā)現的事實不斷要求對這些理論進行修改。為了自圓其說，有人設想燃素具有負重量(“輕量”)，這實際—上是向亞里士多德元素說的倒退；還有人設想燃素逸出后，有另一種較重的物質被吸收。其主要錯誤是把煅灰說成是單質，卻又把金屬說成化合物，并把金屬的燃燒過程說成是分解反應。燃素說傳播日廣，到18世紀中葉時，幾乎被舉世公認，很多著名化學家都成了它的信徒。比如，金屬燃燒時逸出(釋放)燃素而成鍛灰，而煅灰與木炭一起燃燒時又從木炭中吸收燃素，重新變?yōu)榻饘??；鹧媸亲杂傻娜妓?，燃素是被禁錮的火。物體失去它就成為死的灰燼，而灰燼獲得它就會得到復活。燃素說的基本觀點是： (1)燃素是構成火的元素，當它們聚集在一起時就形成火焰，當它們彌散時只能給人以熱的感覺。后來，他的學生、德國御醫(yī)斯塔爾(G．E．Stahl，1660～1734)于1703年重新編輯出版了貝歇爾著作，并增加大量注釋。法國化學家貝歇爾(J．Becher，1635～1682)不同意波義耳把燃燒現象解釋為化合過程，而提出燃燒是一種分解過程即釋放“燃燒性油土”的過程。在西方文化史上，波義耳對于揚棄古代自然哲學的整體論思維，并過渡到近代科學的分析思維，無疑是做出了巨大貢獻的。他一生中記錄了很多定性分析的實驗。他第一次使用“分析”一詞，元素概念的提出就是由“分析”而來。應當指出，波義耳的“元素”在多數情況下相當于現代化學中的“單質”概念，后來拉瓦錫正式使用“單質”概念，以區(qū)別于“元素”概念。元素是直接合成所謂完全?昆合物的成分，也是完全混合物最終分解成的要素。他認為既然不能通過實驗把元素從物體中提取出來，它們就不配作為構成物體的元素。兩者作為機械的微粒哲學，反映了那個時代人類認識自然的機械論特征。這是燃燒后重量增加的原因。比如，從他對燃燒現象的解釋，就可以看出這點。他用微粒本身的特點來解釋化學反應，是很有意義的。波義耳還批評煉金術中的“同情”、“憎惡”、“親和”等不科學的、帶感情色彩的概念。物質的機械微粒結合成更大的粒子團，而這些大大小小的粒子團作為基本單位參加各種化學反應。他在其代表作《懷疑派化學家》(1661)中系統(tǒng)地批判了煉金術化學認為“性質決定一切”、“性質組合而成為物質”的錯誤原則，并在古代原子論以及醫(yī)化學家范?海爾蒙脫的影響下，提出他的微素理論。他由于與馬略特分別地發(fā)現了氣體定律而成為著名物理學家。此書和《論金屬》一書均體現了在化學方面學者傳統(tǒng)和工匠傳統(tǒng)的結合，是從煉金術通過工藝化學向近代化學發(fā)展的里程碑。畢林古修在其名著《火術》(1540)中，敘述了鑄鐘和鑄炮等各種運用火的生產技術，并從礦物形成、采礦、提取、冶煉、化合物及其性質，一直講到火藥和其他可燃的和可爆的物品。它擺脫了煉金術的束縛，成為其后200年中采礦、冶金方面的指南。Biringuccio，1480—1539)等。117世紀除醫(yī)化學外，工藝化學也是從煉金術向近代化學過渡的重要方向之一。海爾蒙脫對波義耳元素定義的形成有很大影響。他還研究了酸、堿等物質。盡管實驗構思和結論是錯誤的，但他的定量研究方法為現代化學奠定了方法論基礎，同時他的無不生有的信念蘊涵著樸素的物質不滅思想。他不同意帕拉塞爾蘇斯的三元素說，認為水和氣才配稱為元素，因為它們是再不能被還原為更基本的東西，且兩者不能互變?yōu)閷Ψ?。帕拉塞爾蘇斯的醫(yī)化學學派在17世紀產生了很大影響。這三元素在物質中所占的不同比例，決定了物質所具有的不同性質。他在煉金術的兩元素(“硫”、“汞”)說基礎上增加了“鹽”而提出三元素說，以此作為他的理論觀念來解釋自然界的物質變化。盡管他沒有從實踐上完全擺脫煉金術，但他認為煉金術的目的是荒誕的。主要代表人物是帕拉塞爾蘇斯和范．海爾蒙脫(LU．vail Helmont，1577～1644)。醫(yī)化學即醫(yī)藥化學。直至1 9世紀初由于偏振、于涉等現象的發(fā)現和研究，才使波動說占據了統(tǒng)治地位。而在1704年他的《光學》中，牛頓則徹底主張光的微粒假說。牛頓最初吸取了胡克的波動思想，傾向于把微粒說和波動說結合起來，1675年他提出彈性以太的思想以解決微粒說的困難。1672年在《哲學學報》上發(fā)表的他對色散現象的研究成果，是他第一次公開發(fā)表的科學論文。用微分幾何的語言來表述，即：波陣面所及的任意點均可看做是新的次波源(即子波中心)，而新的波陣面則是所有次波源向外發(fā)出的半球面次波的包跡。他認為，構成一個發(fā)光體的微粒把脈沖傳送給鄰近的 種彌漫媒質的微粒，每個受激微粒都變成一個球形子波(即次波)的中心。胡克認為光是一種振動，發(fā)光體的每—次振動或脈動必將以球面向外傳播。他注意到，在一定的厚度范圍內，云母薄片里會出現虹霓的色彩，不同厚度的部位顏色不同。他的光學著作，在他死后兩年被發(fā)表。他從波動觀點出發(fā)解釋了似乎同光的直線傳播定律相悖的衍射現象。關于光的本性的波動說，在達?芬奇的著作和伽利略書信中已有跡象。在發(fā)表有關折射定律的這本《屈光學》中，笛卡兒還提出丁關于光的本性的微粒假說。根據他于1621年的結果，可容易地推出現代形式的折射定律。他對折射規(guī)律的研究雖方法正確但未獲成功。他還研究了球面像差一類復雜現象，為巴羅等后人的幾何光學研究提供了基礎。他在1611年出版的《屈光學》中解釋了荷蘭望遠鏡或伽利略望遠鏡及顯微鏡所涉及的光學原理，并提出了改良望遠鏡的建議，他的建議在近代導致遠距照相透鏡組合的發(fā)明。因此近代光學基本是從零開始的。中世紀偉大的數學家、天文學家伊本?海賽姆用實驗測定了折射率?！贝送?，克拉尼還研究過縱波，以及聲音在不同氣體中的傳播速度比等問題。他于1802年發(fā)表的《聲學》中記載了他在1785年前后的一些重要實驗。后來普利斯特列證明聲音可在空氣之外的其他氣體中傳播。而18世紀初，F．豪克斯貝則沿著相反的思路改進了上述實驗，他發(fā)現當容器中的空氣為一個大氣壓時，鈴聲可傳到30碼以外；兩個大氣壓時，鈴聲可傳到60碼以外；三個大氣壓時則可傳到90碼以外。他將一容器中放人可用時鐘機構敲響的鈴，并用抽氣機抽去容器中的空氣。但在抽氣機發(fā)明之前，這僅僅是猜測。關于聲音的傳播媒質，在亞里斯多德時代人們就已猜到空氣是聲音的通常媒質。其中歐拉于1739年根據泰勒1713年的研究結果提出了更為精確的確定音調的方法，即一根弦的振動頻率（n）與其長度（l）和單位長度質量（m）之間的關系。牛頓在計算空氣中所產生聲波的波長時曾利用了索維爾的測定頻率裝置。繼伽利略之后，默森、沃利斯(1616—1703)、W．諾布爾和?。じ晏氐热搜芯苛速だ蕴岢龅摹昂蛻駝印奔捌湟?guī)律。如伽利略、笛卡兒、默森(Marin Mcrsne，15881648)、胡克等人均證明了—個律音的音調由產生它的振動之頻率所決定。從古代到17世紀，主要從算術(比例)的角度對諧音的音程進行研究。不管怎樣，從靜電到流電的研究畢竟標志著電學認識上的一次飛躍。盡管這種解釋逐漸取代了伽伐尼的動物電觀點，但這兩種解釋均未觸及到電流產生的真正本質。但把這個物理現象從生理學范疇中分離出來并做出物理學解釋的是伏打（17451827）。值得注意的是，近代科學史上最早的科學史著作正是介紹電學領域的，這就是英國的普里斯特列（Joseph Priestley，17331804）所著的《電學的歷史和現狀及最初的實驗》（1776）18世紀末葉，電學從靜電研究向流電研究發(fā)展。這種新技術以其顯效的事實駁斥了教會的蠱惑宣傳，很快在歐洲流行，最終甚至連教堂的屋頂也高高聳立起避雷針。弗蘭克林因此而獲得英國皇家學會授予的金質獎章。他提出了關于單電流體的一元論，認為所有物體都包含有一種電流體，這種電流體超量則物體帶正電，這種電流體不足則物體帶負電。1746年荷蘭萊頓大學教授馬森布羅克（16921761）在18世紀起電機和法國杜菲（,16981739）發(fā)明驗電計的基礎上，制造了能蓄電的工具萊頓瓶，為靜電學的研究創(chuàng)造了實驗條件。1672年奧?馮?蓋里克在一本書中描述了一臺早期的摩擦起電機；1709年弗?豪克斯貝（,16871763）在《物理數學實驗》中談到摩擦旋轉著的玻璃球、封蠟或硫磺球會產生火花的實驗。直至克勞修斯